DE1041602B

DE1041602B - Gas- oder dampfgefuelltes Entladungsgefaess mit einer als Hohlraum ausgebildeten Kathode und einer ausserhalb der Hauptentladungsstrecke angeordneten Starterelektrode

Info

Publication number: DE1041602B
Application number: DES38152A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Gawehn
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-03-15
Filing date: 1954-03-15
Publication date: 1958-10-23

Description

Die Erfindung betrifft gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße, bei denen mittels einer Starterelektrode die Hauptentladung zwischen der Anode und der Kathode gezündet wird. Die Erfindung bezweckt, durch eine besondere Gestaltung und Anordnung der Elektroden, insbesondere der Kathode, eine praktisch konstante Zündspannung während der Lebensdauer des Entladungsgefäßes zu erzielen. Es ist bekannt, daß durch Veränderungen der Kathodenoberfläche während der Lebensdauer, bei Schichtkathoden besonders infolge Erschöpfung ihrer Aktivität, die Zünd- und Brenndaten von gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen beeinflußt werden, und zwar im wesentlichen derart, daß sie mit zunehmender Betriebsdauer stetig anwachsen. Zwar lassen sich Reinmetallkathoden herstellen, die praktisch frei von solchen Veränderungen sind. Sie sind jedoch wegen anderer Nachteile bis heute kaum für Schaltröhren zur Anwendung gekommen. Für diese verwendet man vielmehr fast ausschließlich aktivierte Schichtkathoden, welche den geschilderten Veränderungen während des Betriebs unterworfen sind. Wenn auch der Verschleiß dieser Kathoden als solcher nicht zu beseitigen ist, so zeigt die Erfindung zumindest doch eine Möglichkeit, um die Auswirkung des Verschleißes auf die Zündspannung der Starterelektrode auf ein Mindestmaß zu begrenzen und damit die Zündspannung während der Lebensdauer auf einen praktisch konstanten Wert zu halten.

Ausgehend von der Tatsache, daß der Verschleiß der Kathoden in erster Linie von der Hauptentladung infolge ihrer verhältnismäßig großen Stromstärke hervorgerufen wird, während die Zündströme zum Verschleiß nur wenig beitragen, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die Wirkung der Hauptentladung auf ein Gebiet der Kathode zu begrenzen, welches von der Starterentladung nicht berührt wird. Mit anderen Worten besagt dies: Es ist eine solche Anordnung und Gestaltung der Elektroden zu finden, daß die Wirkung der Hauptentladung einerseits und der Starterentladung andererseits auf voneinander abgegrenzte Gebiete der Kathodenfläche begrenzt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäß mit einer als Hohlraitm ausgebildeten Kathode und einer außerhalb der Hauptentladungsstrecke angeordneten Starterelektrode, bei dem die Hauptentladung stets innerhalb des Hohlraumes brennt, dadurch gelöst, daß die Hohlkathode am Rand mit einem gerundeten Übergang zu einer Krempe erweitert ist und ihr gegenüber eine ringförmige Starterelektrode angeordnet ist, so daß die zwischen der Krempenflädhe und der Starterelektrode sich ausbildende Starterentladung kontinu-Gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß mit einer als Hohlraum ausgebildeten Kathode und einer außerhalb

der Hauptentladungsstrecke angeordneten

Starterelektrode

Anmelder: Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2

Dr. Herbert Gawehn, München, ist als Erfinder genannt worden

ierlich in die Hauptentladung innerhalb des Hohlraumes übergeht.

Bei einer derart gekennzeichneten Elektrodenanordnung und Gestaltung brennt die Hauptentladung infolge der Hohlkathoden wirkung nur im Hohlraum der Kathode, während die Starterentladung mit ihren wesentlich kleineren Strömen nur gegen die Krempe brennt, so daß die wirkungsmäßig voneinander abgegrenzten Gebiete der Hauptentladung einerseits und der Starterentladung andererseits einmal durch den Hohlraum der Kathode und zum anderen Mal durch den nach Art einer Krempe umgebördelten Rand bestimmt sind. Durch die besondere Ausbildung und Anordnung der Hohlkathode und der Starterelektrode wird weiterhin der Vorteil erzielt, daß bereits geringe Starterströme genügen, um die Hauptentladung zu zünden.

An Hand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert und weitere für die Erfindung wesentliche Einzelheiten dargelegt.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele für den Elektrodenaufbau und für die Elektrodengestaltung eines gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßes nach der Erfindung;

Fig. 4 zeigt qualitativ die Abhängigkeit der Brenn- und Zündspannung von der Betriebszeit, die mit einem gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäß nach der Erfindung erzielt wird.

Die Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel im Schnitt einen Elektrodenaufbau und eine Elektrodenausbildung mit Zylindersymmetrie. Die in der Figur mit 1 bezeichnete Kathode besteht im wesentlichen aus

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einem zylindrischen Hohlraum, dessen einer Rand eine Umbördelung 2 nach Art einer Krempe besitzt. Die Starterelektrode 3 ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet und benachbart zu dem umgebördelten Rand 2 der Kathode 1 angeordnet. In der Symmetrieachse des zylindrischen Hohlraumes und der ringförmigen Starterelektrode 3 ist die als Stab gestaltete Anode 4 angeordnet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß nach der Erfindung zeigen die Fig. 2 und 3, von denen die Fig. 2 den Elektrodenaufbau und die Elektrodengestaltung in der Seitenansicht zeigt, während die Fig. 3 denselben Aufbau und dieselbe Gestaltung im Querschnitt darstellt. Gemäß diesen Figuren besitzen die Gestaltung und der Aufbau der einzelnen Elektroden Spiegelsymmetrie. Die in den Figuren mit 5 bezeichnete Kathode besteht aus einem U-förmig gebogenen Blech mit umgebördelten Schenkeln 6. Die Starterelektrode 7 ist haarnadelförmig gebogen und benachbart zu den umgebördelten Schenkeln 6 der Kathode 5 angeordnet. Die wiederum stabförmige Anode 8 liegt im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Öffnung des Hohlraumes, und zwar derart, daß zwischen ihr und der Öffnung des Hohlraumes die haarnadelförmige Starterelektrode 7 zu liegen kommt.

Es sei in diesem Zusammenhang noch erwähnt, daß die Anordnung und Gestaltung der Anode für die Erfindung nur von untergeordneter Bedeutung ist, da die Hauptentladung infolge der Hohlkathodenwirkung und der verhältnismäßig hohen Ströme auch bei beliebiger Anordnung und Gestaltung der Anode stets nur im Hohlteil brennt.

Die Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit der Brennspannung U_ab und der Zündspannung U_sz von der Betriebszeit eines gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßes nach der Erfindung. Da, wie bereits erwähnt, der Verschleiß der Kathode hauptsächlich von der Hauptentladung verursacht wird, ändert sich an dem bekannten Verlauf der Brennspannung U_ab nichts. Der in der Darstellung annähernd linear verlaufende Ast der Brennspannung U_ab fällt in einen Zeitbereich t_t bis t₀, der als die Lebensdauer des Entladungsgefäßes bezeichnet wird. Während bei Gasentladungsgefäßen, bei welchen mittels einer Starterelektrode die Hauptentladung gezündet wird und bei welchen keine wirkungsmäßige Abgrenzung der Hauptentladung einerseits und der Starterentladung andererseits auf der Kathodenoberfläche erfolgt, die Zündspannung U_sz der Starterelektrode einen analogen Verlauf zu dem der Brennspannung einnimmt, zeigt die Zündspannung U_sz bei einem gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäß mit den erfindungsgemäßen Merkmalen innerhalb des Bereiches der Lebensdauer und darüber hinaus einen annähernd konstanten Verlauf.

Claims

Patentansprüche:

1. Gas- oder dampf gefülltes Entladungsgefäß mit einer als Hohlraum ausgebildeten Kathode und einer außerhalb der Hauptentladungsstrecke angeordneten Starterelektrode, bei dem die Hauptentladung stets innerhalb des Hohlraumes brennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkathode am Rand mit einem gerundeten Übergang zu einer Krempe erweitert ist und ihr gegenüber eine ringförmige Starterelektrode angeordnet ist, so daß die zwischen der Krempenfläche und der Starterelektrode sich ausbildende Starterentladung kontinuierlich in die Hauptentladung innerhalb des Hohlraumes übergeht.

2. Gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode als Stab ausgebildet und in der Symmetrieachse des zylindrischen Hohlraumes und der ringförmigen Starterelektrode angeordnet ist.

3. Gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum aus einem U-förmig gebogenen Blech mit umgebördelten Schenkeln besteht und der Starter haarnadelförmig gebogen ist.

4. Gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode als Stab ausgebildet und im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Öffnung des Hohlraumes derart angeordnet ist, daß zwischen ihr und der Öffnung die haarnadelförmige Starterelektrode liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 507 010.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen