DE965882C

DE965882C - Gas discharge tubes with cold cathode

Info

Publication number: DE965882C
Application number: DEH17293A
Authority: DE
Inventors: Raymond Richard Back
Original assignee: Hivac Ltd
Current assignee: Hivac Ltd
Priority date: 1952-09-11
Filing date: 1953-08-05
Publication date: 1957-06-27

Description

AUSGEGEBEN AM 27. JUNI 1957ISSUED JUNE 27, 1957

H 17293 VIIIc/21gH 17293 VIIIc / 21g

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

ist in Anspruch genommenis used

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsröhre vom Relais-Typ mit kalter Kathode, einer Anode sowie einer Zündelektrode, durch welche die Entladung zwischen der Kathode und der Anode durch Anlegen einer Steuerspaninung an die Zündelektrode eingeleitet wird.The invention relates to a relay-type gas discharge tube with a cold cathode, an anode and an ignition electrode, through which the discharge between the cathode and the anode through Applying a control voltage to the ignition electrode is initiated.

Derartige Relaisröhren werden für verschiedene Zwecke allgemein gebraucht und sind in den verschiedensten Formen je nach ihrem Verwendungszweck gebaut worden. Es ist eine Röhre bekannt, welche eine stabförmige Anode und eine Kathode in Form eines Hutes besitzt, welche koaxial, aber in einem Abstand vom Ende des Anodenstabes zusammen mit einer Zündelektrode angeordnet ist, die in der Nähe der Kathode zwischen dieser und der Anode liegt. Bei einer anderen bekannten Bauweise hat die Anode die Form eines kurzen Metallrohres, das in einer sie umgebenden Röhre aus isolierendem Material eingesenkt ist. Die Kathode wird in diesem Fall von einem Paar radial gerichteter Platten gebildet, welche in derselben Ebene wie die Endfläche des Anodenrohres liegen,, während die Zündelektrode die Form eines die Kathodenplatten und die Anode umgebenden Rohres hat, dessen. Endwand eine öffnung besitzt, aus welcher das obenerwähnte isolierende Rohr heraussteht. BeiSuch relay tubes are commonly used for various purposes and are in the most varied Molds have been built according to their intended use. A tube is known which has a rod-shaped anode and a cathode in the form of a hat, which coaxially but at a distance from the end of the anode rod together is arranged with an ignition electrode, which is located in the vicinity of the cathode between this and the Anode. In another known construction, the anode has the shape of a short metal tube, which is sunk in a surrounding tube made of insulating material. The cathode is in in this case formed by a pair of radially directed plates which are in the same plane as the End face of the anode tube, while the ignition electrode has the shape of a tube surrounding the cathode plates and the anode, whose. End wall has an opening from which the above-mentioned insulating tube protrudes. at

709 562/Ί18709 562 / Ί18

einer weiteren bekannten Bauweise, welche sich als Abstimmungsanzeiger für Rundfunkgeräte eignet, besteht die Kathode aus einem in Form einer Spiralschnecke gewundenen Draht, während die damit zusammen arbeitende Anode und die Schaltelektroden die Form von kurzen Drahtstümpfen haben, die auf gegenüberliegenden Seiten der Kathode an deren: Ende geringsten Durchmessers hervorstehen. Es ist eine weitere Röhre ähnlicher ίο Art bekannt, welche aber eine geheizte Kathode in Form eines Hohlzylinders und eine damit zusammen arbeitende Anode in Form einer Scheibe, welche koaxial, aber in einem großen Abstand von der Kathode angeordnet ist, sowie eine Zündelektrode in Form eines kurzen Rohres oder eines ebenfalls mit der Kathode und der Anode koaxialen Ringes besitzt, welche zwischen ihnen angeordnet ist.Another known construction, which is called Voting indicator suitable for radio equipment, the cathode consists of a in the form of a Spiral spiral wound wire, while the cooperating anode and the switching electrodes take the form of short stumps of wire running on opposite sides of the Cathode at the end of which protrude with the smallest diameter. It's more like another tube ίο Kind known, but which has a heated cathode in the form of a hollow cylinder and one with it working anode in the form of a disc, which is coaxial but at a large distance from the cathode is arranged, as well as an ignition electrode in the form of a short tube or one as well with the cathode and the anode has coaxial ring arranged between them is.

Gegenstand der Erfindung bildet eine Relaisröhre der erwähnten Art, welche für einen gegebenen Entladungsstrom verhältnismäßig klein ist und bei welcher die selbsterzeugten Rauschspannungen einen geringen Wert haben, und zwar auch bei stark schwankenden Werten des Entladungsstromes zwischen Kathode und Anode. Hierdurch ist eine Vorrichtung geschaffen, welche sich besonders zur Steuerung der Sprechstromwege in Fernsprechschaltungen eignet, wie z.B. bei elektrischen Fernsprechschaltsystemen, wo eine große Anzahl von Röhren auf dem geringstmöglichen Räume untergebracht werden muß und wo der Entladungsstroni infolge der Sprachmodulation an sich innerhalb eines großen Bereiches schwankt und wo die selbsterzeugte Rauschspannung niedrig sein muß, auch wenn der Entladungsstrom selbst einen geringen Wert hat.The invention provides a relay tube of the type mentioned, which for a given Discharge current is relatively small and at which the self-generated noise voltages have a low value, even with strongly fluctuating values of the discharge current between cathode and anode. This creates a device which is particularly suitable for Control of the speech flow paths in telephone circuits is suitable, e.g. in electrical telephone switching systems, where a large number of tubes are housed in the smallest possible space must be and where the discharge current as a result of the speech modulation per se within fluctuates over a large area and where the self-generated noise voltage must be low, even if the discharge current itself has a small value.

Es wurde festgestellt, daß das selbsterzeugte Rauschen bei solchen Entladungsröhren auf das Wandern der Entladung über mehrere Stellen auf der Kathode zurückzuführen ist, wobei ein solches Wandern besonders in Erscheinung tritt und unangenehm ist, wenn der Entladungsstrom einen niedrigen Wert und der Entladungsfleck eine entsprechend geringe Größe hat. Um ein solches Wandern zu vermeiden, muß der Elektrodenaufbau der Röhre derart konstruiert sein, daß nur ein einziger Entladungsweg geringster Länge zwischen Anode und Kathode vorhanden ist. Die Forderung, daß die Röhre gleichzeitig starke Entladungsströme gestattet, d. h. solche hoher Amplituden-' modulation, fordert eine große Gesamtoberfläche der Kathode.It has been found that the self-generated noise in such discharge tubes affects the Migration of the discharge over several points on the cathode is due to such a Hiking is particularly noticeable and uncomfortable when the discharge current takes you low value and the discharge spot has a correspondingly small size. To such a thing To avoid wandering, the electrode structure of the tube must be designed so that only a single Shortest length discharge path exists between anode and cathode. The requirement, that the tube allows strong discharge currents at the same time, d. H. such high amplitude ' modulation, requires a large total surface area of the cathode.

Diesen Anforderungen wird gemäß der Erfindung genügt, indem die Kathode die Form eines gewundenen Leiters hat, der derart angebracht ist, daß er koaxial zu der damit zusammen arbeitenden Anode, jedoch in einem Abstand von dieser Anode liegt, welche die Form eines Stabes hat, dessen Arbeitsfläche der Kathode am nächsten liegt und etwas in ein sie umgebendes Rohr aus isolierendem Stoff eingesenkt ist.According to the invention, these requirements are satisfied by the cathode having the shape of a has coiled conductor mounted so that it is coaxial with the cooperating therewith Anode, but at a distance from this anode, which has the shape of a rod, whose The working surface is closest to the cathode and something in a surrounding tube of insulating Fabric is sunk.

Auf Grund dieser Bauweise erfolgt die Entladung, wenn der Entladungsstrom seinen niedrigsten Wert hat, auf einer kleinen Fläche am Ende der Windung der Kathodenschnecke, welche der Anode am nächsten liegt, und bleibt fest an dieser Stelle. Mit Zunahme des Entladungsstromes erstreckt sich die Glimmentladumgsfläche glatt und, ohne in irgendeiner Weise zu wandern, über eine zunehmende Strecke der Kathodenschnecke, bis sie bei dem stärksten Entladungsstrom sämtliche Kathodenwindungen ganz bedeckt.Due to this construction, the discharge takes place when the discharge current is at its lowest Has value, on a small area at the end of the turn of the cathode worm, which the Closest to the anode, and remains firmly in place. As the discharge current increases, it extends the glow discharge surface is smooth and, without wandering in any way, over a increasing distance of the cathode worm until it is all at the strongest discharge current Cathode turns completely covered.

Zur besseren Erläuterung der Erfindung wird eine Ausführungsform an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Hierin zeigtFor a better explanation of the invention, an embodiment with reference to the drawing is for example described. Herein shows

Fig. ι eine Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungsröhre, Fig. Ι a sectional view of an embodiment of the discharge tube according to the invention,

Fig. 2 eine Qucrschnittansicht nach der Linie H-II von Fig. 1,Fig. 2 is a cross-sectional view along the line H-II of Fig. 1,

Fig. 3 eine schaubildliche Teilansicht der Elektroden und ihrer Befestigung.3 is a diagrammatic partial view of the electrodes and their attachment.

Die dargestellte Ausführungsform besteht aus einem röhrenförmigen Glasmantel 10, der an einem Ende mit dem üblichen flachen Quetschfuß 11 und am anderen mit einem Abschmelzstutzen versehen ist. Von diesem Quetschfußabschnitt 11 eistreckt sich über etwa die Hälfte der Axiallänge der Röhre ein Glasschaft 12, der mit dem Röhrenmantel 10 koaxial angeordnet und an seinem oberen Ende 'mit einer Plattform bzw. einem Knopf 13 vom größerem Durchmesser versehen ist. Dieser bildet einen Träger sowohl zur Anbringung der Kathode 14 und der Zündelektrode 15 der Röhre als auch eines Getterelementes 16.The illustrated embodiment consists of a tubular glass jacket 10, which is attached to a The end is provided with the usual flat pinch foot 11 and at the other with a melt-off nozzle is. From this pinch foot section 11 it extends About half of the axial length of the tube is a glass shaft 12, which is connected to the tube jacket 10 arranged coaxially and at its upper end 'with a platform or a button 13 is provided from the larger diameter. This forms a carrier both for attaching the Cathode 14 and the ignition electrode 15 of the tube as well as a getter element 16.

Die Kathode 14 hat die Form einer Drahtschnecke mit ungefähr eineinhalb oder zwei Windungen und liegt in der Nähe des abgeschmolzenen Endes der Röhre 10 koaxial zu deren Bohrung. Die Schnecke wird von zwei Stützdrähten 17 und 17 _a getragen, welche sich parallel zur Achse der Röhre an zwei bezüglich derselben diametral entgegengesetzten Punkten nach unten erstrecken und in die obenerwähnte Plattform 13 eingeschmolzen sind. Der Draht 17 setzt sich durch die Plattform fort und verläuft längs des Schaftes 12 durch den Quetschfuß 11, um einen äußeren· Anschlußdraht zu bilden.The cathode 14 is in the shape of a wire worm with approximately one and a half or two turns and is located near the fused end of the tube 10 coaxial with the bore thereof. The screw is carried by two support wires 17 and 17 _a , which extend downward parallel to the axis of the tube at two diametrically opposite points with respect to the same and are fused into the platform 13 mentioned above. The wire 17 continues through the platform and runs along the shaft 12 through the pinch foot 11 to form an outer connecting wire.

Die Kathode 14 kann aus einem Draht von kreisförmigem Querschnitt bestehen, er wird jedoch vorzugsweise aus einem abgeflachten oder bandartigen, von rechteckigem Querschnitt wie'dem dargestellten angefertigt. Dieses Band ist derart angeordnet, daß seine im Querschnitt längere Seite senkrecht zur gemeinsamen Achse der Kathodenschnecke und der Röhre liegt.The cathode 14 can be made from a wire of circular shape Cross-section, but it will preferably consist of a flattened or ribbon-like, rectangular cross-section like'dem shown made. This band is arranged in such a way that its side which is longer in cross section perpendicular to the common axis of the cathode worm and the tube.

Der Zentralschaft 12 ist von der oberen Fläche der Plattform 13 nach unten auf etwa seiner halben Länge mit einer Axialbohrung 18 versehen. In dieser Bohrung liegt die Anode in Form einer stabartigen Spitze 19, die mit einem Anschlußdraht 20 verbunden ist.. Er geht durch den restlichen vollen Teil des Schaftes 12 nach unten und durch den Quetschfußabschnitt 11 als weiterer Anschlußdraht nach außen. Das oberste Ende der Spitze 19 ist einige Millimeter unter die obere Fläche der Plattform 13 eingesenkt, so daß die Anode von einem Rohr aus Isoliermaterial umgeben ist.The central shaft 12 is from the upper surface of the platform 13 down about halfway Length provided with an axial bore 18. In this hole the anode is in the form of a rod Tip 19, which is connected to a connecting wire 20 .. It goes through the remaining full Part of the shaft 12 down and through the pinch foot section 11 as a further connecting wire outward. The top end of the tip 19 is a few millimeters below the top surface of the platform 13 sunk so that the anode is surrounded by a tube made of insulating material.

Die Steuer- oder Zündelektrode 15. hat die Form eines Drahtringes, dessen mittlerer Durchmesser eher geringer als derjenige der Kathodenschnecke 14 ist und der koaxial mit der Achse der Kathode und des Rohres unter dem unteren Ende der Kathode zwischen dieser und der Anode 19 angeordnet ist. Diese Zündelektrode ist auf einem ebenfalls in die Plattform 13 eingeschmolzenen Stützdraht 21 angebracht, der sich als Anschlußleitung nach unten erstreckt, die längs des Zentralschaftes 12 und dann durch den Quetschfuß 11 nach außen verläuft.The control or ignition electrode 15. has the shape of a wire ring, the mean diameter of which rather smaller than that of the cathode worm 14 and that is coaxial with the axis of the cathode and the tube below the lower end of the cathode between the latter and the anode 19 is. This ignition electrode is also melted into the platform 13 on a Support wire 21 attached, which extends as a connecting line downward along the central shaft 12 and then through the pinch foot 11 runs outside.

Die· Röhre ist mit einer gasförmigen Mischung von Neon und Argon gefüllt und die Kathode, wie üblich, mit einem Stoff mit geringer Austrittsarbeit überzogen. Die verschiedenen Stützdrähte sind mit einem Isolierstoff überzogen, um unerwünschte Entladungen zu verhindern.The tube is filled with a gaseous mixture of neon and argon and the cathode, like common, coated with a substance with a low work function. The various support wires are with covered with an insulating material to prevent undesired discharges.

Natürlich können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. So kann die Kathode z. B. statt schneckenförmig spiralig oder bei einer anderen Abänderung eine Kombination einer Schnecke und einer Spirale sein.Of course, various changes can be made without departing from the scope of the invention To exceed. So the cathode z. B. instead of helical spirals or another Modification to be a combination of a snail and a spiral.

Die erfindungsgemäße "Bauweise ist besonders zur Herstellung von Röhren der sogenannten SubMiniatur-Größen geeignet, d. h. mit einem Röhrendurchmesser von etwa 1 cm und einer Röhrenlänge von etwa 2V2 cm.The "construction according to the invention is particularly suitable for the production of tubes of the so-called sub-miniature sizes suitable, d. H. with a tube diameter of about 1 cm and a tube length of about 2V2 cm.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Relay-type gas discharge tube with cold cathode, an anode and an ignition electrode through which the discharge between the cathode and the anode initiated by applying a control voltage to the ignition electrode is characterized in that the cathode (14) is in the form of a coiled conductor which is mounted so that it is coaxial with the cooperating anode (19), but at a distance from this anode (19), which has the shape of a rod has whose working surface is closest to the cathode (14) and something in a surrounding it Tube (18) made of insulating material is sunk.

2. Gas discharge tube with cold cathode according to claim 1, characterized in that that the winding, the cathode (14) forming conductor has a helical part.

3. Gas discharge tube with cold cathode according to claim 1, characterized in that that the winding, the cathode (14) forming conductor has a spiral part.

4. Gas discharge tube with cold cathode according to claim 1, characterized in that that the wound, the cathode (14) forming conductor is helical-spiral.

5. Cold cathode gas discharge tube according to any one of the preceding claims, characterized in that the control electrode (15) consists of a wire ring, the one with the cathode (14) and the anode (19). is arranged coaxially and between these electrodes.

6. Gas discharge tube with cold cathode according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the cathode (14) is made of a ribbon material, d. H. a flattened one Has cross section, the longer side of which is perpendicular to the common axis of the anode (19) and the cathode (14) is located.

7. Cold cathode gas discharge tube according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrode assembly is carried by support wires (17, iy _a , 21) fused in a platform (13) which forms part of said insulating tube (18 ) forms.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2451556, 2457004,

2,457,891; British Patent No. 562 178;
German patent specification No. 209 969.

1 sheet of drawings