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Glimmentladungsröhre mit einer Hauptanode, einer Hauptkathode und
einer Hilfsanode Die Erfindung betrifft eine Glimmentladungsröhre, welche außer
einer Hauptanode und einer Hauptkathode wenigstens eine Hilfsanode enthält und in
der eine gegenüber der Hauptentladungsstrecke abgeschirmte Wachentladung zur Vermeidung
von Zündverzögerungen unterhalten wird, wobei auf der Röhrenwandung eine zerstäubte
Metallschicht vorhanden ist und die Hilfsanode eine solche Gestalt hat, daß sie
teilweise mit der Kathode zum Herbeiführen einer Hilfsentladung zusammenwirkt.
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In Röhren der obenerwähnten Art mit einer auf der Röhrenwandung vorhandenen,
von den Eelektroden herrührenden zerstäubten Metallschicht können Wandladungen zur
spontanen Einleitung der Hauptentladung Anlaß geben, besonders wenn durch äußere
Ursachen das Potential der Wandladung noch erhöht wird. Infolge der auf der Wand
vorhandenen leitenden Metallschicht kann leichter eine Entladung eingeleitet werden
als bei Abwesenheit einer solchen zerstäubten Metallschicht, da infolge der leitenden
Schicht die Ladung der ganzen Wandoberfläche abgeführt werden kann.
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Infolge des Vorhandenseins einer Wachentladung können durch Diffusion
von Ladungsträgern zur Wand leicht Wandladungen auftreten, so daß die Wand ein Potential
annehmen kann, welches nur wenig unterhalb des Potentials der Anode der Wachentladung
liegt.
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Die Erfindung bezweckt, Maßnahmen zu schaffen, durch die Störungen
infolge des Vorhandenseins von Wandladungen verhütet werden.
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Die Erfindung geht von einer bekannten Glimmentladungsröhre aus, die
außer einer Hauptanode und einer Hauptkathode wenigstens eine Hilfsanode enthält
und in der eine gegenüber der Hauptentladungsstrecke abgeschirmte Wachentladung
zur Vermeidung von Zündverzögerungen unterhalten wird, wobei auf der Röhrenwandung
eine zerstäubte Metallschicht vorhanden ist und die Hilfsanode eine solche Gestalt
hat, daß sie teilweise mit der Kathode zum Herbeiführen einer Hilfsentladung zusammenwirkt.
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Gemäß der Erfindung weist bei einer solchen Glimmentladungsröhre die
Hilfsanode außerdem eine bis auf so kurzen Abstand von der Röhrenwandung reichende
Spitze auf, daß bei zunehmendem Potential des Wandbelages und niedrigem Potential
der Hilfsanode die Wandladung zur Spitze der Hilfsanode fließt, ohne daß sich daraus
eine Erniedrigung der Zündspannung in der Hauptentladungsstrecke ergibt.
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Mit der Erfindung wird erreicht, daß Wandladungen keine Entladung
mehr herbeiführen können, z. B. zur Kathode oder zu einem solchen Teil der Hilfsanode,
daß die Hauptentladung dadurch eingeleitet wird, denn im Ruhezustand haben die Hilfsanoden
in Schaltungen mit Glimmentladungsröhren meist Kathodenpotential oder ein noch einige
Zehner Volt niedriger liegendes Potential.
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Die Maßnahme nach der Erfindung ist besonders dann von Wichtigkeit,
wenn die Röhre zwei Hilfsanoden enthält, die ebenso wie die Kathode aus Molybdän
bestehen. Im Falle von zwei Ailfsanoden ist es nahezu unumgänglich, sie aus gleichem
Werkstoff wie die Kathode herzustellen, für welche wegen der günstigen entladungstechnischen
Eigenschaften Molybdän gewählt wird. Wenn nämlich die Hauptentladung von einer der
Hilfsanoden gezündet worden ist, zieht die andere Hilfsanode, welche infolge der
Schaltung Kathodenpotential oder ein niedrigeres Potential aufweist, auch einen
Teil des Stromes, so daß diese Hilfsanode etwas zerstäubt. Besteht die Hilfsanode
aus einem anderen Stoff als der der Kathode, so wird in der Umgebung dieser Hilfsanode
die Kathode etwas mit Hilfsanodenwerkstoff bedeckt, welches von der auf einem anderen
Kathodenteil brennenden Hauptentladung nicht sofort zerstäubt wird. Die Bedeckung
der Kathode mit Hilfsanodenwerkstoff bewirkt eine Änderung der Kathodeneigenschaften
und insbesondere der Zündspannung. Es ist daher notwendig, die Hilfsanode aus dem
gleichen Werkstoff wie das der Kathode herzustellen. Da Molybdän ein niedriges Austrittspotential
und daher
als Kathode in einer Entladungsstrecke eine niedrige Zündspannung
aufweist, treten zu einer beliebig gestalteten Hilfsanode aus Molybdän leicht Durchschläge
von der aufgeladenen Wandbedeckung der Röhre auf, welche die Hauptentladung zum
Zünden bringen. Es ist daher einleuchtend, daß die besondere Gestalt der Hilfsanode
nach der Erfindung von besonderer Wichtigkeit ist, wenn die Röhre eine Molybdänkathode
und zwei gleichfalls aus Molybdän bestehende Hilfsanoden besitzt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer teilweise aufgebrochenen
Glimmentladungsröhre nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt eine Schaltung mit mehreren
solchen Röhren.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 die teilweise aufgebrochene gläserne Röhrenwandung
mit einem Boden 2. Ein Keramikröhrchen 3 umgibt den Durchführungsstift 4, an dem
die Kathode 5 mit Hilfe einer umgebogenen Zunge festgelötet ist. Die Kathode hat
einen abgerundeten Rand 6 zur Vermeidung von Zündungen von der Wandbedeckung 12
her zu der Kathode. Die Anode 8 der Röhre ist etwas exzentrisch angeordnet. Unterhalb
der Anode befindet sich ein Metallstreifen 9 auf einem Durchführungsstift. Im Betrieb
der Röhre wird der die Hilfskathode bildende Streifen 9 an die Kathodenzuleitung
über einen so großen Vorschaltwiderstand angeschlossen, daß zwischen 8 und 9 ein
Strom von etwa 5uA fließt. Die von dieser schwachen Wachentladung zur Hauptentladungsstrecke
diffundierenden Ladungsträger verhüten darin das Auftreten der Zündverzögerungen,
jedoch ohne daß sie Zündspannungsverzögerungen herbeiführen. Die Kathode 5 weist
beiderseits einen spitzen Vorsprung 7 auf, demgegenüber sich jeweils eine plattenförmige
Hilfsanode 10 befindet. Die Hilfsanoden 10 sind gleichfalls auf von Keramikröhrchen
umgebenen Durchführungsstiften montiert. Jede Hilfsanode hat eine scharfe Spitze
11 als Vorsprung, der bis zu einem Abstand von etwa 0,4 mm von der -auf der Wandung
1 vorhandenen Metallschicht 12 reicht. Die Metallschicht 12 entsteht beim Formieren
der Elektroden mit Hilfe von intensiven Entladungen zum Reinigen insbesondere der
Kathodenfläche, so daß eine beträchtliche Zerstäubung auftritt.
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Treten -nun infolge der Diffusion von Ladungsträgern aus der Wachentladung
Wandladungen auf, so kann die Wandbedeckung 12 ein Potential annehmen, welches bei
einer Anodenspannung von 250 Volt leicht 200 Volt betragen kann. Im Ruhezustand
der Schaltung haben die Hilfskathoden 10 Kathodenpotential oder ein niedrigeres
Potential. Dies kann beim geringen Abstand zwischen den Spitzen 11 und der Wandbedeckung
12 zu einer schwachen Entladung zwischen einer der Spitzen 11 und der Wandbedeckung
12 führen. Da diese Entladungsstellen verhältnismäßig weit von der Hauptentladungsstrecke
zwischen den Elektroden 5 und 8 entfernt sind, bewirken diese schwachen Entladungen
in der Hauptentladungsstrecke keine Zündspannungserniedrigung und durchaus keine
Zündung. Die Entladungen zwischen 11 und 12 können mehr oder weniger kontinuierlich
auftreten oder z. B. nur dann, wenn durch äußere elektrostatische Einflüsse das
Potential von 12 ansteigt. Der äußere Durchmesser des Gehäuses beträgt 9,5 mm. Infolge
dieser geringen Ausmaße ist das Anbringen eines Kontaktes mit der Wandbedekkung,
der ohne besondere Maßnahmen immerhin zweifelhaft wäre, kaum möglich. Ein starker
Kontaktdruck würde im übrigen eine Einschmelzung des Bodens. in den Kolben in maschineller
Weise erschweren. Infolge des kleinen Röhrendurchmessers ist die Anwendung größerer
Anzahlen Röhren in gedruckten Schaltungen möglich.
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Fig.2 zeigt einen Teil einer Zählschaltung mit Glimmentladungsröhren
nach der Erfindung. 21 bezeichnet die erste dargestellte Glimmentladungsröhre mit
einer Kathode 22, einer Anode 23, Hilfsanoden 24 und 25, einer Wachentladung skathode
26 und der gestrichelt dargestellten Wandbedeckung 27. Für die zweite Röhre gelten
die Ziffern 31 bis 37. Vor der Röhre 21 liegt die nicht dargestellte Röhre 11, und
auf die Röhre 31 folgen die Röhren 41, 51 usw.; letztere Röhren sind ebenfalls
nicht dargestellt. Die Röhren sind je mit einem Kathodenwiderstand 102 versehen,
der von einem Kondensator 103 überbrückt ist. Die Wachkathoden 26, 36 usw. sind
je über einen großen Widerstand 105 mit der Kathodenzuleitung verbunden. Ein gemeinsamer
Kathodenwiderstand ist mit 101 bezeichnet. Die Hilfsanoden 24, 34 usw. sind je über
einen Widerstand 104 mit der Kathode der vorhergehenden Röhre verbunden. Gleichzeitig
sind sie über einen Kondensator 107 an die Eingangsleitung 106 angeschlossen.
Die Hilfsanoden 25, 35 usw. sind je über einen Widerstand 108 mit der Kathode der
nächsten Röhre und gleichzeitig über einen Kondensator 109 mit der Eingangsleitung
110 verbunden.
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Angenommen sei, daß eine Entladung in der Röhre 21 erfolgt, so wird
bei einem positiven Impuls hin= reichender Größe an der Leitung 106 die Röhre
31 gezündet, da die Hilfsanode 34 dem Kathodenwiderstand 102 der Röhre
21 bereits eine positive Vorspannung entnimmt. Bei einem nächsten Impuls
an der Leitung 106 wird die Röhre 41 zum Zünden gebracht.
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Wird dagegen angenommen, daß die Entladung in der Röhre 31 erfolgt,
so wird bei einem positiven Impuls hinreichender Größe an der Leitung 110 die Röhre
21 gezündet und bei einem nächsten Impuls die Röhre 11. Die Schaltung eignet sich
daher zum Bewegen der Entladung in beiden Richtungen oder, da sie als Zählschaltung
benutzt wird, zum Addieren und Abziehen. Infolge des Vorhandenseins der Wandbedeckung
27, 37 usw. könnten Störungen auftreten, die aber von den Hilfsanoden besonderer
Gestalt und Anordnung, wie in Fig. 1 dargestellt, verhütet werden.