DE965881C - Gasentladungsroehre mit kalter Kathode - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 27. JUNI 1957

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ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsröhre mit kalter Kathode vom Relaistyp mit zwei Diodenstrukturen, die eine Zünddiode und eine Hauptentladungsdiode bilden. Bei dieser kann eine Entladung zwischen einer Kathode und einer Anode durch Anlegen eines geeigneten Steuerspannungsstoßes an eine andere Zündelektrode oder an weitere Zündelektroden in einem gemeinsamen, mit Gas gefüllten Mantel eingeleitet werden.

Es ist schon vorgeschlagen worden, eine Gasentladungsröhre mit kalter Kathode zu bauen, welche eine erste aus einer Kathode und einer Anode bestehende Etitladungsstrecke und eine zweite aus einer weiteren getrennten Kathode und einer weiteren getrennten Anode bestehende besitzt. Dabei sind die verschiedenen Elektroden und deren jeweilige Zünd- und Betriebsspannungen derart gewählt, daß die Zündspannung für die erste Entladungsstrecke im wesentlichen von der Entladung auf der zweiten Entladungsstrecke unabhängig ist, während die Zündspannung auf der zweiten Entladungsstrecke durch die Entladung auf der ersten Entladungsstrecke herabgesetzt werden kann. Bei einer derartigen Röhre wurde die Anode der ersten Ent-

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ladungsstrecke von einer mit einer Öffnung versehenen Schirmplatte gebildet. Durch diese öffnung konnten infolge der Spannung der Anqde der zweiten Enladungs strecke Elektronen der Entladung von der ersten Entladungsstrecke abgezogen werden, um eine Ionisation der zweiten Entladungsstrecke zu verursachen. Deshalb standen die jeweiligen Betriebsspannungen der verschiedenen Elektroden der beiden Entladungsstrecken in enger ίο Beziehung zueinander.

Die Erfindung befaßt sich mit einer in ihrer Bauweise verbesserten Entladungsröhre unter Verwendung der obenerwähnten Doppeldiode in Verbindung mit einem besonderen ummantelten Anodenaufbau für die zweite Diode. Dieser Anodenaufbau ist an sich bereits bekannt. Hierdurch kann mittels des ersten Diodenaufbaus der Beginn der Entladung über die Entladungsstrecke der zweiten Diode zuverlässig gesteuert werden, wobei gleichzeitig ein beträchtliches Maß an Isolation zwischen dem ersten oder Zündelektrodenaufbau und dem zweiten oder Hauptentladungsdiodenaufbau besteht, und zwar bezüglich ihrer jeweiligen Betriebsspannungen und demzufolge ihrer äußeren Kreise. Gemäß der Erfindung sind die Kathoden dieser Dioden halbzylinderförmig gestaltet und liegen sich mit ihren konkaven Innenflächen, gegenüber. Die halbzylinderförmige Kathode der Zünddiode arbeitet mit einer Anode in Form eines Drahtes od. dgl. zusammen, deren Arbeitsabschnitt zwischen den beiden halbzylinderformigen Kathoden liegt, wobei die mit der Kathode der Hauptentladungsröhre zusammenarbeitende Anode in an sich bekannter Weise die Form eines Stabes hat, der in ein isolierendes, damit koaxiales Rohr eingesenkt ist, dessen offenes Ende sich in einiger Entfernung von dem durch die erwähnten halbzylinderformigen Kathoden gebildeten Zylinder befindet.

Zur besseren Erläuterung der Erfindung werden einige Ausführungsformen derselben an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Hierin zeigt Fig. ι eine Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungsröhre des Relaistyps,

Fig. 2 eine Querschnittansicht nach der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 eine schaubildliche Teilansicht, welche Anordnung und Form der verschiedenen Elektroden der Röhre von. Fig. 1 und 2 darstellt, Fig. 4 eine der von Fig. 3 ähnliche schaubildliche Ansicht einer leicht abgeänderten Elektrodenbauweise,

Fig. 5 sowie 6 eine schaubildliche Ansicht, ähnlich der in Fig. 3, von jeweils einer abgeänderten Ausführungsform.

Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Entladungsröhre besteht aus einem röhrenförmigen Glasmantel 10 von zylindrischem Querschnitt mit einem abgeflachten Quetschfußende 11. Von diesem Quetschfußende 11 erstreckt sich koaxial zum Mantel ein Glasschaft.12 nach innen. Er erweitert sich oben in eine Art Plattform 13 von größerem Durchmesser, die als Träger zur Anbringung der beiden getrennten Kathoden 14 und 15 der Dioden, der Anode 16 der Zünddiode sowie eines Getterelementes 17 dient.

Von seinem erweiterten Ende nach unten ist der Schaft 12 auf einem Teil seiner Länge, wie in 18 dargestellt, röhrenförmig hohl, um eine stabartige Anodenspitze 19 aufzunehmen, die ein Ganzes mit dem oberen Ende eines Anschlußdrahtes 20 bildet. Dieser erstreckt sich durch die Mitte des restlichen vollen Teiles des Schaftes 12 nach unten und durch den Quetschfußabschnitt 11 nach außen, um dort einen Anschluß zu bilden. Der Anodenstab 19 ist koaxial zum röhrenförmigen Abschnitt 18 angeordnet, und sein oberes, das Arbeitsende 21 ist einige Millimeter unter 'die obere Oberfläche der Plattform 13 eingesenkt.

Die beiden Kathoden 14 und 15 haben beide annähernd die Form eines Halbzylinders und sind über dem Knopf einander gegenüberliegend derart angeordnet, daß sie einen Zylinder umgrenzen, dessen Achse mit der Längsachse des Mantels und des in dem Zentralschaft 12 liegenden Anodenstabes 19 koaxial ist. Jede Kathode ist auf ihrer inneren, konkaven Fläche mit einem Stoff mit geringer Austrittsarbeit und auf ihrer äußeren, konvexen Fläche mit einem Stoff mit hoher Austrittsarbeit überzogen. Die Zündkathode 14 ist am oberen Ende eines nach -unten gerichteten Stützdrahtes 22 befestigt, der in die Glasplattform 13 eingeschmolzen ist. Er verlängert. sich danach weiter nach unten als Anschluß draht, der längs des Zentralschaftes 12 angeordnet ist und sich durch den Quetschfuß 11 nach außen erstreckt, um dort einen Anschluß zu bilden. Die Hauptentladungskathode 15 ist ähnlich am oberen Ende eines. Stützdrahtes 23 befestigt, der nach unten verläuft, in die Plattform 13 eingeschmolzen ist und längs des Schaftes 12 durch den Quetschfußabschnitt 11 nach außen geführt wird.

Die Anode 16 der Zünddiode hat die Form eines Drahtringes von geringem Durchmesser. Er ist derart angebracht, daß die Bildungsachse rechtwink-Hg zur gemeinsamen Achse der hallbizylinderförmigen Kathoden 14 und 15 und zur Trennfläche zwischen denselben verläuft. Dieser Ring wird vom oberen Ende eines Stützdrahtes 24 getragen, der nach einer geeigneten Kröpfung, welche den Ring in die Nähe des Mittelteils der Innenfläche der dazugehörigen Kathode 14 bringt, in die Glasplattform 13 eingeschmolzen und als ebenfalls längs des Zentralschaftes 12 verlaufender Anschlußdraht durch den Quetschfuß abschnitt 11 nach außen verlängert ist. Sämtliche Stütz- und Anschlußdrähte sind innerhalb der Entladungsröhre vorzugsweise mit einem Isoliermaterial, wie z. B. Tonerde, überzogen, um unerwünschte Entladungen zu verhindern. Die Gasfüllung der Röhre kann aus einer Mischung von Argon und Neon bestehen.

Bei der beschriebenen Anordnung sorgt eine zwischen der Anode 16 und der Kathode 14 der Zünddiode Anfangsentladung für die zur Einleitung der Hauptentladung zwischen der Anode 19 und der Kathode 15 der Hauptentladungsdiode erf order-

liehe Ionisation, wenn geeignete Spannungen an letztere angelegt worden sind. Auf Grund der räumlichen Anordnung und der Bauweise der Teile können die mit den beiden Entladungswegen verbundenen Stromkreiselemente vollständig voneinander getrennt sein, ohne daß sich eine Behinderung dadurch ergibt, daß ein festes gegenseitiges Verhältnis der entsprechenden Betriebsspannung^- quellen erforderlich ist.

ίο Die Form der Anode der Zünddiode und die Anordnung der halbzylinderförmigen Kathoden brauchen nicht genau die beschriebenen und dargestellten zu sein. So kann, wie in Fig. 4 dargestellt, die Anode der Zünddiode die Form einer länglichen Drahtschleife haben, die so gekrümmt ist, daß sie im wesentlichen konzentrisch zur inneren, konkaven Fläche der Kathode 14 un'd nahe an ihr liegt, wi'e in 25 dargestellt. Bei einer anderen, in Fig. 5 gezeigten Abänderung hat die Anode der Zünddiode die Form eines geraden Drahtes 26, der nahe am Zentralabschnitt der inneren Oberflächte der Kathode 14 und parallel zu ihm angeordnet ist. Be'i dieser Ausführungsform liegt die Hauptentladungskathode 15 nicht genau gegenüber der anderen Kathode 14, sondern ist etwas axial verschoben, so daß sie näher an der mit ihr zusammenarbeitenden Anode 19 liegt, die sich in dem vom Hohlabschnitt des Schaftes 12 gebildeten isolierenden Rohr befindet. Auf diese Weise wird die Hauptentladung, nachdem sie zwischen der Kathode 15 und dein Anodenstab 19 in Gang gekommen ist, von den Elektroden der Zünddiade gut abgetrennt, wodurch das Maß der Trennung der entsprechenden äußeren Stromkreise erhöht wird. Eine weitere ähnliches bezweckende Abänderung ist in Fig. 6 dargestellt. Hierbei liegen sich die inneren, konkaven Oberflächen der im wesentlichen halbzylinderförmigen Kathoden 14 und 15 wieder gegenüber. Ihre jeweiligen Bildungsachsen liegen jedoch so, daß sie die Achse der Anode 19 der Hauptentladungsdiode in einem stumpfen Winkel von z. B. annähernd 135° schneiden. Auf diese Weise liegt die Hauptentladungskathode 15 merklich näher der Anode 19 als die Elektroden der Zünddiode. Bei dieser Ausführungsform liegen auch die beiden Kathoden 14 und 15 weiter auseinander, so daß ihre Bildungsachsen nicht genau übereinstimmen, während die Anode 27 der Zünddiode mehr oder weniger in der Mitte zwischen beiden Kathoden angeordnet ist.

Natürlich können ähnliche Änderungen vorgenommen werden.

Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind besonders zum Bau von Röhren kleiner Ausmaße geeignet, z.B. der sogenannten Sub-Miniatur-Größe, bei welcher der Mantel eine Länge von etwa. 2,5 cm und einen Durchmesser von etwa 1 cm aufweist.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode vom Relaistyp mit zwei Diodenstrukturen, die eine Zündidiode und eine Hauptentladungsdiode bilden, dadurch gekennzeichnet, daß Kathoden (14, 15) dieser Dioden halbzylinderförmig sind und sich mit ihren konkaven Innenflächen gegenüberliegen und daß die halbzylinderförmige Kathode (14) der Zünddiorfe mit einer Anode (16) in Form eines Drahtes od. dgl. zusammenarbeitet, deren Arbeitsabschnitt zwischen den beiden halbzylinderförmigen Kathoden (14, 15) liegt, wobei die mit der Kathode (15) der Hauptentladungsröhre zusammenarbeitende Anode (19) in an sich bekannter Weise die Form eines Stabes hat, der in ein isolierendes, damit koaxiales Rohr (18) eingesenkt ist, dessen offenes Ende sich in einiger Entfernung von dem durch die erwähnten halbzylinderförmigen Kathoden (14, 15) gebildeten Zylinder befindet.
2. 2. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildungsachsen der Kathoden (14, 15) zusammenfallen.
3. 3. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (16) der Zünddiode die Form eines Drahtringes hat.
4. 4. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtringanode (16) kreisförmig und derart angebracht ist, daß ihre Bildungsachse rechtwinklig zur Achse der mit ihr zusammenarbeitenden, halbzylinderförmigen Kathode (14) und senkrecht zur Trenaiungsebene zwischen dien zwei Kathoden (14, 15) verläuft.
5. 5. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemaß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtringanode aus einer länglichen, derart gebogenen Schleife (25) besteht, daß sie im wesentlichen, konzentrisch zur inneren, konkaven Fläche der mit ihr zusammenarbeitenden Kathode (14) und nahe daran liegt.
6. 6. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Zünddiode aus einem geraden Draht (26) besteht, der nahe am Mittelabschnitt ■der inneren, konkaven Fläche der Kathode (14) der Zünddiode liegt.
7. 7. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Zünddiode derart angeordnet ist, no daß ihr zwischen den beiden Kathoden (14, 15) befindlicher Abschnitt (27) parallel zur Achse der mit ihr zusammenarbeitenden Kathode (14) und auf einer Ebene liegt, welche die Achse dieser Kathode (14) einschließt und rechtwink-Hg zur Trennungsebene zwischen den beiden Kathoden (14, 15) verläuft.
8. 8. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der halbzylinderformigen Kathoden (14, 15) und die Achse der Hauptentladungsanode (19) und des dieselbe umgebenden isolierenden Rohres (18) sich in einem stumpfen Winkel schneiden.
9. 9. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemaß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kathoden (14, 15) und die Anode (16) der Zünddiode von Stützelementen getragen werden, welche in eine Plattform (13) eingeschmolzen sind, die mit dem röhrenförmigen Schaft (12) verbunden ist, welcher das die Anode (19) der Hauptentladungsdiode umgebende isolierende Rohr (18) bildet.
10. 10. Gasentladungsröhre mit kalter Kathode gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Flächen der beiden halbzylinderförmigien Kathoden (14, 15) mit einem Stoff geringer Austrittsarbeit überzogen und die Außenflächen derselben derart behandelt sind, daß sie eine hohe Austrittsarbeit halben.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    USA.-Patentschriften Nr. 2577809, 2457891.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen