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Mehrstrecken-Gasentladungsröhre Zusatz zum Patent 911874
Die
Erfindung befaßt sich mit Vielstreckengasröhren, wie sie beispielsweise in automatischen
Zählsystemen oder bei elektronischen Rechenmaschinen für die Zählung von elektrischen
Impulsen verwendet werden.
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Bei elektrischen Impulszählsystemen ist es allgemein bekannt, zur
Speicherung und Registrierung der empfangenen Impulse Schaltungen mit einer Mehrzahl
von Vakuum- oder Gasröhren zu verwenden, die so miteinander verbunden sind, daß
bei Ankunft eines Impulses der Übergang der gegesamten Schaltung von einem stabilen
Zustand in einen anderen bewirkt wird und jeder stabile Zustand im allgemeinen gekennzeichnet
ist durch die Zündung einer gewissen Anzahl von Röhren. Ebenfalls werden für diesen
Zweck Mehrelektrodengasröhren entsprechend dem Hauptpatent verwendet, in welchen
zwischen einer gemeinsamen Elektrode, beispielsweise einer Anode, und einer Elektrode
einer Mehrzahl von gleichen Elektroden, etwa Kathoden, eine Entladung gezündet werden
kann und sich selbst aufrechterhält.
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Das Hauptpatent sieht eine Kaltkathodengasentladungsröhre vor, bei
welcher die Elektroden getrennte Entladungsstrecken bilden, die so angeordnet sind,
daß heim Anlegen aufeinanderfolgender Spannungsimpulse an die Entladungsstrecken
auf Grund der Ionisationskopplung zwischen benachbarten Entladungsstrecken aufeinanderfolgende
Entladungsstrecken der Reihe nach
gezündet werden, aber jeder nachfolgende
Impuls nur eine vorher nicht gezündete Entladungsstrecke zündet.
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Die Schaltung dieser Röhre ist also so angeordnet, daß jeder Impuls,
der in die Schaltung gelangt, den Übergang der elektrischen Entladung von einer
der Kathoden zu einer anderen bewirkt. In einer solchen Röhre ist die Art, in welcher
die Entladung von einer Kathode zu einer anderen übergeht, einerseits bestimmt durch
die Anordnungen dieser Kathoden und die Steuerelektroden der Röhre und andererseits
durch die zugehörige Schaltung.
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Diese Kaltkathodengasröhren bedürfen hinter dem Impulseingang unter
anderem noch einer Tellerschaltung, die die Impulse entweder auf die eine oder die
andere Reihe von Elektroden lenkt, z. B. je nachdem, ob die Impulse gerade oder
ungerade sind.
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Die Erfindung hat eine Vielelektrodengasröhre zum Gegenstand, in welcher
die Impulse geeigneter Form und Amplitude einer Gruppe von gleichen Elektroden zugeführt
werden und den Übergang der Entladung von einer Elektrode zur anderen in einer vorbestimmten
Richtung derart sichern, daß eine Vereinfachung der der Röhre zugehörigen Schaltung
erzielt wird.
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Einem :Merkmal der Erfindung entsprechend weist die Vielelektrodengasröhre
eine Mehrzahl von gleichen Kathoden beispielsweise rechteckiger Form auf, die hintereinander
angeordnet sind, ferner eine Mehrzahl von beispielsweise ebenfalls rechteckigen
Elektroden, die Übergangselektroden genannt werden, wobei jede Übergangselektrode
zwischen zwei der Kathoden liegt, eine gemeinsame Anode, die diesen Kathoden und
Übergangselektroden gegenüberliegt, sowie eine weitere Elektrode, die Schirmplatte
genannt wird; in welcher sich gegenüber den Kathoden und Übergangselektroden rechtwinklige
Aussparungen befinden, die mit einem Schlitz verbunden sind. Der Abstand zwischen
diesen Elektroden ist so gewählt, daß sich bei Anlegen einer hinreichend positiven
Spannung zwischen Anode und Kathode selbsttätig eine Entladung ausbildet und daß
bei gleichzeitigem Anlegen einer negativen Spannung an alle Übergangselektroden
diese elektronische Entladung auf eine der Kathoden übertragen wird, die der Kathode
der sich entladenden Strecke benachbart ist. Die Richtung, in welcher die Entladung
übertragen wird, ist bestimmt durch die Form der Ausschnitte in der erwähnten Schirmplatte.
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Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Elektroden
gleichmäßig auf einem Kreis verteilt, wobei die Anzahl der Kathoden gleich ist der
Anzahl der Übergangselektroden, so daß die Zählung leicht und eindeutig durchgeführt
werden kann.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht schließlich vor, daß die
Ausschnitte in der Schirmplatte rechtwinklig sind und die Breite dieser Ausschnitte
schmaler ist als die Breite der entsprechenden Elektrode. Die Schirmplatte ist bezüglich
der Kathoden und Übergangselektroden so angeordnet, daß eine der Seiten der Ausschnitte
rechtwinklig zu einer der Seiten, beispielsweise der rechten Seite, der entsprechenden
Elektrode ist. Alle in der Schirmplatte befindlichen Ausschnitte sind miteinander
verbunden durch einen Schlitz, der senkrecht zu den Kathoden und Übergangselektroden
liegt.
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Andere Vorteile der Erfindung gehen aus den im folgenden beschriebenen
Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, hervor.
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Fig. i zeigt die verschiedenen Teile und Elektroden, aus welchen die
Gasröhre entsprechend der Erfindung aufgebaut ist, Fig. 2 einen Teil der Schirmplatte,
Fig. 3 die Schaltung der Gasröhre und Fig. ,4 eine weitere Ausführungsmöglichkeit
der Röhre entsprechend Fig. i.
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In Fig. i sind gleiche Elektroden 1, 2, 3, 4 und 5 perspektivisch
dargestellt. Sie sind aus rechtwinkligen Metallplatten, beispielsweise aus Nickel,
hergestellt. Diese Kathoden sind in gleichen Abständen hintereinander angeordnet.
Zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Kathoden befindet sich jeweils eine weitere
rechteckige Metallelektrode 6, 7, 8 bzw. g, sogenannte Übergangselektroden. Eine
sogenannte Schirmplatte ist mit io bezeichnet. Sie ist mit Aussparungen, z. B. i
i und 12, versehen, die durch einen Schlitz 13 miteinander verbunden sind. Die Anode
14 wird von einer Metallplatte gebildet. Die Glimmerplatten 15 bis i9 dienen der
Trennung der verschiedenen Elektroden. Die Glimmerplatten 17 und i8 sind mit je
einem Schlitz 20 und 21 versehen, die dem Kanal 13 in der Schirmplatte gegenüberliegen.
Die Glimmerscheiben, die Schirmplatte und die Anode sind mit Löchern 22 bis 29 versehen.
In diese Löcher werden Glasstifte 30 und 31 eingeführt und bewirken, daß
die v erschiedenen Elektroden und Glimmerscheiben in der richtigen Lage zueinander
gehalten werden. Die gesamte aus den Elektroden und den Glimmerplatten bestehende
Anordnung wird mittels der Rahmen 32 und 33, die beispielsweise mit Hilfe von durch
die Löcher 34 bis 37 durchgeführte Bolzen oder Nieten miteinander verbunden sind,
gehalten.
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Fig. 2 zeigt die Form der Ausschnitte der Schirmplatte. Zwei Kathoden
sind mit 38 und 39, zwei Übergangselektroden mit 40 und 41 bezeichnet. Die Ausschnitte
42 und 43 in der Schirmplatte entsprechen den Kathoden 38 bzw. 39, während die Ausschnitte
4.4 und 45 den Übergangselektroden 40 bzw. 41 entsprechen. Ein Ausschnitt, der einer
Kathode entspricht, ist jeweils größer als ein Ausschnitt, der einer Übergangselektrode
entspricht. Weiterhin ist jeder Ausschnitt nicht symmetrisch bezüglich der entsprechenden
Elektrode angeordnet. Bei dem hier dargestellten Beispiel ist der einer Elektrode
entsprechende Ausschnitt an der rechten Seite der Elektrode vorgesehen, während
er von der linken Elektrode durch einen Schlitz 46 oder 47 getrennt ist.
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Eine der Röhre nach Fig. i zugeordnete Schaltung ist in Fig. 3 schematisch
dargestellt.
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Der Einfachheit halber ist eine Röhre gezeigt, die nur vier Kathoden
49 bis 52 und drei Übergangselektroden
53 bis 55 aufweist. Die
Spannung zwischen Anode 48 und den Kathoden 49 bis 52 ist größer als die Zündspannung
der Anoden-Kathoden-Strecke. Die übergangselektroden 53 bis 55 werden auf einem
Potential gehalten, das gegenüber den Kathoden positiv ist. Werden die Spannungen
an die verschiedenen Elektroden der Röhre angelegt, so zündet eine Entladung und
wird zwischen derAnode und einer derKathoden aufrechterhalten. Für den Fall, daß
alle Kathoden sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Lage gegenüber der Anode gleich
sind, wird die Entladung zünden und sich zwischen irgendeiner der Kathoden und der
Anode aufrechterhalten. Der Strom zwischen dieser Kathode und der Anode bewirkt
einen Spannungsabfall am Widerstand 56. Dadurch wird die Anodenspannung derart vermindert,
daß die Spannung zwischen Anode und irgendeiner der Kathoden kleiner wird als die
Zündspannung.
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Die Entladung zwischen Kathode und Anode geht durch den Ausschnitt,
beispielsweise 42 in Fig. 2, der in der Schirmplatte io (Fig. i) vorgesehen ist,
hindurch und wenn der Strom die Röhre durchfließt und die Dimensionierung der verschiedenen
Elektroden in geeigneter Weise ausgeführt ist, wird die Glimmentladung in dem rechtwinkligen
Ausschnitt der Schirmplatte, der gegenüber der Kathode 38 (Fig.2) vorgesehen ist,
lokalisiert. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, befindet sich der Ausschnitt 42, der der
Kathode 38 entspricht, viel näher an dem Ausschnitt 45, der der Übergangselektrode
41 entspricht, als dem Ausschnitt 44; der der Übergangselektrode 4o entspricht.
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Wird ein negativer Impuls von hinreichender Amplitude gleichzeitig
an alleÜbergangselektroden angelegt derart, daß einerseits die Spannung zwischen
der Anode und irgendeiner Übergangselektrode höher ist als die Zündspannung des
Ab-Standes Anode-Übergangselektrode und andererseits die Spannung der Übergangselektrode
geringer als die der Kathode 38 ist, so bildet sich eine Entladung zwischen der
Übergangselektrode 41 und der Anode aus. Diese Zündung geht aus von der Glimmentladung,
die zwischen der Kathode 38 und der Anode besteht, und setzt sich durch den Schlitz
47 fort, der in der Schirmplatte vorgesehen ist. Die Dimensionierung der Elektroden
und der Wert des Widerstandes 56 (Fig. 3) sind so gewählt, daß keine Entladung gleichzeitig
zwischen der Anode einerseits und einer Kathode und einer Übergangselektrode andererseits
bestehen kann. Die Entladung zwischen Kathode 38 und Anode hört auf. Während der
gesamten Dauer des negativen Impulses wird die Glimmentladung zwischen der Übergangselektrode
41 und der Anode aufrechterhalten.
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Am Ende des den Übergangselektroden zugeführten negativen Impulses
wird die Spannung zwischen der Übergangselektrode und der Anode niedriger als die
Brennspannung. Die Entladung hört auf, und die Spannung der Anode erreicht wieder
ihren vollen Wert. Die Spannung zwischen den Kathoden und der Anode wird dann größer
als die Zündspannung, und die Glimmentladung wird dann infolge der Lage der Ausschnitin
der Schirmplatte von dem Ausschnitt 45,'; der der Übergangselektrode 41 entspricht,
durch den Schlitz zum Ausschnitt 43, der der Kathode 39 entspricht, übergehen.
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Bei jedem negativen Impuls, der an die Übergangselektroden angelegt
wird, geht die Nntladung von einer Kathode zur nächsten über in eitler Richtung,
die bestimmt ist durch die Lage der Ausschnitte in der Schirmplatte. Wenn der erste
Impuls eine Entladung zwischen der Kathode 4e Und der Anode 48 bewirkt hat, so wird,
wie aus F'ig. 3 für das betrachtete Beispiel leicht ersehen' werden kann, die Entladung
nach dem vierten, den Übergangselektroden zugeführten negativen Impuls auf die Kathode
52 übergegangen sein: Dadurch wird eine fortlaufende Zählung vollzogen. Die iAnzeige
muß wieder auf Null zurückgesetzt werden durch Zuführung eines negativen Impulses
zur ;Kathode 52, die in gewissen Einrichtungen gewisRückstellmittel aufweisen kann.
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Fig.4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zählröhre entsprechend
den Fig. 1; 2 und 3. In der in Fig. i dargestellten Röhre waren die Kathoden und
Übergangselektroden rechteig und hintereinander angeordnet. In dem in Fig. 4 dargestellten
Beispiel haben die Kathoden, z. $3: 58, 59 und 6o, eine Trapezform und sind regelmäßig
entlang eines Kreises angeordnet. Die Übergangselektroden werden durch Zähne 61;
62, 63 gebildet, die entlang dem Umfang eines Kreises 64 angebracht sind. Die Ausschnitte`
65 in der Schirmplatte 66 sind ebenfalls trapezförmig. Si,e sind gegenüber den Kathoden
und Übergangselektroden, entlang eines Kreises angeordnet. Die tlektroden sind weiterhin
mit Löchern 67, 68 und 69 versehen, in welche die Glasstifte 70 eingeführt werden,
um die verschiedenen Elektroden in der bestimmten Lage zu halten.
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Die Wirkungsweise dieser Röhre entspricht in jeder Hinsicht der in
Fig. i dargestellten: Da jedoch die Kathoden regelmäßig entlang eines Kreises angeordnet
sind, wird die Anzeige automatisch nach Empfang einer Anzahl von Impulsen; die der
Anzahl der Kathoden entspricht, auf Null zurückgekehrt sein. Hierdurch werden die
Steuerkreise der Röhre erheblich vereinfacht.