DE846417C - Schaltroehre - Google Patents

Description

• Schaltröhre

  Die Erfindung betrifft eine Schaltröhre zur wahl-

  weisen Herstellung einer Vielzahl von elektronischen

  Kontaktverbindungen. Solche Schaltröhren haben

  insbesondere für die l,ernsl)reclttechnik Bedeutung,

  eignen sich aber auch für zahlreiche andere An-

  wendungsgebiete, z. 13. Zählwerke, Rechenmaschinen

  usw.

  Der Eriinditng liegt die Aufgabe zugrunde, eine

  möglichst große Anzahl von Kontakten wahlweise

  schließen zu kiinnen. \,\'eiterhin soll der innere

  Widerstand der Kontaktstelle möglichst gering sein.

  Schließlich ist es auch noch wünschenswert, mit ein

  wie deiaell>en Anordnung gleichzeitig mehrere Kon-

  tal:tverlüncluirgen unabhängig voneinander zu

  Schaffeil.

  Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. 1)ie Erfindung besteht darin, daß Bitter- oder netzartige, nach Art eines Kreuzschienensvsteins ausgebildete Elektroden vorgesehen sind, die die einzelnen, miteinander zu verbindenden Kontaktanschiiisse darstellen, wobei ein die einzelnen Kontaktstellen nacheinander in rascher Folge abtastender Elektronenstrahl oder mehrere solcher Elektronenstrahlen bewegt werden. Hierdurch werden eine oder mehrere Gasentladungen an den herzustellenden Kontaktverbindungsstellen eingeleitet.
• _1n lland der Zeichnung soll die Erfindung näher ei-I:ititei-t .werden. Die Figuren zeigen rein scheinatische I'rinzil>anordnungen und AusführungsbeispicIc@ von für die Urfindung wichtigen "feilen in vereinfachter Darstellung. In Fig. 1 ist eine Elektrodenanordnung dargestellt, bei der sich zwischen einer Kathode t und einer Anode 2 ein netzförmiges Schalt- und Steuersystem 3 befindet. Dieses System bestellt aus zwei gitterförmigen Leiteranordnungen, die sich nach Art eines Kreuzschienenverteilersvstenis rechtwinklig schneiden. In der einen Richtuni; sind parallel zueinander einzelne Leiter 4, 5, (,, 7 ... angeordnet. Die einzelnen Leiter sind voneinander isoliert und stellen die eine Gruppe der Kontal;tatischliisse dar. Senkrecht hierzu sind gegerieinander und gegen die erste Gruppe isoliert einzelne 1_citer 8, 9, to ... vorgesehen. Es bestellt nun z. B. die .\ufg:tlte, einen der Leiter 4, 5, 6, 7 ... mit einem der Leiter 8, 9, to . . . ztt verbinden.
• fit der Zeichnung ist ein Elektronenstrahl mit 11 bezeichnet, der aus einer Öffnung 12 der Kathode 1 austritt und dessen Erzeugungs-> Bündelungs- und \lilenl;svstem der Einfachheit der Darstellung halbet- nicht näher veranschaulicht ist. Dieser Elektro-»cnstrahl. der zur Anode 2 gelenkt wird, tastet in rascher Folge die einzelnen Kontaktstellen nacheinander ab. l )»e Abtastun g kann in an sich bekannter \\'eise vrn;genommen werden, es können hier Einrichtittigen, wie sie z. B. in der Fernsehtechnik bekattitt sind, angewendet werden. In dem dargestellten \usfiihrungsbeispiel durchtritt der Elektronenstrahl t r gerade an der Stelle 13 die Schalt- oder Steuerclel;tro<le 3 und trifft an Gier Stelle 14 auf die Anode 2 auf.
• Zus:itzlich ztt der Elektronenstrahlentladung durch den Elektronenstrahl 11 sind auch Mittel zur Erzeugung eitler Gasentladung vorgesehen, wobei die l@athode t und die Anode 2 gleichzeitig die entsprechenden Elektroden für eine Gasentladung sein kiititteit. 1a ist aber auch möglich, hierfür besondere Elektroden vorzusehen oder die miteinander zu verbindenden Leiter selbst hierzu zu verwenden sowie außerdem noch zusätzliche Elektroden zur Zünderleichterung bzw. zur Erzeugung einer Vorentladung anzubringen. Die Anordnung ist jedoch in allen Fällen so ausgebildet, daß die eigentliche 1 lauptentladung noch nicht ohne weiteres stattfindet. Sie w-it-(1 erst durch das Zusammenwirken -zweier Bedingungen eingeleitet.
• l)ic eine dieser Bedingungen besteht darin, daß an eitlen der Leiter der Gruppe 4. 5, 6, 7 . . . und einen der Gruppe 8, 9, to . . ., nämlich an zwei solche, die miteinander in \'erltitidutig gebracht werden sollen, (#ine geeignete Spannung angelegt wird. Die zweite lledingung wird durch den Elektronenstrahl erfüllt. \\'ettti nun der Elektronenstrahl 11 bei seiner Abauf die Stelle gelangt, an der sich die leiden zu verbindenden Leiter kreuzen, so wird, wenn die beiden Leiter eine geeignete Spannung führen. liier eine Gasentladung eingeleitet. Die Entladung zündet, und an'der betreffenden Kontaktstelle bildet sich ein Plasma, wodurch die gewünschte leitende Verbindung zwischen den Anschlüssen hergestellt wird.
• I)er Elektronenstrahl läuft unbeeinflußt von dieser Kittladung weiter und tastet immer wieder von neuem in rascher Folge die eilizelnen Kontaktvier-Bindungsstellen ab. Unabhängig davon brennt die Gasentladung weiter, bis sie auf andere Weise, beispielsweise durch entgegengesetzt gerichtete Spannungsimpulse, wieder gelöscht wird.
• Die einzelnen Spannungen, die zur Auflösung oder Löschung der Gasentladung ntbtw-endig sind, können gegebenenfalls Impulse sein, wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Elektronenstrahls groß gegenüber der Impulslänge ist. Andererseits ist es aber auch möglich, Gleichspannungen anzulegen.
• Die Wirkungsweise soll nun an fand eines Sotiderfalle, aus der Fernsprechtechnik erläutert werden. Es handelt sich bei diesem Beispiel darum, daß ein 'Peilnehmer aus einer Vielzahl von Leitungen eine freie Leitung heraussuchen will. Die einzelnen \nschlüsse 4, 5, 6, 7 ... sind in diesem Fall einzelnen Teilnehmerapparaten zugeordnet, wobei im Ruhezustand sämtliche Leiter :4, 5, 6, 7 . . . atif dem gleichen Potential liegen. Sucht nun einer der Teilnehmer eine freie Leitung aus einer größeren Anzahl vorhandener Leitungen, die an den Leitern der Gruppe 8, 9, to.. . liegen, so läßt sich leicht bewirken, daß ini .\ugenl>lick der Inbetriebsetzung des betreffenden Teilnehmerapparats eine ausreichend hohe positive Spannung an dem entsprechenden Leiter bewirkt wird. Es sei z. B. angenommen, daß der an dem Leiter 6 liegende Teilnehmer zu sprechen wünscht. Bei Inbetriebsetzen des Teilnehmerapparats erhält rain der Leiter 6 eine positive Spannung, während andererseits die in diesem :\ugenblick freien Leitungen, die der Gruppe 8, 9, to ... angehören, gleichfalls eine erhöhte Spannung aufweisen. So möge beispielsweise die Leitung to gerade frei sein. Dies bedeutet, daß an dem Punkt 15, d. lt. dein Schnittpunkt des Leiters 6 und des Leiters i o, in leiden Fällen eine erhöhte Spanntrog auftritt. Wenn an einem einzelnen Leiter, beispielsweise am Leiter 6, eine erliiilite Spannung auftritt, genügt dies noch nicht zur Einleitung der Gasentladung. I?benso genügt es auch nicht, wenn an mehreren Leitern der Gruppe 8, 9, to.. . erhöhte Spannungen auftreten. Erst dann, wenn zwei Leiter mit erhöhten Spannungen sich kreuzen. befinden sich die Kreuzungsstellen in einem Zustand, der ganz knapp vor Erreichen der Entladungsbedingung steht. Ohne weiteres findet die l?utladung aber immer noch nicht statt. Erst dann, wenn der Elektronenstrahl in seiner Bewegung die Stelle erreicht, also hier der Punkt 15, kann hier eine Gasentladung gezündet werden, die dann unabhängig von weiteren Ereignissen in der Schaltröhre weiter brennt, bis sie durch entgegengesetzt gerichtete Spannungsstöße auf mindestens einer der beiden in Verbindung miteinander gebrachten Leiter wieder gelöscht wird.
• Eine solche Anordnung würde für die Fernsprechtechnik etwa in dreifacher Weise aufgebaut sein müssen, und zwar gemäß den in der Fernsprechtechnik üblichen drei :Adern eines Fernsprechamts, von denen zwei . Adern die Teilnehmeradern sind und die dritte eine Wähl- und trlterw-xchungsader darstellt. l,itie solche Anordnung, wie sie in. Fig. t schematisch veranschaulicht ist, k:uin also noch zweimal in gleicher Weise aufgebaut seift, wobei

  dafür Sorge ztt tragen ist, daß die Elektronenstrah-

  len in allen drei Systemen synchron zueinander be-

  wegt \\-erden. Es ist aber auch möglich, zwei oder

  sogar drei Susteine miteinander so zu kombinierest,

  (1211i titit eitlem gemeinsamen umlaufenden Elektro-

  »eitstrahl gearbeitet werdest kann.

  I>ic ist Fig. i dargestellte:\n(trdttung dient ledig-

  lich Esst- I?rki»tertnig der Wirkunsgweise der Erfin-

  (lutlg und ist daher stark vereinfacht dargestellt.

  I fier sind nämlich für die einzelnen Kontaktverbin-

  chi»ge» jeweils stur einfache Leiter gezeichnet, so

  (laß die Kretiztmgsstellen gewissermaßen nur durch

  (les) kaum tttn die beiden sich kreuzenden Leiter-

  definiert ist. 1'tn alter ein für die elektro-

  »isc@u# Verbindung günstiges Plasma zti schaffen,

  wird inait bestrebt seift, die :\nordnung so auszu-

  bilden, doll die (iase»tladting jeweils innerhalb einer

  .lasche eitles Netzes brennt. Dies läßt sich dadurch

  leicht erreichen. <1a13 die entsprechende Maschen-

  üffiittslg zumindest auf ihren gegenüberliegenden

  \laschenseiteii Leiter gleiche» Potentials besitzt.

  Matt lctnlint auf diese ..'eise zti einer Anordnung,

  wi(# sie schematisch ist Fig. = veranschaulicht ist.

  Hier ist eilt \ttsschnitt aus dein Steuersvstetn

  ueranschattlicht, bei (esst (lie einzelnen l.eitei-

  chirch geetgttet atisgehildete Maate von leitenden

  Streifest gebildet tu erden. So sind z. I3. die

  Streifest i (t ttnd i@ ztt einem Leiterpaar ztt-

  s@tllmettgefal.it utid älter den :\iischlußdralit 18

  herausgeführt. Ist entsprechender \\'eise ist der

  it:ichste .\ttschluticlraht iy itit den Streifen 20 und

  2[ verltundctl. Zwischen den einzelnen Leiterpaaren

  sind isctli(#rte Streifest 22, 23 und 24 angebracht.

  die gleichzeitig auch zur mechanischen Halterung

  der I?lektrocle dienen k(*ititiett. Pie ganzen Elektro-

  den besitzen dann lediglich schlitzförmige Öffntiti-

  gen, wobei die Kanten der (-)ffnungen jeweils auf

  gleichem Potential liegen ttid (lern gleichen #\tt-

  schlußleiter atigellören. In entsprechender Weise

  ist rechttuin],lig hierzu die zweite Gruppe mit den

  :\tischlttlileitcr» 25, 20 und 217 angebracht, wobei

  zwischen (letz Streifenpaaren wiederum Isolier-

  stücke =S und 2(9 vorgesehen sind. Bei einer solchen

  \tutr(I»u»g durchtritt der Elektronenstrahl bei

  seinem UI nlauf der Reihe nach die einzelnen Kon-

  taktstellen, und die Gasentladung brennt in einem

  genau definiertest Raum.

  In manchen Fällen ist es erwünscht, die Kontakt-

  anordnung auch gleichzeitig für mehrere Kontakt-

  verbindungen atiszuntitzen, die unabhängig vonein-

  ander geschlossen und geöffnet \\-erden sollen. Dies

  läßt sich beispielsweise dadurch lösen, daß, wie in

  Fig. 3 dargestellt ist, nicht eine einheitliche Anode,

  sondern eine Vielzahl uoil einzelnen Anoden vor-

  g(1s(#li(#ti ist. Matt kann die _\node, wie sie in Fig. t

  mit ? l)ez(#iclittet ist, beispielsweise in vier "feile auf-

  teileii und dadurch vier mögliche Kontaktverbindun-

  gen schaffen. \Venn man nun die Aufteilung so

  vornimmt, ciaß diese Streifen nebeneinanderliegeti.

  so sind die einzelnen :\noden für die Entladung in-

  .ufern sticht gleichwertig, als sie in verschieden

  großen .\ltst:i»de» zu den einzelnen Kontaktstellen

  cles @cltaltsvstettts liegen. Uni bevorzugte Lagen der

  _\noden nach Möglichkeit auszuschließen, ist es

  zweckmäßig, diese gemäß Fig. 3 ineinander derart

  zu verschachteln, claß jede der einzelnen Teilanoden

  älter die ganze Fläche der Kontaktelektroden hiin-

  weg die gleiche Wirkung besitzt. In (lein in Fig. 3

  dargestellten .\usführmsgslreisltiel sind vier Anoden-

  systente vorgesehen, von denen die :\noden 30 und

  3 t der ersten Gruppe a»gelii>t-en und über einen ge-

  eignetett Widerstand 32 am positiven Spa»nungs-

  l)ttnkt 33 angelegt sind. In entsprechender \Veise

  arbeiten die T(#ilatioden 34 und 35 über den Wider-

  stand 36 zusammen. Die Anoden 37 und 38 sowie

  0 19 »ttcl do stellen zwei weitere Anodenpaare dar sind

  sind über die Widerstände 41 Und 42 mit <lein 1)oSi-

  tivClt @ltattilu»gspol verbunden. (@ege#lte»rnfalls

  kann durch entsprechend angeordnete Schirm-

  bleche 43 eine genügende Entkopplung der einzelnett

  \n(tdenteile voneinander erreicht werdest.

  1)3e Erfindung erlaubt in ihrer praktischen :\us-

  gestaltung zahlreiche Möglichkeiten. So ist es unter

  anderem auch denkbar, die Elektrodenanc@rdnung

  nicht in einzelne» Ebenen vorzunehmen, sondern

  nach Fig. + des Schaltri oder Stetiersystetns in zyliit-

  drischer l#orin aufzubauen, wobei an zentraler Stelle

  entweder eitle Kathode oder eine .\tiode angebracht

  sein kann. I?I>etlso könnest auch für die Gaselitladttltg

  besondere ztts:itzliche Elektroden vorgeselie» sein.

  Dabei lassest sich die miteinander elektronisch zti

  verl>itl<len(lett Leiter selbst als Teil des Taelaro<len-

  svstcins, z. 1i. Kathode oder _°\node bzw. als Katlimle

  tittcl \node vertuenden. Die Betriebsspaniiuitge»

  werdest dantl zweckmäßig jeweils über hohe \\'ider-

  stüti(1(# zugeführt, so daß nach erfolgter lündting

  der Gasentladung- der Spannungsabfall an diesen

  \\'iderst<inden derart steigt. (iaß ],eitre weiteren

  Ziiiidtttigett mehr erfolgen können und die hetreffen-

  den Leiter gegen anderweitige Sclialtniiigliclil:eiteii

  verriegelt sind.

  Während bei denn in Fig. 2 dargestellte» _\tis-

  fiihrtingsbeispiel für die :\nordnung der beiden

  Gruppen der Schalt- oder Steuerelektrode zwei ver-

  schiedene Ehenett vorgesehen sind, ist es auch

  lich. die den einzelnen Leitern entsprechenden Grup-

  pen sticht hintereinander, sondern in der ("leicliell

  Ebene anzubringen. Weiterhin ist es auch iiiöglicli.

  an Stelle von zwei Gruppen deren mehr vorzusehen,

  uni gleichzeitig drei oder mehr Leiter miteinander

  vei-ltiii(leii zti können.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. Schaltrührc zur wahlweise» TIerstelltttig einer Vielzahl uolt elektronischen K<mtal:tucr- hindtiitgeti, dadurch geketitizeiclitiet, daß Bitter - oder tietzat-tige, nach .-\i-t eines Kreuzschietten- svsteins ausgebildete 1?lektroden vorgesehen sind. die die einzelnett miteinander zti verbin- denden Kontaktanschliisse darstellest wobei ein die einzelneu Kontaktstellen nacliehiander in rascher Folge alttastender Elektro tenstrahl oller mehrere solcher Elektronenstrahlen bewegt und hierdurch eitre oder mehrere Gas- oder Damppf- eiltladunge» an den herzustellenden TZctiitakttt-('i' Icitt(lt»tgsstellen eingeleitet werdest.
2. 2. Schaltröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gitter- oder netzartig ausgebildeten Elektroden zwischen einer Kathode und einer Anode oder mehreren von solchen angeordnet sind.
3. 3. Schaltröhre nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gitter- oder netzartig ausgebildeten Elektroden aus zwei oder mehr Gruppen von einer Vielzahl gegeneinander isolierter Leiter bestehen. -1.
4. Schaltröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen in verschiedenen Ebenen, alter einander (licht benachhart angeordnet sind.
5. 5. Schaltröhre nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Erzielung mehrerer Kontaktverbindungen mehrere Entladungssysteme oder ein Entladungssystem mit unterteilter Kathode, Anode od. dgl. vorgesehen ist.
6. 6. Schaltröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß#die Entladungssysteme ineinander verschachtelt sind.
7. 7. Schaltröhre nach Anspruch i bis 6, dadurch gekeiiiizeiclinet, daß die einzelnen Leiter der gitter- oder netzartigen Elektroden selbst Anoden und/oder Kathoden für die Gas- oder Dampfentladung darstellen.