DE945274C - Schaltroehre - Google Patents

Schaltroehre

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Publication number
DE945274C
DE945274C DES27958A DES0027958A DE945274C DE 945274 C DE945274 C DE 945274C DE S27958 A DES27958 A DE S27958A DE S0027958 A DES0027958 A DE S0027958A DE 945274 C DE945274 C DE 945274C
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DE
Germany
Prior art keywords
plasma discharge
anode
interrupter according
auxiliary
cathode
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Expired
Application number
DES27958A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Werner Jacobi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES27958A priority Critical patent/DE945274C/de
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Publication of DE945274C publication Critical patent/DE945274C/de
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02Electron guns
    • H01J3/025Electron guns using a discharge in a gas or a vapour as electron source
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0061Tubes with discharge used as electron source

Landscapes

  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Description

  • Schaltröhre Die Erfindung betrifft eine Schaltröhre nach Art eines Kopf- oder Wandstromverstärkers, welcher ermöglicht, eine praktisch beliebige Anzahl von Schaltverbindungen über Kontaktelektroden herzustellen, welche außerhalb einer Plasmaentladung angebracht sind, aber infolge der von dem Plasma abgesonderten Elektronen elektrische Verbindungen herstellen, welche bei gezündetem Plasma nach Art von leitenden Diodenstrecken wirken.
  • Bei einer gemäß der Erfindung sind über der teilweise durchbrochenen Anode einer Plasmaentladung mindestens zwei gegeneinander abgeschirmte Hilfsanoden derart benachbart angeordnet, daß die Herstellung der elektrischen Leitung zwischen diesen als Schaltpole wirkenden Hilfsanoden zunl überwiegenden Teil durch Elektronen erfolgt, welche aus dem brennenden Plasma abgesondert werden.
  • Im Gegensatz zu bisher bekanntgewordenen Schaltröhren erlaubt die durch die Erfindung vorgeschlagene Schaltröhre eine relativ niederohmige Schaltverbindung, bei der die Elektroden gegeneinander räumlich von der Entladungsstrecke weitgehend getrennt sind und deren Rückwirkung aufeinander durch weitere Ausgestaltung dieser Schaltröhre praktisch völlig aufgehoben ist.
  • Die Erfindung sei an Hand der Fig. r bis g erläutert. Die Fig. z zeigt eine schematische Darstellung des Erfindungsprinzips. In einem gasgefüllten Entladungsgefäß r befindet sich eine Kathode a, an welcher eine Plasmaentladung zu der Anode 3 aufrechterhalten wird und durch -eine Elektrode 4 gezündet oder gesteuert wird. Die Anode 3 ist -nach dem Vorschlag der Erfindung als teilweise durchbrochene Fläche ausgestaltet. In dem der Anode 3 benachbarten, der Plasmaentladung abgewandten inneren Teil des Vakuumgefäßes sind die als Pole der Schaltkontakte wirkenden Hilfselektroden 5 und 6 in derartigem Abstand voneinander angeordnet, daß diese, auf höherem Potential liegend als die Anode 3, weder aufeinander rückwirken noch an der Plasmaentladung teilnehmen. Die Abstände der Hilfselektroden 5 und'6 werden aber bezüglich der Anode 3 so gering gewählt und hinsichtlich ihrer geometrischen Gestaltung ,so dimensioniert, daß jeweils zwischen 3 und 5 bzw. 3 und 6 bei gezündetem Plasma zwischen 1,:2 und 3 ein Zustand sich einstellt, der physikalisch als eine behinderte Entladung interpretiert werden kann. Durch das Potentialgefälle zwischen den Hilfselektroden 5 bzw. 6 einerseits und der Anode 3 andererseits werden aus dem praktisch in elektrischem Gleichgewicht befindlichen Plasmaschlauch Elektronen ausgesondert, welche den Abstand Hilfselektroden 5 bzw. 6 und Anode 3 nach Art von Dioden leitend überbrücken; über diese und über einen Teil der Plasmaentladung werden dann bei gezündeter Entladungsstrecke über die Kondensatoren 9 und io Signale, beispielsweise solche der Telephonie oder.Telegraphie, geleitet. -Durch geeignete Wahl der zwischen den Hilfselektroden und ihren Spannungsquellen liegenden Widerstände 7 und 8 ist es möglich, den in Fig. 2 gezei.gtenArbeitspunkt 16 der Diodensitrecke 5 nach 3 bzw. 6 nach 3 in das AnlaufAr-o2ngebiet, zu legen und dadurch eine sehr hohe Steilheit dieser Dioden zu erreichen. Die Fig. 2 zeigt diese Verhältnisse in einem Diagramm, die grundsätzliche, nach einem Exponentialgesetz ansteigende Stromspannungskennliniceiner der.artigenDiodenstrecke, welches den durch die aus der Anode ausgesonderten Elektronen gebildeten Strom 15 in Abhängigkeit von der Diodenspannung 14 zeigt, welch letztere gleich der Potentialdifferenz zwischen einer Hilfselektrode und der allen Hilfselektroden gemeinsamen Anode 3 ist, die ihrerseits über einen Vorwiderstand i i an eine positive Spannungsquelle gelegt ist.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht aber darin, daß man, wie in Fig. i gezeigt ist, als Ionenquelle eine unbeheizte Kathode 2 verwenden kann und es durch geeignete Wahl der Gasfüllung der Schaltröhre in der Hand hat, mit außergewöhnlich niedrigen Anoden- bzw. Hilfselektrodenspannungen auszukommen. Als eine in diesem Sinne besonders günstige Maßnahme hat sich die Verwendung einer Kaliumkathode bei Krypton- oder Argonfüllung herausgestellt. Die Vorteile solcher- Anordnungen fallen besonders beim Aufbau elektronischer Wählämter, Zählanlagen und Relaisstationen ins Gewicht, wo' der günstige Innenwiderstand und die rückwirkungsfreie Anordnung durch Fortfall der Notwendigkeit von Heizströmen- erhebliche Vorteile wirtschaftlicher und schaltungstechnischer Art ergeben. Ist man aber gezwungen, relativ !hohe Signalströme führende Leitungen herzustellen, so lassen sich derartige Aufgaben in einfacher und herkömmlicher Form auch durch Verwendung von Schaltröhren nach der Erfindung, welche thermische Kathoden besitzen, lösen.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der in Fig. i schematisch dargestellten Röhre, in der aber statt einer kalten Kathode eine thermische Kathode 12 mit indirekter Heizung i2, verwendet wird und die Beeinflussung der Plasmaentladung analog durch eine in üblicher Weise als guter- oder stabartig ausgeführte Elektrode 13 erfolgt.
  • Die Fig.4 zeigt dagegen einen Querschnitt durch eine nach der Erfindung als Kopfstromröhre ausgestaltete Schaltröhre. Über einer scheibenförmigenKathode 17, welche als eine durchbrochene Scheibe ausgeführt ist, um den Durchtritt einer sie umgebenden, als Zündelektrode dienenden Drahtschleife 18 zu ermöglichen, wird eine Plasmaentladung zu der Anode i9 aufrechterhalten. Diese im Ausführungsbeispitel netzartig ausgebildete durchbrochene Scheibe steht mit einem die Plasmaentladung und die Hilfsanoden umschließenden und an dem der Entladungsstrecke abgewandten Teil abgedeckten, aus elektrisch leitendem Material arufgebauten Zylinder 2o in Verbindung, der neben Durchtrittsöffnungen zur Zuführung der Potentiale an die als halbkreisförmige Platten 21 und 22 ausgebildeten Hilfsanoden nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung einen mit ihm in elektrischer Verbindung stehenden Ansatz 23 trägt, der als eine die Hilfselektroden 21 und 22 voneinander abschirmende Wand. wirkt. Zur besseren Erläuterung dieser Abschirmwirkung ist in Fig. 5 ein zwischen Anode und Hilfselektroden senkrecht zur Achse der Anordnung gelegter Schnitt herausgezeichnet.
  • Der Einfachheit halber wurden bisher nur Ausführungen der Schaltröhre nach der Erfindung gezeigt; welche eine zweipolige Verbindung herstellen. Durch einfache konstruktive Maßnahmen .lassen sich aber praktisch beliebig viele Schaltpole nach der durch die Erfindung beschriebenen Weise herstellen. Eine derartige, für vier Verbindungspole verwendbare Röhre wird in Fig.6 dargestellt, welche eine Modifikation der in Fig. 4 gezeigten Röhre in einer der Fig. 5 analogen Darstellung zeigt. Die Hilfselektroden sind hier als selbständig voneinander angeordnete Kreissegmernte 24, 25, 26 und 27 dargestellt, welche durch Einfügen eines weiteren Ansatzes 28 an - die Anode 23 in der gleichen Weise wie bei der Schaltröhre der Fig. 4 abgeschirmt werden. Über die ausgesonderten Elektronen und über einen Teil der Plasmastrecke wird in diesem Falle eine gleichzeitige Verbindung von vier Teilnehmerleitungen bei gezündeter Plasmaentladung hergestellt.
  • D:ie Fig. 7, 8 und 9 dagegen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung nach Art von Wandstromverstärkern.
  • Die Fig. 7 zeigt den vollständigen- Querschnitt einer derartigen, für zwei Pole ausgeführten Schaltröhre. Um eine stabförmige Kathode 29 sind zur Längsachse des Gefäßes parallele, als Stäbe 30 ausgeführte Elektroden angeordnet, welche als Zünd-und/oder Steuerelektrode wirksam sind. Die Plasmaentladung erfolgt radial zu der als Wendel ausgeführten Anode 3 i, welche mit dem Schirm in Verbindung steht, der von Ansätzen 35 gebildet wird, welcher die als halbkreisförmige Platten 32 und 33 ausgebildete Hilfselektroden voneinander abschließt. Auch hier werden die durch die abgesonderten Elektronen wirkenden Leitungsstrecken zwischen der Anode 31 und den Elektroden 32 und 33 nach Art von Dioden gebildet. Das System der Entladungsstrecke wird an beiden Seiten durch Scheiben 34 aus Isolierstoff gehaltert und ist in der Darstellung durch Weglassung eines Teiles der Hilfselektroden 33 bzw. 32 sichtbar gemacht. Die Schaltröhre befindet sich in einem Preßglaskolben 36, der an der einen Seite mit einer Bodenplatte 37, welche die als Systemträger bzw. Zuleiter dienenden Stifte 38 enthält, abgeschlossen ist. Die Fig. 8 zeigt zur besseren Übersicht einen zur Symmetrieachse der Schaltröhre senkrecht geführten Querschnitt, während die Fig. 9 den Querschnitt gleicher Ebene durch eine zur Herstellung einer vierpoligen Verbindung ausgeführten Modifikation der in Fig.4 gezeigten Schaltröhre zeigt. Diese wird in einfacher Form dadurch gewonnen, daß die Hilfselektroden 32 und 33 in jeweils zwei durch einen parallel zur Symmetrieachse geführten Schnitt aufgeteilte, zur Achse des Gefäßes-konkave Flächen 39 und 40 bzw. 41 und 42 aufgeteilt werden. Diese Hilfselektroden werden dann durch zusätzliche Ansätze 43, welche mit der Anode 3 i in elektrisch leitender Verbindung stehen, in einer der vorbeschriebenen analogen Weise voneinander abgeschirmt.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltröhre nach Art eines Kopf- oder Wandstromverstärkers, dadurchgekennzeichnet, daß über der teilweise durchbrochenen Anode einer Plasmaentladung mindestens zwei gegeneinander abgeschirmte Hilfsanoden derart benachbart angeordnet sind, daß die Herstellung der elektrischen Leitung zwischen diesen als Schaltpole wirkenden Hilfsanoden zum überwiegenden Teil durch Elektronen erfolgt, welche aus dem brennenden Plasma abgesondertwerden.
  2. 2. Schaltröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise durchbrochene Anode der Plasmaentladung mit Ansätzen versehen ist, welche die als Schaltpole dienenden Hilfsanoden außerhalb der Plasmaentladung voneinander abschirmen.
  3. 3. Schaltröhre nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hilfsanoden und deren Spannungsquellen Widerstände geschaltet sind, welche den Arbeitspunkt der von der Anode und Hilfsanodengebildeten Leistungsstrecken in ein Gebiet verlegen, welches dem Anlaufstrom einer Diode entspricht.
  4. 4. Schaltröhre nachAnspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmaentladung als Kathode eine unbeheizte, z. B. aus Kalium bestehende Kathode enthält.
  5. 5. Schaltröhre nachAnspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen Kathode und Hauptanode weitere Elektroden zur Steuerung und/oder Zündung der Plasmaentladung angeordnet sind.
  6. 6. Schaltröhre nachAnspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung des Gefäßes der Plasmaentladung ein Edelgas, vorzugsweise Argon oder Krypton, verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 679 112, 708 726. 71o 635, 495 56o.
DES27958A 1952-04-04 1952-04-04 Schaltroehre Expired DE945274C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1195808B (de) * 1958-10-16 1965-07-01 Marcel Charles Pfister Anordnung zum traegheitslosen Schalten einer elektrischen Leistung
DE1281526B (de) * 1965-04-15 1968-10-31 Asea Ab Leistungsschalter mit in Reihe geschalteter, stromgesteuerter Gasentladungsroehre
US5545947A (en) * 1994-08-08 1996-08-13 Litton Systems, Inc. Multiple surface high voltage structure for a gas discharge closing switch

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DE708726C (de) * 1936-10-29 1941-07-28 Telefunken Gmbh Gas- oder dampfgefuellte Entladungsroehre
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