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Gasentladungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Kathoden und einer
sämtlichen Kathoden gemeinsamen Anode Die Erfindung bezieht sich auf elektrische
Entladungsvorrichtungen, und insbesondere auf Mehrfach-Kaltkathoden-Glimmentladungsvorrichtungen,
die vornehmlich für die Verwendung bei Impulszähl-oder Schaltapparaten und -Systemen
geeignet sind: Im einzelnen hat die Erfindung zum Ziel, elektronische Schrittschalt-
oder Schaltgeräte und -Systeme zu vereinfachen, die rasche Umschaltung der Entladung
in einer Glimmentladungsvorrichtung auf einem von mehreren verschiedenen Wegen zu
erleichtern, die Fortschaltung einer Entladung in solche Geräte in nur einer vorbestimmten
Richtung längs einer Vielzahl von Entladungswegen sicherzustellen, die Anzahl von
Anschlüssen herabzusetzen, welche bei einer Glimmentladungseinrichtung mit Mehrfach-Kaltkathode
erforderlich sind, um die Umschaltung der Entladung in einer vorbestimmten Weise
von einer zur anderen Kathode vorzunehmen, das Zählen einer Reihe von Signalimpulsen
zu beschleunigen, die Anordnung, die für die Durchführung einer solchen Zählung
erforderlich ist, zu vereinfachen; und die Durchführung verschiedenartiger elektrischer
Vorgänge zu ermöglichen, mittels einer Glimmentladung mit Mehrfachelement, wobei
eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Elektroden und zugehörigen Anschlüssen vorgesehen
sind.
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Nach einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung enthält eine
Gasentladungsvorrichtung eine Anode und eine Vielzahl von kalten Kathoden, welche
mit der Anode zusammen arbeiten und in einer geraden, kreisförmigen oder eine sonstige
geometrische Form aufweisenden Reihe angebracht sind.
In übereitisti'mmung
mit einem Merkmal der Erfindung sind die Kathoden oder bestimmte Kathoden elektrisch
in Gruppen zusammengefaßt und so ausgeführt und angeordnet, daß die Entladung zwischen
einer Kathode und der Anode wahlweise im Wege der Schritt- oder Umschaltung auf
einem Weg zwischen der Anode und einer anderen Kathode eingestellt werden kann,
und zwar unter dem Einfluß von Signalimpulsen, wobei die Entladung für jeden Impuls
um eine Stellung weiterschaltet oder vorrückt.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die verschiedenen Kathoden
so ausgeführt und zueinander so angeordnet, daß die Entladung an irgendeiner Kathode
an einer vorbestimmten Stelle der Kathode konzentriert wird und so zur Wirkung kommt,
daß die Umschaltung der Entladung auf eine andere Kathode nur in einer vorbestimmten
Richtung sichergestellt ist, wenn ein Signalimpuls an die Vorrichtung angelegt wird.
Bei einer speziellen Ausführungsform ist die Ausführung und Anordnung der Kathode
derart, daß die Entladung nur von einer Kathode zu der in .der Reihe nächstfolgenden
Kathode umgeschaltet werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Mittel vorgesehen,
wodurch die Entladung irgendeiner in der Reihe liegenden Kathode so umgestellt werben
kann, daß sie erneut an einer vorbestimmten Kathode stattfindet.
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Nach einem noch weiteren Merkmal der Erfindung sind die Kathoden so
gestaltet und elektrisch derart zusammengefaBt, daß die Zahl der Schaltungsanschlüsse,
welche für die Fort- oder Umschaltung der Entladung benötigt werden, auf ein Minimum
herabgesetzt ist-Eine Ausführung der erfindungsgemäßenVorrichtung enthält eine Reihe
von kalten Kathoden, von welchen eine Gruppe, die die jeweils zweiten Kathoden,
die als B-Kathoden bezeichnet werden, umfaßt, elektrisch zusammengeschaltet sind,
während die restlichen die als AaKathoden bezeichnet werden, für den Anschluß einzelner
Belastungskreise dienen. Die verschiedenen Kathoden sind so ausgeführt und angeordnet,
daß beim Anlegen von Signalimpulsen an die zusammengeschaltete Gruppe eine Entladung
bewerkstelligt wird, welche entlang der Kathodenreihe in einer Richtung schrittweise
vorrückt, und zwar ausgehend von einer der A-Kathoden zu der nächstfolgenden bei
jedem Anlegen eines Impulses. Somit kann irgendein Belastungskreis geschlossen oder
erregt werden, indem man an die Vorrichtung die Anzahl von Impulsen anlegt, welche
erforderlich sind, um die Entladung von einer vorbestimmten oder Normalstellung
zu derjenigen A-Kathode zu bewegen oder fortzuschalten, welche dem betreffenden
Belastungskreis entspricht. Bei einer solchen Ausführung, der Vorrichtung ist die
Anzahl der Belastungskreise, welche durch irgendeine besondere Vorrichtung gesteuert
werden können, bestimmt durch die Anzahl von A-Kathoden, und für jede solche Kathode
wird ein besonderer Einführungsleiter oder eine besondere Ausgangsklemme benötigt:
Damit sind sowohl elektrische als auch mechanische Schwierigkeiten verbunden, und
im Gefolge davon entstehen Komplikationen und Einschränkungen hinsichtlich der Ausführung
von praktischen Geräten.
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Demgemäß besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, den Aufbau
von Vielfachkathoden-Glimmentladungsvorrichtungen und insbesondere von Vorrichtungen,
die für die Steuerung einer Mehrzahl von Belastungskreisen geeignet sind, zu vereinfachen
und zu erleichtern. Mehr speziell ist ein Ziel der Erfindung darin zu sehen, daß
die Anzahl, der Einführungsleiter und =klemmen die bei einer solchen Vorrichtung
erforderlich sind, um die Steuerung einer gegebenen Anzahl von Beiastungskreisen
zu bewirken, herabzusetzen oder auf eine Mindestzahl zu beschränken.
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In Übereinstimmung mit einem 1-Ierkmal der Erfindung sind bei einer
Vorrichtung der oben beschriebenen allgemeinen Ausführung eine Mehrzahl von Hilfs-
oder Belastungskathoden vorgesehen, deren jede neberteiner zugehörigen A-Kathode
angebracht ist, und die Hilfs- und A-Kathoden sind elektrisch zusammengeschaltet
entsprechend einem vorbestimmten Nummernsystem, insbesondere auf der Basis einer
arithmetischen Kombination. Beispielsweise können diese Kathoden bei einer Ausführungsform
auf einer 2-von-5-Basis zusammengeschaltet werden, so daß zehn Belastungskreise
mittels einer Vorrichtung mit fünf Ausgangsklemmen gesteuert werden können.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind bei einer solchen Mehrfach-Kathodeneinrichtung
der oben beschriebenen Art eine Mehrzahl von Hilfs- oder Sondenelektroden vorgesehen;
jede dieser Elektroden ist neben einer zugehörigen Kathode angeordnet, so daß beim
Auftreten der Entladung an einer dieser Kathoden das Potential der angrenzenden
Hilfs- oder Sondenelektrode einen Wert annimmt, der im wesentlichen demjenigen der
Anode gleich ist und ein entsprechender Impuls oder ein entsprechendes Signal in
dem Ausgangs- oder Lastkreis erzeugt wird, der mit dieser Hilfs- oder Sondenelektrode
gekoppelt ist.
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Die Erfindung und die obenerwähnten sowie weitere Merkmale derselben
werden klarer und vollständiger aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung
verständlich, und zwar in Verbindung mit der Zeichnung, in welcher zeigt Fig. i
eineAnsicht einer Mehrfach-Kaltkat'hoden-Glimmentladungsvorrichtung, welche eine
Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, wobei. das Hüllgefäß im Schnitt gezeigt
und ein Teil des Sockels weggebrochen ist, Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach Linie
2--2 der Fig. i, welche die Anordnung der verschiedenen Kathoden und deren arbeitsmäßige
Beziehung zu der Anode veranschaulicht, wobei ein Teil der Anode weggebrochen ist,
um bestimmte Kathoden deutlicher zu zeigen, Fig. 3 eine Schnittansicht nach der
Linie 3-3 der Fig.2 des Anoden- und Kathodenaufbaues, der in der Vorrichtung gemäß
F ig. i und 2 enthalten ist.
Fig..4A und 4B perspektivische Einzeldarstellungen,
welche die Ausführung von zwei bei der Vorrichtung nach Fig. i und 2 verwendeten
Kathodenformen zeigen, Fig, 5 ein Schaltungsschema, welches eine Art der Arbeitsmöglichkeit
für die Vorrichtung nach Fig. i und 2 veranschaulicht, Fig. 6 eine Darstellung,
welche gewisse Grundgedanken veranschaulicht, die für den Betrieb der Vorrichtung
Anwendung finden, Fig. 7 eine Darstellung, welche gewisse Grundgedanken veranschaulicht,
die bei der wahlweisen Ausrichtung der Fortschaltung der in der Vorrichtung stattfindenden
Entladung berücksichtigt sind, Fig.8 und 9 Kurvenbilder, welche typische Arbeitskennlinien
einer Vorrichtung der allgemeinen in Fig. i und 2 dargestelltenAusführung zeigen,
Fig. io ein Schaltungsschema, welches eine Möglichkeit zur Verwendung der in Fig.
i und 2 gezeigten Vorrichtung für die Zählung von Impulsen veranschaulicht, Fig.
i i teils eine Darstellung und teils ein Schaltungsschema, welche eine Möglichkeit
wiedergeben, wonach eine Vorrichtung entsprechend Fig. i und 2 in einem Schaltsystem
Anwendung finden kann, um wahlweise eine Reihe von Ausgangs- oder Arbeitskreisen
zu schließen, die einzeln mit bestimmten Kathoden verbunden sind, Fig. 12 die Darstellung
einer Art zur Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die wahlweise Zuordnung
irgendeines von einer Anzahl von Signalübertragungskreisen mit einem anderen Kreis,
Fig. 13 das Schaubild einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei die wahlweise
Ausrichtung des Entladungsüberganges durch eine besondere Form und Anordnung zylindrischer
Kathoden verwirklicht ist, Fig. 14 eine andere Ausführungsform der Erfindung, wobei
die Umschaltung der Entladung in der vorgeschriebenen Richtung durch eine besondere
Ausführung der einzelnen Kathoden verwirklicht ist.
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Fig. 15 eine Ansicht einer Mehrfach-Kathoden-Glimmentladungsvorrichtung,
welche eine andere Ausführungsform der Erfindung wiedergibt, wobei die Umhüllung
des Sockels der Vorrichtung weggebrochen ist, um den inneren Aufbau deutlicher zu
zeigen, Fig. 16 ist eine Querschnittdarstellung der Vorrichtung nach Linie 16-16
der Fig. 15, wobei ein Teil der Anode weggebrochen ist, um bestimmte Kathoden sichtbar
zu machen, Fig., 17 ein Schaltungsdiagramm, welches eine Art für die Betätigung
der Vorrichtung nachFig. 15 und 16 veranschaulicht, Fig. 18 teils eine perspektivische
schematische Ansicht und teils ein Schaltschema einer Mehrfach-Kathoden-Gasentladungsvorrichtung,
welche eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, Fig. i 9 eine
:Ansicht einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung, wobei ein Teil der Umhüllung
und des Sockels weggebrochen sind, um den inneren Aufbau deutlicher zu zeigen, Fig.
2o eine Schnittdarstellung nach der Linie 20-2o der Fig. i, Fig.21 eine Teilschnittdarstellung
nach Linie 21-2i der Fig. 20,
Fig. 22 ein Schaltschema mit Darstellung
einer Möglichkeit für die Verwendung der Vorrichtung nach Fig. ig.
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Es soll nunmehr auf die Zeichnung Bezug .genommen werden. Die elektrische
Entladungsvorrichtung, die in,den Fig. 1 bis 4 veranschaulicht ist, besteht aus
einer Glashülle io, die eine Gasfüllung von der Art enthält, wie sie im nachfolgenden
beschrieben werden soll, und mit einem napfförmigen Quetschfuß i i versehen ist.
Die Hülle io ist an einem Sockel 12 befestigt, welcher in der allgemein üblichen
Ausführung gehalten sein kann und mit einem Zentrierzapfen 13 und Steckerstiften
14 versehen ist, vermittels welcher elektrische Anschlüsse zu den Elektroden der
Vorrichtung über Einführungsleiter 15 'hergestellt werden können.
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In dem Quetschfuß i i sind eine Mehrzahl, bei dem speziellen Ausführungsbeispiel
insgesamt zehn steife Einführungsleiter 16 bis 25 abgedichtet, die mit den Elektroden
der Vorrichtung in der nachstehend beschriebenen Weise verbunden sind, und zwar
über starre Verbindungsdrähte oder -brücken 26.
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Die Elektroden der Vorrichtung umfassen eine Gruppe von Kathoden 27,
die im nachstehenden mit A-Kathoden bezeichnet werden, und eine zweite Gruppe von
Kathoden 28, die im folgenden als B-Kathoden bezeichnet sind; sämtliche Kathoden
sind in Kreisform angeordnet, wobei jede A-,Kathode zwischen zwei B-Kathoden 28
liegt. Jede der A-Kathoden besitzt, wie Fig. 4A deutlich erkennen läßt, einen kanalförmigen
Teil, 29, einen ebenen Schwanzteil 30 und einen Befestigungsteil 31. Die
Befestigungsteile 31 sind an einem Metallring 32 angeschlossen, welcher seinerseits
von den starren Einführungsleitern 18, 21 und 24 gehalten und getragen wird. Jede
der B-Kathoden besteht aus einem kanalförmigen Teil 33, einem ebenen Schwanzteil
34 und einem Befestigungsteil 35; die Befestigungsteile sind an einen Metallring
36 angeschlossen, der seinerseits durch die Einführungsleiter 19, 22 und 25 gehalten
und getragen wird. Wie Fig. i und 3 erkennen lassen, sind die verschiedenen Kathoden
so angeordnet, daß die Kanalteile längs der Kreisbahn hintereinanderliegen, und
daß der Schwanzteil jeder Kathode an dem Kanalteil der im Uhrzeigersinn nachfolgenden
Kathode angrenzt.
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An dein Einführungsleiter 16 ist eine Hilfs- oder Rückstellkathode
37 befestigt, welche einen im allgemeinen radial verlaufenden kanalförmigen Teil
aufweist, der an den Schwanzteil 3o der am nächsten liegenden A-Kathode 27 angrenzt,
wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
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Eine ringförmige Anode 38 wird gegenüber dem Kanalteil der A- und
B-Kathoden gehalten" und zwar koaxial dazu; die Befestigung der Anode geschieht
durch die Einführungsleiter 17, 20 und 23.
Wie in Fig.2 gezeigt
ist, empfiehlt es sich, die Anode mit einer Unterbrechung oder einem Schlitz 39
zu versehen, um die Ausgasung der Kathode mittels Induktionsheizung ohne Überhitzung
der Anode zu erleichtern.
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Bei der speziellen und als Beispiel dargestellten Vorrichtung kann
der Kanal jeder der A- und B-Kathoden o,5 mm breit, 1,6 mm tief und 1,6 mm lang
sein; die Schwanzteile 30 und 34 können eine Länge von 1,6 mm und eine Breite
von 1,6 mm haben. Die Kathoden können aus hitzebeständigem Metall, z. B. aus
0,25 mm starkem Molybdänblech, hergestellt sein. Andere Metalle, wie z. B.
Tantal und Niob, können ebenfalls als Kathodenmaterial Verwendung finden.. Die A-
und 13-,Kathoden können so angebracht sein, daß der Schwanzteil 30 oder 34 jeder
Kathode von der am nächstliegenden Kante der vorangehenden Kathode einen Abstand
von 0,76 mm hat. Die Anode kann aus 0,5 mm starkem Molybdändraht bestehen
und in solchem Abstand von den Kathoden gehalten sein, daß bis zur Oberkante der
Kathoden ein Spalt von 1,27 mm verbleibt. Das Gas, welches die Hülle io füllt, kann
Neon bei einem Druck von 5o mm Quecksilber sein, oder Wasserstoff bei einem Druck
von 2o mm Quecksilber. Andere Gase, wie z. B. Argon, Crypton, Helium, Xenon oder
Mischungen derselben, können ebenfalls Anwendung finden. Die Hilfskathode kann man
ebenfalls aus hitzebeständigem Metallblech, z. B. aus Molybdän, herstellen, und
der Kanalteil der Hilfskathode soll von der am nächsten liegenden A-Kathode einen
Abstand von 0,5 mm haben.
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Die grundsätzliche Arbeitsweise der Vorrichtung wird aus Fig. 5 und
6 verständlich. In diesen beiden Figuren ist die Anzahl der dargestellten Kathoden
gegenüber der Kathodenzahl bei der Einrichtung nach Fig. i bis 4 verringert worden,
um die Darstellung zu vereinfachen. DasArbeitsprinzip ist von der Anzahl der Kathoden
unabhängig; es ist verständlich, daß eine größere oder kleinere Anzahl von Kathoden
verwendet werden kann, als es bei der besonderen vorbeschrie'benen Einrichtung gezeigt
ist. Wie Fig.5 erkennen läßt, sind die A-Kathoden untereinander und mit Erde verbunden
; die B-Kathoden 28 sind elektrisch miteinander verbunden und an eine geeignete
Quelle angeschlossen, damit ein negativer Impuls angelegt werden kann, dessen allgemeine
Form bei P angegeben ist. Die Anode 38 wird mit Bezug zur Erde auf ein Positivpotential
gehalten, welches unterhalb der Zündspannung der KathodenrAnoden-Spalte liegt, aber
groß genug ist, um eine Entladung zwischen irgendeiner Kathode und der Anode aufrechtzuerhalten.
Ein Belastungswiderstand 40 ist in Reihe mit der Vorspannungsquelle an die Anode
angeschlossen, wie die Darstellung erkennen läßt. An die Hilfskathode 37 werden
Impulse von der allgemeinen Form, wie sie bei P, angegeben sind, angelegt.: Mit
Bezug auf Fig. 6 sei angenommen, daß eine Entladung zwischen einer der Kathoden,
und zwar der Kathode A, und der Anode 38 stattfindet. Der kanalförmge Teil der Kathode
ist als Glimmentladungselement wesentlich wirksamer als der ebene Schwanzteil. Infolgedessen
wird sich die Entladung zwischen der Kathode Aa und der Anode 38 an dem Kanalteil
dieser Kathode konzentrieren. Es ist somit erkennbar, daß bei einer Entladung zwischen
der Kathode A, und der Anode 38 der Schwanzteil der nächstfolgenden Kathode Bi in
einem Bereich hoher Ionisationsdichte hineinragt, während die unmittelbare vorangehende
Kathode BO in einem Bereich geringer Ionisationsdichte liegt. Infolgedessen wird
beim Anlegen eines Impulses, und zwar eines Impulses wie bei P in Fig. 6 angegeben,
an die Kathoden BO und B, die Entladung von der Kathode A, zur Kathode B, übergehen
und sich an dem kanalförmigen Teil der Kathode B, konzentrieren. Beim Aufhören des
Impulses geht die Entladung zur Kathode A1 über und konzentriert sich an deren kanalförmigem
Teil. Bei einer Vorrichtung nach der in Fig. 5 veranschaulichten Art werden somit
aufeinanderfolgende Impulse P bewirken, daß die Entladung von einer A-Kathode zur
nächstfolgenden A-Kathode übergeht.
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Wegen der Gestaltung der Kathode und des oben erläuterten Unterschiedes
in der Ionisationsdichte in den Bereichen der beiden Kathoden an entgegengesetzten
Seiten irgendeiner Kathode, an welcher eine Entladung stattfindet, ist zu bemerken,
daß die Entladung in der gleichen Richtung übertragen oder umgeschaltet wird, beispielsweise
in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung um die Kathode nach Fig. 5.
Dieses Merkmal, welches als Bevorzugungsmechanismus angesehen «-erden kann, ist
quantitativ in Fig. 7 veranschaulicht. Wie diese Figur erkennen läßt ist bei einer
Entladung zwischen der Kathode A, und der Anode 38 die Anlegung einer Spannung in
der Größenordnung von 34,5 Volt an die Kathode B, erforderlich, um den Übergang
der Entladung zur Kathode BO zu bewirken, während eine Spannung von nur etwa 4,5
Volt benötigt wird, um den Übergang der Entladung von Kathode A, zu Kathode B1 zu
bewirken.
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Wenn die Entladung einmal irgendeine A-Kathode erreicht, so wird sie
an dieser Kathode stehenbleiben, bis der nächstfolgende Impuls auftritt, wodurch
der Kreis von dieser Kathode durch den Belastungswiderstand 4o geschlossen wird.
Die Entladung kann von irgendeiner der A-Kathoden zur Hilfs- oder Rückstellkathode
37 zurückgebracht werden, ünd zwar durch die Anlegung eines kräftigen negativen
Impulses P1 an die Hilfs- oder Rückstellkathode 37, Es ist verständlich, daß die
negativen Impulse P und der Belastungswiderstand 40 in Wechselbeziehung zueinander
gebracht werden sollen, so daß, wenn die Entladung von einer A-Kathode zu einer
B-Kathode umgeschaltet wird, der erhöhte Spannungsabfall in dem Belastungswiderstand
ausreicht, um die Spannung zwischen der Anode und der A-Kathode zu veranlassen,
bis unter den die Entladung aufrecht erhaltenden Wert abzufallen, wodurch die Entladung
zur A-Kathode, von welcher die Entladung fortgeschaltet oder umgeschaltet wird,
zum Erlöschen kommt. Es wurde festgestellt, dß die Form der Eingangsimpulse und
die Zeitspanne zwischen den
Impulsen nicht kritisch sind. Sinusförmige,
rechteckige und exponentielle Impulse sind mit gutem Erfolg benutzt worden. Wegen
des Entionisierungszeitfaktors müssen jedoch kleinste Impulslängen und kleinste
Zeitspannen zwischen den Impulsen eingehalten werden, um ein fehlerhaftes Arbeiten
zu verhindern. Das wird aus der Betrachtung der Fig.6 verständlich. Es sei angenommen,
daß die Entladung von der Kathode A, zur Kathode BI in der oben beschriebenen Weise
übergegangen ist. Eine gewisse Ionisation kann in der Nähe der Kathode Ao zurückbleiben.
Wenn der Impuls ausgelöst wird, bevor die Entionisierung in dem Spalt zwischen Kathode
Ao und der Anode 38 stattfindet, so kann die Entladung beim Aufhören des Impulses
von der Kathode Bi zurück zur Kathode A, übergehen. Die benötigte besondere Impulslänge
und Entionisierungsperioden werden natürlich von dem besonderen Gas und dessen Druck
abhängen. Bei typischen Vorrichtungen nach der oben, beschriebenen Ausführung, wobei
Neon mit einem Druck von 5o mm Quecksilber die Gasfüllung bildete, hat sich der
Betrieb mit sinusförmigen Impulsen bei Frequenzen bis zu 1300 Schwingungen pro Sekunde,
entsprechend einer Impulsdauer von etwa 0,4 Millisekunden, als befriedigend erwiesen.,
Bei anderen Vorrichtungen dieser Art mit Wasserstofffüllung bei einem Druck von
20 mm Quecksilber konnte ein Betrieb bei Frequenzen in der Größenordnung von 6o
ooo Schwingungen pro Sekunde verwirklicht werden, was einer Impulslänge von etwa
8 Mikrosekunden entspricht.
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Wie oben erwähnt wurde, kann der Entladungsstrom von irgendeiner A-Kathode
zu der Hilfskathode 37 rückgestellt werden, und zwar durch Anlegung eines kräftigen
negativen Impulses an die Hilfskathode 37. Wenn die der Hilfskathode 37 zunächstliegende,
nachfolgende Kathode eine A-Kathode 27 mit Erdpotential ist, so wird bei Beendigung
des negativen an die Kathode 37 angelegten Impulses die Entladung an diese nächste
A-Kathode übergehen. Wie im folgenden erläutert werden soll, kann die Hilfs- oder
Rückstellkathode so angeordnet sein, daß bei Beendigung des Rückstellimpulses die
Entladung an dieser Kathode verbleibt.
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Es wurde oben ausgeführt, daß das Bevorzugungsmerkmal, wodurch die
Entladung stets in einer Richtung fortgeschaltet wird, wenn Signalimpulse an die
B-Kathoden angelegt werden, auf dem großen Unterschied der Spannungen beruht, die
erforderlich sind, um die Entladung von einer Kathode zur nächstfolgenden oder nächstvorangehenden
Kathode zu übertragen. Diese Differenz, die für den in Fig., 7 wiedergegebenen Fall
etwa 30 Volt beträgt, kann als Zählspielraum bezeichnet werden und ist von
der Kathodenform und der Gasfüllung und außerdem von dem Anodenstrom abhängig. Die
allgemeine Beziehung zwischen dem Zählspielraum und dem Anodenstrom ist in Fig.
8 wiedergegeben, aus welcher ersichtlich ist, daß es einen Strom gibt, für welchen
der Zählspielraum ein Maximum oder Optimum ist. Bei einigen Anwendungen von Vorrichtungen,
die der Erfindung gemäß aufgebaut sind, können, wie im folgenden angegeben werden
wird, individuelle Ausgangs- oder Belastungskreise den A-Kathoden zugeordnet werden.
Beim Betrieb solcher Vorrichtungen wird als Ergebnis der über irgendeine Belastung
entwickelten Spannung die A-Kathode, welche dieser Last zugeordnet ist, negativ
mit Bezug auf alle übrigen A-Kathoden. Somit ist die höchste zulässige Spannung,
welche an einer Last entwickelt werden kann, durch die Neigung .der Entladung begrenzt,
zur nächsten vorangehenden oder nächstfolgenden A-Kathode überzugehen. Diese Grenzspannung
der Belastung kann als Ausgangs-Spannungsspielraum bezeichnet werden und ist eine
Funktion der Kathodenform, der Gasfüllung und des Betriebsstroms. Außerdem besteht
eine Abhängigkeit von der Spannung der B-Kathoden während des Intervalls zwischen
den angelegten Impulsen. Die allgemeine Beziehung zwischen Ausgangs-Spannungsspielraum
und Röhrenstrom für zwei verschiedene Rücklaufspannungen für die B-Kathode ist in
Fig. 9 veranschaulicht. Dabei stellt die Kurve X die Beziehung für den Fall dar,
daß die B-Kathoden zwischen den Signalimpulsen auf 25 Volt positiver Spannung mit
Bezug auf die A-Kathoden gehalten werden; die Kurve Y gibt die Beziehung bei offenen
Kathoden wieder.
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Vorrichtungen, welche entsprechend der Erfindung aufgebaut sind, können
als Zähler von Signalimpulsen Verwendung finden. Ein System, welches eine solche
Verwendbarkeit vorsieht, ist in Fig. 1o veranschaulicht, wobei eine Vorrichtung
vorgesehen ist, welche zusätzlich zur Hilfs- oder Rückstellkathode 37 zwanzig Kathoden
enthält und daher zehn Impulsstellungen aufweist. Das System enthält zwei Schalters,
und SE, deren jeder zwei Stellungen einnehmen kann, die mit 1 und 2 bezeichnet sind.
Die beiden Schalter sind zwecks gleichzeitiger Betätigung miteinander verbunden.
Bei der Schalterstellung i werden Eingangsimpulse an die B-Kathoden 28 angelegt,
und die Entladung wird, entgegen dem Uhrzeigersinn, von der A-Kathode 27, die unmittelbar
neben der Rückstell-oder Hilfselektrode 37 liegt; bei jedem Eingangsimpuls um eine
Stellung fortgeschaltet., Am Ende einer vorbestimmten Periode werden die Schalter
in die Stellung 2 gebracht. Die Fortschaltimpulse werden dann. von einem Ablesegerät
an die B-Kathoden angelegt, bis die Entladung zu der Hilfskathode 37 fortgeschaltet
oder rückgestellt wird. Wenn die Entladung diese Stellung erreicht, wird ein positiver
Ausgangsimpuls dem Ablesegerät zugeführt. Die Anzahl der über den Schalter S1 in
dessen Stellung 2 zugeführten Impulse wird gezählt und die Differenz zwischen dieser
Impulszahl und den Stellungen in der Vorrichtung ist eine Angabe oder ein Maß für
die Zahl von Impulsen, die über den Schalter S1 angelegt wurden, während sich derselbe
in der Stellung 1 befand. Eine Vorspannungsquelle 41 ist in Reihe mit einem Widerstand
42 so angeordnet, daß sie mit der Hilfskathode 37 in Verbindung gebracht wird, wenn
sich der Schalter SE
in Stellung 2 befindet. Der Widerstand 42 kann
so klein bemessen und die Spannung der Quelle 41 genügend negativ gemacht werden,
daß die Entladung, wenn sie einmal zu der Hilfskathode 37 zurückgekehrt ist, dort
verbleibt, wenn auch Impulse über den Schalter S1 in der Stellung 2 angelegt werden.
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Es sei bemerkt, daß, wenn bei einem System, wie es in Fig. io veranschaulicht
ist, der Schalter S1 in Stellung i und der Schalter S2 in Stellung 2 gehalten werden,
ein Ausgangsimpuls für je zehn Eingangsimpulse erhalten wird. Somit wird die .Vorrichtung
als Frequenzteiler arbeiten. Es ist außerdem erkennbar, daß eine in dieser Weise
betätigte Vorrichtung als Rechner verwendet werden kann, insbesondere als ein Dezimalrechner
mit Erzeugung eines Impulses in der Zehnerstellung.
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Vorrichtungen, die der Erfindung gemäß aufgebaut sind, können mit
Vorzug benutzt werden, um die Betätigung irgendeines von einer Anzahl von Kreisen
zu bewirken, und zwar in Übereinstimmung mit der Anzahl von an die Vorrichtung angelegten
Eingangsimpulsen. Eine typische Anordnung ist in Fig, i i veranschaulicht. Wie gezeigt,
ist jede A-Kathode 27 mit einem getrennten Einführungsleiter versehen und steht
mit einem Relais .L3 in Verbindung, welches einen zugeordneten Arbeitskreis steuert.
Die Anode 38 ist über ein Paar Widerstände 44 und 45, von denen einer für die Kurzschließung
mittels eines Schalters 46, angeordnet ist, mit der positiven Quelle verbunden.
Nach einer Betriebsart werden die Widerstände 44 und 45 vorzugsweise groß gehalten,
so daß der durch irgendein Relais fließende Strom auf einen Wert begrenzt ist, d!er
unter dem Ansprechwert liegt.
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Beim Betrieb der Vorrichtung nach Fig. i i bewirkt ein an den Widerstand
47 angelegter Impuls P1 eine Entladung zwischen der Anode 38 und der Hilfskathode
37. jeder an die B-Kathode 28
angelegte Eingangsimpuls P hat eine Fortschaltung
des Elektronenstromes um eine Stellung zur Folge, d. h. der Reihe nach zu den A-Kathoden
27. Wenn beispielsweise am Ende einer vorgeschriebenen Zeitspanne der Schalter 46
geschlossen wird, so fließt ein Strom, der für die Betätigung des Relais 43 ausreichend
groß ist, über den Kreis, der die Anode 38 und die A-Kathode enthält, an welche
die Entladung fortgeschaltet worden ist. Durch Steuerung der Zahl von Eingangsimpulsen
pro Zeiteinlieit, während welcher der Schalter 46 offen ist, und durch darauffolgende
Schließung des Schalters 46 kann somit eine wahlweise Betätigung der Belastungskreise
bewirkt werden, die mittels des Relais 43 entsprechend der Impulszahl gesteuert
werden.
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Es ist ersichtlich, daß bei der in Fig. i i veranschaulichten Anordnung
die Kathode, welche der Hilfskathode 37 als nächste folgt und derselben am nächsten
liegt, eine B-Kathode 28 ist. Wenn das normale Potential der B-Kathode 28 derart
ist, daß diese Kathoden mit Bezug auf die Hilfs- oder Rückstellkathode 37 positiv
sind, wird die Entladung, wenn sie zur Hilfskathode 37 rückgestellt ist, dort verbleiben,
und zwar selbst nach Aufhören des Rückstellimpulses. Somit wird der erste Eingangsimpuls,
der an die B-Kathoden 28 angelegt wird, den Übergang der Entladung von der Hilfskathode
37 zur ersten nachfolgenden A-Kathode 27 bewirken.
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Vorrichtungen, welche der Erfindung gemäß aufgebaut sind, können mit
Vorzug auch als Schalter, um z. B. wahlweise einzelne Fernsprechteilnehmerleitungen
an eine gemeinsame Leitung anzuschließen, verwendet werden, wie es in Fig. 12 veranschaulicht
ist. M'ie diese Figur zeigt, enthält der Anodenkreis einen Niederfrequenzübertrager
48, und jeder Kreis der A-Kathoden 27 enthält einen Niederfrequenzübertrager 49.
Die Entladung wird von der Hilfskathode 37 infolge von Eingangsimpulsen fortgeschaltet,
so daß sie an derjenigen A-Kathode 27 zur Ruhe kommt, welche der Anzahl von Eingangsimpulsen
entspricht; und ein Zwei-RichtungslSprechweg wird über diese Kathode und die Anode
38 zwischen dem entsprechenden Überhager 49 und dem Übertrager 48 vervollständigt.
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Bei der Ausführung einer Vorrichtung zur Begrenzung einzelner Sprechwege,
wie sie in Fig. 12 veranschaulicht ist, sind die Parameter, die für die Bestimmung
der Entladung maßgebend sind, nach bekannten Prinzipien vorzugsweise in solche Beziehung
gebracht, daß die verschiedenen Entladungswege frei von Schwingungsgeräusch sind,
womit eine getreue Übertragung von Audionsignalen über die Sprechwege verwirklicht
ist.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche in Fig. 13
veranschaulicht ist, wird die Bevorzugungstätigkeit, die sich aus der Übertragung
der Entladung in nur einer vorgeschriebenen Richtung von Kathode zu Kathode ergibt,
dadurch verwirklicht, daß die A- und B-Kathoden 127 und 128 als Zylinder ausgeführt
sind, welche an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen sind. Das offene
Ende jeder zylindrischen Kathode grenzt an das geschlossene Ende der nächstfolgenden
Kathode, d. h. der mit Bezug auf Fig. 13 nach rechts folgenden Kathode an. Wenn
irgendeine Kathode erregt wird, tiin eine Entladung zwischen ihr und der Anode 38
hervorzubringen, so konzentriert sich die Glimmentladung in der Nähe des offenen
Endes dieser Kathode. Somit kann ein Entladungsübergang rasch von dem offenen Ende
einer Kathode zu der nächstfolgenden Kathode bei einer verhältnismäßig niedrigen
Spannung bewerkstelligt werden, während der Übergang von irgendeiner solchen Kathode
zu der nächstvorangehenden Kathode nur mit großer Schwierigkeit und unter Anwendung
wesentlich höherer Spannung möglich ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 14 dargestellt
ist, wird das Bevorzugungsmerkmal dadurch verwirklicht, daß jede Kathode aus zwei
Teilen 127 A und 1278 bzw. 128"
und 1288 besteht, die unterschiedliche
Leistungsfähigkeit als Glimmentladungskathoden aufweisen. Bei der Ausführung nach
Fig. 14 bestehen die
rechtsseitigen Teile der Kathoden, d. h. die
Teile 127 A und 128A aus einem Material, welches eine höhere Glimmentladungsleistungsfähigkeit
besitzt als die linksseitigen Teile 1278 und 1288. Bei speziellen und beispielhaften
Ausführungen können die Teile 127A und 128A aus Molybdän bestehen, wobei die Glimmspannung
in Argon nahezu ioo Volt beträgt, und die Teile 127B und 1288 können aus Kupfer
bestehen mit einer Glimmspannung in Argon von nahezu 140 Volt; die Teile 127A und
128A können auch aus Columbium mit einer Glimmspannung in Argon von angenähert 96
Volt bestehen und die Teile 1278 und 1288 aus Molybdän. Auf diese Weise wird
bei Anlegung von Signalimpulsen an die 13-Kathoden 128 die Entladung mit Bezug auf
Fig. 14 nach rechts übertragen, und zwar in der gleichen Weise, wie es oben im einzelnen
in Verbindung mit der in Fig. i bis 4 dargestellten Vorrichtung beschrieben worden
ist.
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Bei der Entladungsvorrichtung nach Fig.15 und 16 sind gleiche Bezugszeichen
benutzt, um entsprechende Teile zu bezeichnen, wie das für die Vorrichtung nach
Fig. 1 und 2 geschah.
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In der Hülle 1o sind eine Mehrzahl, und zwar bei der speziellen Ausführungsform
zehn, A-Kathoden 27 und eine gleiche Anzahl von B-Kathoden 28 vorgesehen. Wie in
Fig. 16 deutlich gezeigt ist, sind die A- und B-Katlioden in einer kreisförmigen
Reihe und in abwechselnder Anordnung angebracht. Neben jeder der A-Kathoden 27 ist
eine entsprechende Hilfs- oder Belastungskathode 55 angebracht. Sämtliche Kathoden
27, 28 und 55 bestehen zweckmäßig aus feuerbeständigem Blech, wie z. B. aus Molybdän,
Tantal oder Niob.
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jede der B-Kathoden ist so ausgeführt, wie es in Fig.4A im einzelnen
dargestellt ist, und jede A-Kathode ist entsprechend Fig. 4B gestaltet. Die Hilfs-
oder Belastungskathoden 55 können von der gleichen Ausführung sein wie die A-Kathoden
mit der Abweichung, daß sie keinen Schwanzteil 34 aufweisen. Wie in Fig. 16 besonders
deutlich gezeigt ist sind die A- und B-Kathoden so angeordnet, daß der Schwanzteil
jeder Kathode an den Kanalteil der im Uhrzeigersinn vorangehenden Kathode angrenzt.
Die Kanalteile sämtlicher A-, B-und Hilfskathoden und die Schwanzteile der A- und
B-Kathoden erstrecken sich in der Richtung der Kreisbegrenzung, in welcher die A-
und B-Kathoden liegen.
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Alle B-Kathoden 28 sind elektrisch zusammengeschaltet und werden von
einem Metallring 5o gehalten, an welchem die Schaft- oder Befestigungsteile 31,
z. B. durch Lötung, befestigt sind; der Ring 5o wird seinerseits von einem der Einführungsleiter
15 gehalten. Die A-Kathoden 27 und die Hilfsbelastungskathoden 55 sind, wie im folgenden
näher beschrieben wird, mittels bogenförmiger Drähte 51 elektrisch zusammengeschaltet,
an welche sie entweder unmittelbar mittels der Befestigungsteile 35 angeschlossen
sind oder unter Vermittlung starrer Verbindungsdrähte 52. Die verschiedenen Verbinder
sind jeweils an einen zugehörigen Leiter 15 mittels starrer Befestigungsdrähte 54
angeschlossen.
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Die normale oder Rückstellkathode 37 wird mittels eines starren Drahtes
56 von einem der Einführungsleiter 15 gehalten und weist, wie Fig. 16 besonders
deutlich erkennen läßt, einen im wesentlichen radialen kanalförmigen Teil auf, der
an den Schwanzteil der am nächsten liegenden B-Kathode 28 angrenzt.
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Eine Ringanode 57, die bei der speziellen Ausführung aus o,5 mm starkem
Molybdändraht bestehen kann, liegt oberhalb und koaxial zu den A-und B-Kathoden.
Der Anodenkathodenspalt kann in der Größenordnung von 1,o mm liegen. Die Anode wird
von starren Verbindungsdrähten 58 gehalten, die an einem starren Metallträger 59
befestigt sind, der seinerseits mit einem der Einführungsleiter 15 verbunden ist.
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Wie bereits ausgeführt wurde, sind die A- und Hilfsbelastungskathoden
27 und 55 elektrisch untereinander verbunden; und zwar insbesondere vermittels der
bogenförmigen Verbinder 51, und sind über dieselben an die entsprechenden Steckerstifte
14 in Übereinstimmung mit einem vorgeschriebenen Schlüssel- oder Zählsystem, insbesondere
in Übereinstimmung mit einer arithmetischen Kombination, angeschlossen, wodurch
die Anzahl von Steckern für diese Kathoden, die für die Durchführung der Steuerung
einer gegebenen Anzahl von Belastungskreisen benötigt werden, auf ein Mindestmaß
herabgesetzt ist. Die spezielle Zusammenschaltung dieser Kathoden bei der in Fig.
15 und 16 veranschaulichten Vorrichtung ist aus Fig. 17 rasch erkennbar. In dieser
Figur sind die fünf Steckerstifte, welche den entsprechenden fünf Verbindern 51
zugeordnet sind, mit O und mit den römischen Ziffern I, 1I, IV und VII bezeichnet.
Die A-Kathoden sind mit 1 bis 9a numeriert, und zwar ausgehend von der normalen
oder Rückstellkathode 37 in der dem U'hrzeigersinn entgegengesetzten Richtung. Wie
Fig. 17 erkennen läßt, sind an den Steckerstift O die A-,Kathoden I, 1I, IV und
VII angeschlossen. Der Steckerstift I ist mit denA-Kathoden 3, 5 und 8 und mit der
Hilfskathode, die der A-Kathode I gegenüberliegt, verbunden. An den Steckerstift
II sind die A-Kathoden 6 und 9 und die Hilfskathoden neben den A-Kathoden 2 und
3 angeschlossen. Der Steckerstift IV ist mit der A-Kathode 9a und den Hilfskathoden
neben den A-Kathoden 4, 5 und 6 verbunden. An den Steckerstift VII sind die Hilfskathoden
neben den A-Kathoden 7, 8, 9 und 9 a angeschlossen. Somit sind die Kathoden an die
Steckerstifte nach .einer n-von-x-Basis und insbesondere nach einer 2-von-5-Basis
angeschlossen. Wie in Fig. 17 veranschaulicht ist, ist beim Betrieb der Vorrichtung
die Anode 57 an eine Quelle positiven Potentials über die Widerstände 6o und 61
angeschlossen, von .denen einer mittels eines Schalters 62 kurzgeschlossen werden
kann; das Potential, welches an die Anode angelegt ist, liegt unterhalb des Zündpotentials
der Anoden-Kathoden-Spalte; das Potential ist aber etwas höher als die Brennspannung
für diese Spalte. Die normale oder Rückstellkathode
37 ist an eine
Quelle 63 angeschlossen in Zusammenschaltung mit einem Widerstand 64, um an die
Kathode 37 einen negativen Impuls von ausreichender Amplitude anzulegen, der die
Entladung zwischen der normalen Kathode und der Anode einleitet. Die B-Kathoden
28 sind elektrisch miteinander verbunden und an eine Quelle 65 angeschlossen, um
einen negativen Impuls anzulegen, dessen Amplitude ausreicht, um das Zustandekommen
einer Entladung zwischen irgendeiner B-Kathode 28 und der Anode zu ermöglichen.
Die A- und Hilfskathoden sind an die Steckerstifte 0 I, 1I, IV und VII in der oben
angegebenen Weise angeschlossen und über diese Steckerstifte an die entsprechenden
Ausgangswiderstände 66.
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Bei Betätigung der Vorrichtung wird ein Impuls an die normale oder
Rückstellkathode 37 angelegt, der ausreichend groß ist, um eine Entladung zwischen
dieser Kathode und der Anode 57 einzuleiten. Unter dem Einfluß von Eingangsimpulsen,
welche von der Quelle 65 an die B-Kathoden angelegt werden, wird die Entladung von
.der normalen Kathode 37 auf die A-Kathoden übertragen, und zwar längs eines kreisförmigen
Weges in der Weise, wie es mit Bezug auf Fig. 5 im einzelnen beschrieben worden
ist. Diese Übertragung wird kurz wie folgt bewirkt: Beim Anlegen des ersten Impulses
von der Quelle 65 geht die Entladung von der Kathode 37 auf die nächste B-Kathode
28 über und beim Aufhören dieses Impulses wird die Entladung von dieser Kathode
28 auf die nächstfolgende A-Kathode 27 übertragen, die bei der speziellen Ausführungsform
nach Fig.: 17 die A.-Kathode in der Stellung i ist. Die Entladung verbleibt an der
A-Kathode i bis zum nächstfolgenden Impuls von der Quelle 65. Unter dem Einfluß
eines solchen zweiten Impulses geht. die Entladung von der A-Kathode i zunächst
zu der folgenden B-Kathode und beim Aufhören dieses Impulses auf die A-Kathode in
der Stellung 2. Nachfolgende Impulse bewirken den Übergang der Entladung längs der
Kathodenreihe, wobei die Entladung für jeden von der Quelle 65 angelegten Impuls
um einen Schritt vorrückt d. h. von einer A-Kathode zu der nächsten. Wie weiter
oben mit Bezug auf Fig. 5 und 6 ausgeführt wurde, haben die Kanal- und Schwanzteile
der A- und B-Kathoden unterschiedliche Leistungsfähigkeit als Glimmentladungselemente,
so daß die Entladung an irgendeiner dieser Kathoden sich an den Kanalteil konzentriert,
wodurch unter dem Einfluß von Eingangsimpulsen die Entladung immer in der gleichen
Richtung fortgeschaltet wird, d. h. mit Bezug auf Fig. 17 in der dem Uhrzeigersinn
entgegengesetzten Richtung. Es ist somit verständlich, daß die Entladung von der
normalen Kathode 37 auf irgendeine gewünschte A-Kathode übertragen werden kann,
indem man von der Quelle 65 die geeignete Anzahl von Impulsen anlegt.
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Wenn die Entladung zu einer der A-Kathoden fortgeschaltet wird, so
wird wegen des Stromflusses durch die Anodenwiderstände 6o und 61 und durch den
zugehörigen Ausgangswiderstand 66 diese Kathode positiv mit Bezug auf die danebenliegende
Hilfsbelastungskathode 55; die Folge davon ist, daß wenigstens ein Teil der
Entladung zu der benachbarten Hilfsbelastungskathode übergeht. Somit treten, wenn
die Entladung zu irgendeiner A-Kathode fortgeschaltet wird, an dem Ausgangswiderstand,
der dieser A-Kathode zugeordnet ist, und außerdem an dem Widerstand 66, welcher
der neben dieser A-Kathode liegenden Hilfsbelastungskatho.de zugeordnet ist, Spannungen
auf. Wenn mit Bezug auf Fig. 17 die Entladung beispielsweise auf die A-Kathode in
Stellung 6 fortgeschaltet worden ist, so werden an den Ausgangswiderständen 661,
und 661V Spannungen auftreten. In ähnlicher Weise entstehen beim Fortschalten der
Entladung zu irgendeiner anderen der A-Kathoden Spannungen an jeweils zwei der @\`iderstände
66. Die spezielle Zuordnung zwischen der A-Kathodenlage und den zu den Widerständen
66, an welchen Spannungen auftreten, führenden Steckerstiften ergibt sich aus der
folgenden Tabelle Stellung Steckerstifte O und I 2 O und 1I 3 1 und 1I 4 O und IV
5 I und IV 6 1I und IV 7 O und VII 8 1 und VII 1I und VII io IV und VII Wenn die
Entladung zu irgendeiner A-Kathode fortgeschaltet ist, kann der Schalter 62 geschlossen
werden, um den Widerstand 61 kurzzuschließen, wodurch der Entladungsstrom verstärkt
und eine Entladung zwischen der Anode und beiden Kathoden, die der Lage der Entladungseinstellung
entsprechen, sichergestellt wird. Die fünf Widerstände 66 können mit zehn Ausgangs-
oder Belastungskreisen verbunden werden, welche an die Widerstände in der Weise
gekoppelt werden, daß jeder Kreis' erregt wird, wenn ein entsprechendes Paar von
Widerständen Spannungen aufweist. Somit wird jeder Belastungskreis einer zugehörigen
A-Kathode entsprechen und kann dadurch vervollständigt werden, daß man die geeignete
Anzahl von Impulsen von der Quelle 65 an die B-Kathoden 28 anlegt.
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Die Entladung kann von irgendeiner A-Kathode zu der Normal- oder Rückstellkathode
37 zurückgebracht werden, indem ein starker negativer Impuls von der Quelle 63 an
die Kathode 37 angelegt wird.
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Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß irgendeiner von zehn Belastungs-
oder Arbeitskreisen mittels der Vorrichtung nach Fig. 17 durch Anlegung einer entsprechenden
Anzahl von Impulsen gesteuert werden kann, und daß die Kreise in willkürlicher Folge
durch Anlegung von Impulsgruppen unterschiedlicher Anzahl erregt werden können,
wobei die Entladung nach der Anlegung jeder
Gruppe von Impulsen
zu der Normalkathode 37 zurückkehrt.
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Wie oben auseinandergesetzt worden ist, ist die Form der von der Quelle
65 angelegten Impulse nicht kritisch. Die Impulsamplitude sollte natürlich derart
sein, daß ein Übergang der Entladung bewirkt wird. Bei einer besonderen Vorrichtung,
die nach der beschriebenen speziellen Bauart hergestellt ist und Neon bei einem
Druck von 5o mm Quecksilber enthält bei einer Anodenvorspannung von i8o Volt, sind
Eingangsimpulse in der Größenordnung von 20 Volt ausreichend, um eine Fortschaltung
der Entladung zu bewirken. Wie außerdem ausgeführt worden ist, sollte die Zeitspanne
zwischen den Impulsen genügend groß sein, um eine Entionisierung an dem Spalt zuzulassen,
von welchem die Entladung fortgeschaltet wurde, so daß eine fehlerhafte Fortschaltung
der Entladung, d. h. eine Fortschaltung in der entgegengesetzten Richtung, verhindert
ist. Bei Geräten, welche Neon enthalten, können Impulslängen in der Größenordnung
von o,4 Millisekunden bei Frequenzen bis zu 1200 Schwingungen pro Sekunde benutzt
werden. Bei Vorrichtungen, deren Gasfüllung aus Wasserstoff besteht, kann man Impulse
von 8 Mikrosekunden Dauer bei einer Frequenz von 6oooo Schwingungen pro Sekunde
anlegen.; Beider in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind
die Kathoden in der gleichen allgemeinen Weise ausgeführt und angeordnet wie bei
der Vorrichtung nach Fig. 15 und 16 mit der Ausnahme, daß die Kanalteile
der A-, B- und Hilfsbelastungskathoden 16o, i7o bzw. i8o sich quer zu der Richtung
erstrecken, in welcher die Entladung fortgeschaltet wird, und daß die Schwanzteile
dieser Kathoden im wesentlichen koplanar verlaufen, die sich bis in die unmittelbare
Nähe des offenen Endes des Kanalteils der nächstvorangehenden Kathode, d, h. mit
Bezug auf Fig. 18 der nächsten nach links liegenden Kathode erstrecken. Die Anode
kann die Form einer Metallplatte oder eines Metallstreifens haben, der oberhalb
der A-, B- und Hilfskathoden sowie der Normal- und Rückstellkathode 37 liegt. Zwecks
Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. 18 nur drei A-Kathodenstellungen gezeigt
worden; es ist verständlich, daß zehn Stellungen oder eine größere oder kleinereAnzahl
Stellungen angewendet werden können. Die verschiedenen Kathoden können elektrisch
in der gleichen Weise zusammengeschaltet sein, wie es in Fig. 17 veranschaulicht
ist; auch können sie in der gleichen Weise betätigt werden wie bei der letztgenannten
Vorrichtung.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i9 und 20 sind eine Mehrzahl von
A-Kathoden 27 und eine zweite Vielzahl von B-Kathoden 28 in einer Ringreihe angeordnet,
wobei jede A-Kathode zwischen zwei B-Kathoden liegt und die A- und B-Kathoden die
in Fig.4A und 4B gezeigte Formgebung erhalten. Wie bei den anderen Ausführungsformen
sind die Befestigungsteile 35 der A-Kathoden, z. B. mittels Lötung, an dem Metallstützring
67 befestigt, welcher durch einen der Einführungsleiter 15 gehalten wird. Die Befestigungsteile
31 der B-Katboden 28 sind beispielsweise mittels Lötung an einen zweiten Befestigungsring68
angeschlossen, welcher ebenfalls von einem der Einführungsleiter 15 gehalten wird.
Über sämtliche A- und B-Kathoden Und koaxial dazu liegt eine ringförmige Anode 69,
welche von einem der Einführungsleiter vermittels eines metallischen Brückenstücks
70 gehalten wird. Die normale oder Rückstellkathode 37 hat einen kanalförmigen
Teil in der Nähe des Schwanzteils der am nächsten liegenden B-Kathode: Die Vorrichtung
enthält außerdem eine Mehrzahl von Hilfs- oder Sondenelektroden 71, die beispielsweise
aus Draht hergestellt sind, und deren jede einen gebogenen Endteil 72 aufweist,
der an einem Ende des Kanalteils der zugehörigen A-Kathode angrenzt. Jede .der Hilfs-
oder Sondenelektroden 71 ist an einen entsprechenden Einführungsleiter angeschlossen,
wodurch sie einem individuellen Ausgangs, oder Belastungskreis zugeordnet werden
kann.
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Die allgemeine Art und Weise der Betätigung der Vorrichtung ist in
Fig, 22 veranschaulicht. Die A-Kathoden 27 sind elektrisch mittels des Ringes 67
miteinander verbunden und geerdet. Die B-Kathoden sind in ähnlicher Weise mittels
des Ringes 68 elektrisch miteinander verbunden und sind an einen Eingangskreis angeschlossen,
um Impulse der bei P1 angegebenen Form an diese Kathoden anzulegen. Die Anode 69
wird mit Bezug auf die A- und B-Kathoden auf positivem Potential gehalten, und zwar
mittels einer geeigneten Quelle, an welche sie über einen Widerstand 73 angeschlossen
ist. Individuelle Last- oder Ausgangskreise 74, welche in Fig. 22 als Widers tandskondensatorkombination
angegeben sind, sind an die Hilfs- oder Sondenelektroden 71 gekoppelt. Die Rückstell-
oder normale Kathode 57 ist über den Widerstand 75 mit Erde verbunden und mit einer
geeigneten Quelle zum Anlegen eines negativen Impulses von der bei P, veranschaulichten
allgemeinen Form.
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Bei der Betätigung der Vorrichtung wird beim Anlegen eines Impulses
P2 eine Entladung zwischen der normalen oder Rückstellkathode 37 und der Anode eingeleitet,
und Eingangsimpulse P1 werden an die B-Kathoden 28 angelegt.. Wie im einzelnen in
Verbindung mit den vorbesprochenen Ausführungsformen angegeben worden ist, hat die
Ausbildung der A- und B-Kathoden insbesondere die größere Glimmentladungsleistungsfähigkeit
der Kanalteile, im Vergleich zu den Schwanzteilen, zur Folge, daß die Entladung
zwischen irgendeiner Kathode und der Anode an dem Kanal lokalisiert oder konzentriert
wird, und .daß daher der Schwanzteil der nächstfolgenden Kathode, in einer dem Uhrzeigersinn
entgegengesetzten Richtung gesehen, neben einem Bereich höher Ionisationsdichte
an der nächstvorangehenden Kathode liegt. Somit wird beim Anlegen von Eingangsimpulsen
P1 die Entladung von einer Kathode zur nächsten fortgeschaltet, insbesondere von
jeder Kathode zu dnächstfolgenden Kathode. Die Richtung der Fortschaltung der Entladung
ist in Fig. 22 durch die
Pfeile angegeben. Unter der Annahme, daß
die Entladung an der normalen oder Rückstellkathode 37 stattfindet, wird beim Anlegen
des ersten Impulses P, die Entladung zunächst an die B-Kathode 28, welche der Kathode
37 am nächsten liegt, übertragen, und beim Nachlassen des Impulses geht die Entladung
auf die nächstfolgende A-Kathode über. Über den danach folgenden Impuls wird die
Entladung zunächst auf die unmittelbar folgende B=Kathode übertragen und danach
beim Nachlassen des Impulses auf die nächstfolgende A-Kathode. Mit anderen Worten:
Beim Anlegen einer Reihe von Impulsen P1 wird die Entladung von der normalen Kathode
37 zu der nächstfolgenden A-Kathode und danach zu den weiteren A-Kathoden fortgeschaltet,
wobei die Entladung für jeden Impuls von jeweils einer A-Kathode zu der nächstfolgenden
weiter wandert. In dem Intervall zwischen den Impulsen verbleibt die Entladung an
der Kathode 27, bis zu welcher sie fortgeschaltet worden ist. Auf diese Weise kann
eine Entladung zwischen jeder der A-Katlioden und der Anode zustände gebracht werden,
indem man eine geeignete Anzahl von Impulsen P1 an die B-Kathoden anlegt.
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Wenn eine Anlegung zwischen irgendeiner A-Kathode und der Anode 69
vor sich geht, nimmt die Hilfs- oder Sondenelektrode 72 neben dieser Kathode ein
Potential an, welches etwa unter demjenigen der Anode 69 liegt, wodurch ein Signal
von geringem Strom und hoher Spannung an dem Lastkreis 74 hervorgerufen wird, welcher
an die in Frage stehende Hilfs- oder Sondenelektrode angeschlossen ist, Das Potential
der Hilfs- oder Sondenelektrode, die von der Kathode, an welcher die Entladung vor
sich geht, entfernt sind, ist so klein, daß es vernachlässigt werden kann.
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Vorzugsweise sind die Widerstände der Lastkreise 74 sehr groß im Vergleich
zu dem Widerstand 73. In einem besonderen beispielhaften Fall kann der Widerstand
73 in der Größenordnung von 2oooo Olim liegen, während die Widerstände in den Lastkreisen
in der Größenordnung von einem \iegohm liegen können.
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Wenn eine Entladung an irgendeiner der A-Kathoden besteht, so kann
dieselbe zu der Normal-oder Rückstellkathode 37 zurückgebracht werden, indem man
über den Rückstellwiderstand 75 einen kräftigen negativen Impuls P, anlegt.
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Wenn auch spezielle Ausführungsformen der Er- 1 findung dargestellt
und beschrieben worden sind, so ist es doch verständlich, daß dies nur zur Erläuterung
geschah, und daß verschiedene Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom
Wesen und Geist der Erfindung abzuweichen.