DE1091239B - Cold cathode gas discharge tubes with tubular cathode and outwardly directed edge flange - Google Patents
Cold cathode gas discharge tubes with tubular cathode and outwardly directed edge flangeInfo
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Description
Kaltkathoden-Gasentladungsröhre mit rohrförmiger Kathode und nach außen gerichtetem Randflansch Die Erfindung bezieht sich auf Kaltkathodengasentladungsröhren und befaßt sich insbesondere mit Röhren, die als Schaltröhren dienen, bei welchen die Hauptentladung zwischen einer Kathode und einer Anode durch ein Steuerpotential eingeleitet werden kann, das an eine zugehörige Zündelektrode angelegt wird. Bekanntlich hat nach der Einleitung der Hauptentladung für solche Röhren die Zündelektrode so lange keine weitere Steuerwirkung mehr, bis das Potential zwischen der Kathode und Anode der Hauptentladungsstrecke genügend vermindert worden ist.Cold cathode gas discharge tube with tubular cathode and after outwardly directed edge flange The invention relates to cold cathode gas discharge tubes and is concerned in particular with tubes that serve as interrupter tubes in which the main discharge between a cathode and an anode through a control potential can be initiated, which is applied to an associated ignition electrode. As is well known After the initiation of the main discharge, the ignition electrode has the same for such tubes long no further control effect until the potential between the cathode and The anode of the main discharge path has been sufficiently reduced.
Bei diesen Röhren sind eine Anzahl wichtiger Größen vorhanden, die die Brauchbarkeit der Röhre in besonderen Schaltungsanwendungen bestimmen. Von diesen Größen werden folgende genannt: (a) die »Überschlagsspannung«, das ist der Mindestwert der Spannung, der notwendig ist, um ohne Hilfe eines Steuerpotentials an der Zündelektrode zwischen der Anode und Kathode der Hauptentladungsstrecke einen selbständigen Überschlag zu verursachen; (b) die »Zündspannung«, die den kleinsten Wert der Spannung zwischen der Zündelektrode und einer anderen Elektrode der Röhre, üblicherweise der Hauptentladungskathode, darstellt; welcher notwendig ist, um die Hauptentladung einzuleiten; (c) die »Brennspannung« als kleinster Wert der Spannung zwischen der Anode und Kathode der Hauptentladungsstrecke, der zur Aufrechterhaltung der Hauptentladung bei einem gegebenen Wert des Entladungsstromes nötig ist; (d) die »Zündempfindlichkeit«, welche ein Maß für die Zeitdifferenz zwischen dem Augenblick des Anlegens eines Steuerpotentials an die Zündelektrode und dem Augenblick des Beginns der Hauptentladung ist; und (e) die »Entionisationszeit«, die ein Maß für die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt der Spannungsverminderung zwischen der Hauptanode und der Hauptkathode auf einen Wert unter den der obenerwähnten, zur Aufrechterhaltung der Entladung auf der Hauptstrecke notwendigen Spannung und dem Zeitpunkt ist, an dem die Zündelektrode wieder die Steuerung der Röhre übernimmt.There are a number of important sizes in these tubes, the determine the usefulness of the tube in particular circuit applications. Of these The following quantities are named: (a) the "flashover voltage", that is the minimum value the voltage that is required to be applied to the ignition electrode without the aid of a control potential an independent flashover between the anode and cathode of the main discharge path to cause; (b) the "ignition voltage", which is the smallest value of the voltage between the ignition electrode and another electrode of the tube, usually the main discharge cathode, represents; which is necessary to initiate the main discharge; (c) the "operating voltage" as the smallest value of the voltage between the anode and cathode of the main discharge path, that to maintain the main discharge at a given value of the discharge current is necessary; (d) the "ignition sensitivity", which is a measure of the time difference between the moment a control potential is applied to the ignition electrode and the Is the moment at which the main discharge begins; and (e) the "deionization time", which is a measure of the time difference between the time the voltage was reduced between the main anode and the main cathode to a value below that of the above-mentioned, voltage necessary to maintain the discharge on the main line and is the point in time at which the ignition electrode takes over control of the tube again.
Es sind bereits Kaltkathodengasentladungsröhren bekanntgeworden, die eine im wesentlichen rohrförmige Kathode, eine in stab- oder drahtartiger Form angeordnete Anode, die koaxial zu dem Kathodenrohr, aber im wesentlichen von dem am nächsten gelegenen Ende des Kathodenrohres abgesetzt liegt, und eine getrennte Zündelektrode von ringartiger Form aufweisen, wobei die Zündelektrode um die Kathode herum und in geringem Abstand von dieser angeordnet ist. Bei diesen bekannten Kaltkathodengasentladungsröhren ist jedoch die Zündelektrode entweder innerhalb des Kathodenzylinders eng an der emissionsfähigen inneren Oberfläche angeordnet, so daß sie die Hauptentladung beeinträchtigt, da sie in deren Weg liegt, oder außerhalb des Kathodenzylinders, so daß sie in hohem Maße wirkungslos ist, da sie weit von der emissionsfähigen inneren Oberfläche entfernt ist und durch die Zündentladung der Raum innerhalb der Kathode nicht schnell ionisiert wird.Cold cathode gas discharge tubes have already become known which a substantially tubular cathode, one arranged in a rod-like or wire-like shape Anode that is coaxial with the cathode tube but essentially closest to the one located end of the cathode tube is deposited, and a separate ignition electrode have a ring-like shape, the ignition electrode around the cathode and is arranged at a small distance from this. In these known cold cathode gas discharge tubes however, the ignition electrode is either close to the inside of the cathode cylinder emissive inner surface arranged so that it affects the main discharge, because it lies in their way, or outside the cathode cylinder, so that they are in high Dimensions is ineffective as it is far from the emissive inner surface and the space inside the cathode does not rapidly ionize due to the ignition discharge will.
Es ist weiter eine Kaltkathodengasentladungsröhre vorgeschlagen worden, bei der die Kathode mit einem Randflansch versehen ist, vor dem die ringförmige Zündelektrode liegt und bei der die stabförmige Anode mindestens zum Teil in den Kathodenzylinder hineinragt.There has also been proposed a cold cathode gas discharge tube, in which the cathode is provided with an edge flange, in front of which the annular Ignition electrode is and in which the rod-shaped anode is at least partially in the Cathode cylinder protrudes.
Gasentladungsröhren müssen nun bekanntlich, um eine verläßliche Zündung sicherzustellen, so aufgebaut sein, da.ß die anfänglich schwache Zündentladung zwischen der Zündelektrode und der Kathode an einer Stelle stattfinden muß, die in der Nähe der Hauptentladungsstrecke liegt. Wollte man in der vorgeschlagenen Kathodengasentladungsröhre eine stabförmige, koaxial zum Kathodenzylinder liegende Anode verwenden, die jedoch entfernt vom Kathodenzylinder angeordnet ist, so würde die Zündentladung durch die Zündelektrode gegen die Anode abgeschirmt, so daß die soeben genannte Bedingung für eine verläßliche und sichere Zündung nicht gegeben ist.As is well known, gas discharge tubes must now ensure reliable ignition ensure that it is constructed in such a way that the initially weak ignition discharge between the ignition electrode and the cathode must take place at a point that is close the main discharge path. One wanted in the proposed cathode gas discharge tube use a rod-shaped anode located coaxially to the cathode cylinder, but which is arranged away from the cathode cylinder, so the ignition discharge would through the Ignition electrode shielded from the anode, so that the just mentioned condition for a reliable and safe ignition is not given.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kaltkathodengasentladungsröhre zu schaffen, bei der die aufgeführten Nachteile der Entladungsröhren nach dem Stande der Technik vermieden werden und die sich insbesondere als Relaisröhren in elektronischen Rechenanlagen und Fernsprechwählsystemen eignet.The invention is now based on the object of a cold cathode gas discharge tube to create in which the listed disadvantages of the discharge tubes according to to the State of the art are avoided and in particular as relay tubes in electronic computing systems and telephone dialing systems.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine Röhre zu schaffen, bei der die Streuung und Änderung der Größen, beispielsweise der obenerwähnten Größen (b), (c), (d) und (e), zwischen den einzelnen Röhren im Vergleich mit bereits vorhandenen gleichwertigen Röhrentypen beträchtlich vermindert wird.The invention is also based on the object to provide a tube, in which the dispersion and change in sizes, for example the sizes mentioned above (b), (c), (d) and (e), between the individual tubes compared to existing ones equivalent tube types is considerably reduced.
Ferner soll eine Röhre geschaffen werden, die geringe räumliche Abmessungen hat, also in die sogenannte Subminiaturklasse fällt, aber darüber hinaus einen großen Wert der Überschlagsspannung hat.Furthermore, a tube is to be created that has small spatial dimensions has, i.e. falls into the so-called subminiature class, but also a large one Has the value of the withstand voltage.
Bei der insbesondere als Schaltröhre dienenden Kaltkathodengasentladungsröhre mit einer im wesentlichen rohrförmigen Kathode mit einem nach außen gerichteten Randflansch, wobei die innere Fläche des Kathodenrohres und die angrenzende Fläche des Randflansches mit einem emissionsfähigen Werkstoff überzogen sind, einer stabförmigen, koaxial zum Kaltkathodenrohr angeordneten Anode und einer ringförmigen Zündelektrode, die vor der Kathode unter Belassung eines kleinen Spaltes angeordnet ist, ist nach der Erfindung die Zündelektrode in an sich bekannter Weise als zylinderförmig ausgebildeter, einen größeren Durchmesser als der Kathodenflansch aufweisender Teil ;o angeordnet, daß sie die äußere Kante des Kathodenflansches umgibt, wobei in an sich bekannter Weise ein wesentlicher Teil ihrer Länge von der Kathode zur Anode gerichtet ist.In the case of the cold cathode gas discharge tube, which is used in particular as a switching tube having a substantially tubular cathode with one facing outward Edge flange, being the inner surface of the cathode tube and the adjacent surface of the edge flange are covered with an emissive material, a rod-shaped, anode arranged coaxially to the cold cathode tube and an annular ignition electrode, which is arranged in front of the cathode, leaving a small gap, is after of the invention, the ignition electrode in a manner known per se as a cylindrical, part having a larger diameter than the cathode flange; o arranged, that it surrounds the outer edge of the cathode flange, which is known per se Way, a substantial part of its length is directed from the cathode to the anode.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden mehrere Ausführungsformen als Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig.l eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Röhrenaufbaues, bei welcher die Umhüllung und andere Teile teilweise im Schnitt dargestellt sind, Fig.2 eine Seiten-Teilansicht des Elektrodenaufbaues, der gegenüber der Darstellung in Fig. 1 um einen Winkel von 90° verdreht ist, Fig.3 eine Ansicht des Elektrodenaufbaus gemäß Fig.2 von oben, Fig. 4 eine teilweise als Schnitt, teilweise als Seitenansicht dargestellte Abbildung einer anderen Ausführungsform des Kathodenaufbaus, Fig. 5 eine teilweise als Schnitt, teilweise als Seitenansicht dargestellte Abbildung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Kathode.In order to better understand the invention, several embodiments described as embodiments of the invention with reference to the drawings. It shows Fig.l a side view of an embodiment of the tube structure, in which the envelope and other parts are shown partially in section, Fig.2 a partial side view of the electrode assembly, which compared to the illustration in FIG Fig. 1 is rotated by an angle of 90 °, Fig. 3 is a view of the electrode structure according to FIG. 2 from above, FIG. 4 is a partially sectioned, partially as a side view The illustrated illustration of another embodiment of the cathode structure, FIG. 5 a partially sectioned, partially shown as a side view illustration of a further modified embodiment of the cathode.
Zunächst wird auf die Fig. 1, 2 und 3 Bezug genommen. Die dargestellte Röhre enthält eine Kathode 10, eine Anode il und eine Zündelektrode 12, die innerhalb einer röhrenförmigen Glasumhüllung 13 angeordnet sind.Reference is first made to FIGS. 1, 2 and 3. The one shown Tube contains a cathode 10, an anode il and an ignition electrode 12, which are inside a tubular glass envelope 13 are arranged.
Die Kathode 10 hat die Form eines zylindrischen Rohres 15, das mit einem sich von seinem unteren Ende radial nach außen erstreckenden ringförmigen Kathodenflansch 14 versehen ist. Die innere Seite dieses Kathodenflansches geht allmählich in den Hauptröhrenteil15 über. Das obere Ende des Kathodenzylinders kann zur Steigerung der Festigkeit leicht nach innen eingebogen sein, wie es dargestellt ist.The cathode 10 has the shape of a cylindrical tube 15 with an annular one extending radially outward from its lower end Cathode flange 14 is provided. The inner side of this cathode flange goes gradually into the main tube part15. The upper end of the cathode cylinder can be slightly bent inwards to increase strength, as shown is.
Der rohrförmige Teil 15 ist so angeordnet, daß seine Achse mit der der zugehörigen Anode 11 zusammenfällt. Diese ist in Form eines Stabes oder Drahtes 16 ausgeführt, der im Inneren einer Ausnehmung 17 angeordnet ist, die sich in einem Glasschaft 18 befindet. Obgleich dieser Glasschaft am Anfang ein getrennter Teil ist, wird er nachträglich mit der Umhüllung 13 zu einem Teil verschmolzen. Wie aus der Zeichnung entnommen werden kann, ist das am nächsten zur Kathode liegende Ende der Anode mit einem wesentlichen Abstand von dem mit dem ringförmigen Kathodenflansch 14 versehenen Ende der Kathode entfernt angeordnet.The tubular part 15 is arranged so that its axis with the the associated anode 11 coincides. This is in the form of a rod or wire 16 executed, which is arranged inside a recess 17, which is in a Glass shaft 18 is located. Although this glass shaft is a separate part at the beginning is, it is subsequently fused to the casing 13 to form one part. How out as shown in the drawing is the end closest to the cathode the anode at a substantial distance from that with the annular cathode flange 14 provided end of the cathode located away.
Der Schaft 18 hat einen Randwulst 19, der mit dem oberen Ende des Schaftes aus einem Teil besteht. Die Ausnehmung 17 erstreckt sich durch den Randwulst. Der Randwulst 19 dient zur Verankerung einer Anzahl von Stützdrähten, die in ihn eingeschmolzen sind. Beispielsweise handelt es sich bei diesen Stützdrähten um die zwei Drähte 20 für die Abstützung der Kathode 10 und zwei weitere Drähte 21 zur Abstützung der Zündelektrode 12.The shaft 18 has a bead 19, which with the upper end of the The shaft consists of one part. The recess 17 extends through the edge bead. The bead 19 serves to anchor a number of support wires that are in it melted down. For example, these support wires are the two wires 20 for the support of the cathode 10 and two more wires 21 for Support of the ignition electrode 12.
Die Zündelektrode 12 hat eine ringähnliche Form und besteht aus einem kurzen, nahezu vollständigen Zylinder, der koaxial zu der Kathode 10 angeordnet ist. Die Abmessung des inneren Radius des Zylinders ist nur wenig größer als der Radius der äußeren Kante des Kathodenflansches 14, so daß eine schmale ringförmige Entladungsstrecke zwischen der Zündelektrode und der Kathode geschaffen wird. Der obere Rand des Zylinders befindet sich vorzugsweise ungefähr in der Ebene, in welcher die Mitte der Materialstärke des ringförmigen Kathodenflansches 14 liegt.The ignition electrode 12 has a ring-like shape and consists of a short, almost complete cylinder, which is arranged coaxially to the cathode 10 is. The dimension of the inner radius of the cylinder is only slightly larger than that Radius of the outer edge of the cathode flange 14 so that a narrow annular Discharge path is created between the ignition electrode and the cathode. Of the upper edge of the cylinder is preferably located approximately in the plane in which the center of the material thickness of the annular cathode flange 14 lies.
Die innere Oberfläche der Kathode 10 ist von einer Höhenlinie, wie bei 23 an dem ringförmigen Teil 15 dargestellt, bis herab zu und um die Unter- oder der Anode zugekehrten Seite des Kathodenflansches 14 herum mit einem emissionsfähigen Stoff überzogen, der eine niedrige Austrittsarbeit hat. Die Kathode wird durch Befestigung an einer quer durchlaufenden Montageplatte 30 in ihrer Stellung gehalten, deren entgegengesetzte Enden beispielsweise durch Punktschweißung mit den Stützdrähten 20 verbunden sind.The inner surface of the cathode 10 is of a contour line like shown at 23 on the annular part 15, down to and around the lower or the side of the cathode flange 14 facing the anode with an emissive Coated fabric that has a low work function. The cathode is made by attachment held in place on a transverse mounting plate 30, the opposite ends, for example by spot welding to the support wires 20 are connected.
Die Glasumhüllung 13 ist röhrenförmig ausgebildet und an ihrem unteren Ende mit einem Fußteil 24 versehen. Durch diesen Fußteil führen die verschiedenen Anschlußleitungen 25, 26, 27 von der Kathode 10, der Anode 11 und der Zündelektrode 12 in bekannter Weise nach außen. Ein Getter 28 ist in dem Röhrenraum unter dem Randwulst 19 angeordnet. Dieses Getter ist an einem der Anschlußdrähte befestigt.The glass envelope 13 is tubular and at its lower The end is provided with a foot part 24. The different ones lead through this foot part Connection lines 25, 26, 27 from the cathode 10, the anode 11 and the ignition electrode 12 to the outside in a known manner. A getter 28 is in the tube space below the Edge bead 19 arranged. This getter is attached to one of the connecting wires.
Die für die Röhre verwendete Gasfüllung kann aus eineu Zusammensetzung von Edelgasen bestehen, die hinsichtlich ihrer Anteile und des Fülldrucks in bekannter Weise ausgewählt sind. Eine Gasfüllung für eine Röhre, die insbesondere auch für elektronische Rechenvorgänge geeignet ist, verwendet Neon und Argon z. B. in einer Mischung von 99% Neon und 1% Argon. Bei dem zuletzt erwähnten Gas beträgt der Fülldruck 40 mm Hg. Andere Gasmischungen können Helium und Argon oder eine Mischung von Neon, Helium und Argon enthalten.The gas filling used for the tube can be of any composition consist of noble gases, which are known in terms of their proportions and the filling pressure Way are selected. A gas filling for a tube, especially for electronic computing is suitable, uses neon and argon e.g. B. in a Mixture of 99% neon and 1% argon. In the case of the last-mentioned gas, the filling pressure is 40 mm Hg. Other gas mixtures can be helium and argon or a mixture of neon, Contains helium and argon.
Eine abweichende Ausführungsform des Kathodenaufbaus ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Ausführungsform weist zwar auch einen zylindrisch geformten Röhrenhauptteil 15a, auf, aber der untere ringförmige Kathodenflansch 14a ist mit annähernd halbkreisförmigem Querschnitt ausgeführt, wobei der innere Rand, wie bei der bereits oben beschriebenen Ausführung, allmählich in den Röhrenhauptteil übergeht. Wie in dem in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die untere Fläche dieses gewölbten Kathodenflansches zusammen mit dem unteren Flächenteil der Innenseite des Zylinders mit einem emittierenden Stoff überzogen.A different embodiment of the cathode structure is shown in FIG. 4 shown. This embodiment also has a cylindrically shaped tube main part 15a, but the lower annular cathode flange 14a is approximately semicircular Cross-section executed, with the inner edge, as in the case of the one already described above Execution, gradually merging into the main tube part. As in the one in Fig. 1, The embodiment shown in FIGS. 2 and 3 is the lower surface of this arched one Cathode flange together with the lower surface part of the inside of the cylinder covered with an emitting substance.
Eine weitere abweichende Form des Kathodenaufbaus ist in Fig. 5 dargestellt, wo der Hauptteil die Form eines hohlen, abgestumpften Konus 15b hat. Der untere Rand dieses Konus geht, wie dargestellt ist, in einen Kathodenflansch 14b von halbkreisförmigem Querschnitt gleich dem in Fig.4 dargestellten über, aber dieser nach außen ragende Kathodenflansch kann auch eine andere, im weiten Bereich ähnliche Form haben, z. B. auch eine im wesentlichen flache ringförmige Form, wie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt.Another variant form of the cathode structure is shown in Fig. 5, where the main part has the shape of a hollow truncated cone 15 b. As shown, the lower edge of this cone merges into a cathode flange 14b of semicircular cross-section similar to that shown in FIG. B. also a substantially flat annular shape as shown in Figs.
Die Zündelektrode 12 kann ebenfalls in verschiedener Weise abgeändert werden. Sie kann beispielsweise in Form von zwei C-förmigen Elementen vorgesehen werden, die diametral gegenüberliegend auf jeder Seite der Kathode angeordnet werden. Wahlweise und in einigen Fällen vorzugsweise wird die Zündelektrode in Form eines vollständigen Ringes vorgesehen. Diese Ausführung kann aber zu Schwierigkeiten während der Herstellung durch unzulässige Aufnahme von Energie aus dem Wechselspannungsnetz führen, das während der Herstellung der Röhre zur Erhitzung der Kathode benötigt wird.The ignition electrode 12 can also be modified in various ways will. It can be provided, for example, in the form of two C-shaped elements placed diametrically opposite one another on each side of the cathode. Optionally, and in some cases preferably, the ignition electrode is in the form of a complete ring provided. However, this execution can cause difficulties during the production through impermissible consumption of energy from the AC voltage network lead, which is needed to heat the cathode during the manufacture of the tube will.
Bei der Subminiaturröhre nach der Erfindung betrug die gesamte Kolbengröße etwa 35 mm Länge bei 10,5 mm Durchmesser und der Kathoden-Anoden-Abstand a gemäß Fig. 1 5,75 mm. Die Abmessung b der Anodenausnehmung betrug ungefähr 2 mm. Der Röhrenstrom wurde mit ImA gemessen.In the case of the subminiature tube according to the invention, the entire bulb size was about 35 mm in length and 10.5 mm in diameter and the cathode-anode distance a according to FIG. 1 was 5.75 mm. The dimension b of the anode recess was approximately 2 mm. The tube current was measured with ImA.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1091239X | 1955-08-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1091239B true DE1091239B (en) | 1960-10-20 |
Family
ID=10873381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEH27867A Pending DE1091239B (en) | 1955-08-25 | 1956-08-16 | Cold cathode gas discharge tubes with tubular cathode and outwardly directed edge flange |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1091239B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1180463B (en) * | 1960-12-08 | 1964-10-29 | Hivac Ltd | Cold cathode gas discharge tubes |
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1956
- 1956-08-16 DE DEH27867A patent/DE1091239B/en active Pending
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