DE367438C - Entladungsroehre fuer elektrische Vakuumentladungen - Google Patents

Description

Es sind bereits Entladungsröhren für elektrische Vakuumentladungen bekannt geworden, bei welchen sich jedes Elektron, sowie es von seinem bisherigen Metall- oder Gasmolekül freigeworden ist, im Entladüngs-' raum befindet. Von dieser bekannten Anordnung unterscheidet sich die vorliegende dadurch, daß die Ionen bzw. Elektronen nicht im Hauptentladungsraum entstehen, sondern in einem Nebenraum erzeugt werden und ganz oder zum Teil durch ein elektrisches oder magnetisches Hilfsfeld derart beeinflußt werden, daß aus dem Nebenraum Ionen bzw. Elektronen in veränderlicher Zahl in die Hauptentladung eintreten. Es sind also zwei voneinander zu unterscheidende Räume vorhanden, von denen der eine zur Aufrechterhaltung und hauptsächlichen Führung des Stromes dient, in welchem auch ein großer Teil der Ionen und Elektronen stets neu gebildet wird. Im Gegensatz zu diesen hier gebildeten Ionen wird von einem zweiten außerhalb dieses Hauptraumes befindlichen Raum, der aber unter dem Einfluß des ersteren steht, eine regelbare größere oder geringere Zufuhr dieser Ionen bewerkstelligt. Dieses kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß aus dem Hauptentladungsraum in d.en zweiten Raum Kanalstrahlen oder Lichtstrahlen oder Wärme usw. hineindringen, der jedoch so konstruiert und geschaltet ist, daß die dadurch dort neu gebildeten Ionen nicht ohne weiteres in den Hauptraum wandern können. Die verwendete Entladung ist dabei eine völlig selbständige, indem sie keine der Entladung fremden Ionenquelle verwendet.

Als Ionen, welche beeinflußt werden sollen, dienen diejenigen, welche in der Nähe der Kathode frei werden, insbesondere also die, welche durch die Kanalstrahlen der Entladung erzeugt werden. Die Einrichtung ist dabei derart getroffen, daß das zu beeinflussende Hilfsfeld die Elektronen unmittelbar nach ihrem Entstehen erfaßt, indem sich das Feld

auf das Gebiet erstreckt, in welchem die Elektronen entstehen. Die Ionen, die von der Entladung selbst erzeugt werden, können in regelbarer Weise in den Kathodendunkelraum der Entladung zugelassen werden. Bei bestimmter konstruktiver Durchbildung der Kathodenumgebung dient die unter geringen Drucken selbständig eintretende Konzentrierung der Kanalstrahlen und des Ausgangspunktes der ίο Kathodenstrahlen in einer Gegend in der Nähe der Kathode dazu, alle oder einen wesentlichen Teil der Kathodenstrahlen am Ort bzw. in der Nähe des Hilfsfeldes entstehen zu lassen. Das elektrische Hilfsfeld wird dabei zwischen den Teilen erzeugt, die in Hinsicht auf die Potentialdifferenzen in der Entladung als Teile der Kathode zu gelten haben. Durch ein Magnetfeld kann bewerkstelligt werden, daß der Entstehungsort der Elektronen auf den Ort des Hilfsfeldes zusammengedrängt werden kann. Man kann bei der Erzeugung des elektrischen Hilfsfeldes eine Elektrode verwenden, die vor der elektronenauslösenden Wirkung der Entladung, insbesondere vor dem Auftreffen der Kanalstrahlen weitgehend, gegebenenfalls durch Schirmwirkung anderer fester Teile, geschützt ist. Die elektronenabgebenden Teile, von welchen aus die Elektronen ins Hilfsfeld gelangen, bzw. deren Oberflächen bestehen aus elektropositivem Material bzw. aus elektropositiverem Material als die anderen in der Nähe der Kathode und des Hilfsfeldes befindlichen Oberflächen. Diejenigen Teile, die das magnetische Feld am Ort der Entladung im wesentlichen bestimmen, sind zweckmäßig im Innern des Entladungsrohres angeordnet und können auch gleichzeitig als Teile der Kathode dienen. Die Kathode bzw. sämtliche die" Entladung be- ; stimmenden Metallteile sind rotationssymme- ' trisch ausgeführt. Die Anordnung kann auch in der Weise getroffen sein, daß die Kraftlinien in dem die Entladung bestimmenden , Teil des Magnetfeldes der Figurenachse der < Kathode parallel sind. Auch kann die ganz oder zum Teil aus Eisen bestehende Außen- . kathode mit einem anderen, insbesondere \ nichtmagnetischen Metall bedeckt sein, und zwar insbesondere in der Nähe des Ortes, an dem die Kanalstrahlen eintreten, bzw. können auch die Wände eines auf den Entstehungs- _: ort der Elektronen zuführenden Kanals, '-. Spaltes o. dgl. aus solchem Material herge- j stellt oder damit bedeckt sein. Der Ort des Hilfsfeldes ist zweckmäßig aus der unmittelbaren Nähe der Polschuhe weggerückt, welche das die Entladung steuernde magnetische Feld bestimmen, während die isolierenden , Teile, die die Feldelektroden gegeneinander , fixieren, eine möglichst geringe Ausdehnung ! besitzen. Zur Erzeugung des Magnetfeldes kann ein permanenter "Magnet dienen. Die das Magnetfeld erzeugende Vorrichtung kann außerhalb des Rohres angeordnet sein. Ferner können die die Form des Magnetfeldes im Rohrinnern unmittelbar bestimmenden Teile aus permanent magnetischem Material hergestellt sein. Wenn der Feldmagnet außerhalb des Rohres angeordnet ist, so besitzt er zweckmäßig eine solche Gestalt, daß das Rohr leicht ausgewechselt werden kann. ! Die gegenseitige Lage von Rohrfassung und ■ äußeren Magnetpolen kann dabei so gewählt sein, daß das Rohr durch das Einsetzen in die Fassung, die die Zuleitungen vermittelt, ι gleichzeitig mit den Polteilen zwischen den j Polschuhen des Magneten sitzt. ! Es kann natürlich auch ein fein regulier- ! bares Magnetfeld verwendet werden, wobei die Regulierung durch einen magnetischen j Nebenschluß erfolgt. Die zur Erzeugung eines elektrischen Hilfsfeldes notwendige Spannung wird zweckmäßig von der als Stromquelle dienenden Batterie abgezweigt. Selbstverständlich können auch die Einrichtungen für Röhren mit starker Ausbildung und spezieller Verwertung der Kathodenstrahlen, wie Röntgenröhren, Braunsche Röhren, Verwendung finden, zum Zweck, eine go veränderliche Härte oder Intensität zu erreichen.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele derartiger Röhren dargestellt.

Abb. ι bezieht sich auf eine Röhre für höhere Vacua. Sie gibt einen schematischen Schnitt durch die Gegend der Kathode. Hier kann von der bekannten Tatsache Gebrauch gemacht werden, daß an scheiben- oder hohlspiegelförmigen Kathoden, allgemeiner bei rotationssymmetrischer Form der umgebenden Teile, unter bestimmten Bedingungen sich das Kanalstrahlenbündel und der Ausgangspunkt der Kathodenstrahlen auf die Mitte der Kathode zusammenzieht. Die Mitte der Kathode K ist durchbohrt und gewährt so allen oder einem Teil der Kanalstrahlen Einlaß. In einer Tiefe, die je nach den äußeren Verhältnissen und dem Zweck verschieden zu wählen ist, liegt eine materielle Oberfläche C, die nur von Kanalstrahlen getroffen wird und Elektronen ausgibt. Zweckmäßig ist die Oberfläche metallisch und von der scheiben- oder hohlspiegelförmigen »Außenkathode« AK isoliert. Da sie im allgemeinen auf einem Poten- ng tial gehalten wird, daß sich von dem der Außenkathode im Verhältnis zur Potentialdifferenz gegen die Anode nur wenig unterscheidet, wird sie passend als »Innenkathode« oder »Zentralkathode« C bezeichnet.

Die Potentialdifferenz zwischen Innen- und Außenkathode läßt nun ein elektrisches Feld

vor der Oberfläche von C, also in einem Bezirk, in dessen Umgebung reichlich Elektronen erzeugt werden, entstehen. Sind die Größenverhältnisse passend gewählt, wobei insbesondere auf den Teil des vor der Außenkathode liegenden Feldes der Entladung Rücksicht zu nehmen ist, der in die öffnung von AK hereingreift, genügen bereits Potentialdifferenzen von wenigen Volt, um genügende Felder entstehen zu lassen. Als Zahlenbeispiel werde angeführt, daß in ein^m Versuch bei einigen Zehntausenden Volt Entladungsspannung bereits mit einer Potentialdifferenz von 4 Volt, bei der C positiv gegen AK war, der negative Strom von C völlig unterdrückt werden konnte. Da demnach die in dieser Gegend erzeugten Elektronen in der Möglichkeit, die Entladung selbst zu erreichen, bereits durch sehr kleine Felder wesentlich beeinflußt werden können, der gesamte Charakter der Entladung aber bekanntlich von der Zahl der in der Kathodengegend eintretenden Elektronen weitgehend abhängt, ergibt sich ein sehr starker Einfluß der im Hilfsfeld angewandten Potentialdifferenz auf die Gesamtentladung. So gelingt es insbesondere ohne weiteres, bei einem mit einer Hochspannungsquelle betriebenen Rohr die Entladungsspannung oder »Härte« durch Anlegen weniger Volt an den Feldelektroden weitgehend zu verändern, etwa mit Hilfe der Niederspannungsquelle die Parallelfunkenstrecke zu verdoppeln. Anordnungen nach diesem Prinzip können demnach zweckmäßig Verwendung finden, wo willkürliche Veränderlichkeit der Härte wünschenswert ist, also etwa bei allen Verfahren, die auf der Anwendung von Kathodenstrahlen beruhen, z. B. Braunschen Röhren, Röntgenrohren. Außer dem angeführten sind eine Reihe anderer Ausführungsbeispiele nach demselben Prinzip denkbar.

Es kann zweckmäßig sein, in dieser und allgemein in allen Anordnungen nach dem Erfindungsgedanken die hauptsächlich elektronenabgebenden Teile, im eben angeführten Beispiel also die Oberfläche von C, aus möglichst elektropositivem bzw. aus elektropositiverem Material zu wählen als die, deren Elektronen nicht oder weniger vollständig ins Hilfsfeld gelangen, im Beispiel also etwa die Oberfläche der Außenkathode.

Es kann ferner zweckmäßig sein, in dieser und allgemein in allen Anordnungen nach "dem Erfindungsgedanken, insbesondere solchen, die in der weiter unten erläuterten Weise zu Verstärkungs- u. dgl. Zwecken bestimmt sind, einen Teil der das Feld erzeugenden Teile so zu legen, daß er von den Kanalstrahlen bzw. der elektronenauslösenden Wirkung der Entladung überhaupt nicht oder möglichst wenig getroffen wird. Diese Anordnung hat den Zweck, die Stromverluste von diesen Teilen möglichst herabzusetzen. Sie wird zweckmäßig so getroffen, daß andere Teile die Kanalstrahlen bzw. allgemein die elektronenauslösende Wirkung von den erwähnten Teilen abschirmen. Eine Ausführungsform dieser Anordnungsweise, die an das bereits beschriebene Beispiel anlehnt, ist in Abb. 2 dargestellt. Der in der Nähe der Innenkathode liegende Teil des Außenkathodenkanals AK' ist von dem in der Nähe der Oberfläche liegenden Teil abgetrennt, dagegen isoliert und etwas dagegen erweitert. Da die Kanalstrahlen im wesentlichen parallel der Kanalachse verlaufen, werden sie durch die Wände des vorderen Kanalteils weitgehend von den Wänden des hinteren Teils abgehalten. Eine zwischen dem hinteren Teil AK' und der getroffenen Fläche (hier C) bestehende Potentialdifferenz läßt gleichwohl vor der getroffenen Fläche ein elektrisches Feld der gewünschten Art entstehen, mit dem sich die an ihr erzeugten Elektronen beeinflüssen lassen.

Ein Ausführungsbeispiel der zweiten Art, bei dem durch ein äußeres Hilfsmittel, nämlich ein Magnetfeld, erreicht ist, daß eine geeignete Entladung sich mit vergleichsweise niederer Klemmenspannung erzielen läßt, ist in Abb. 3 schematisch veranschaulicht. Bei Ausführungsformen dieser Art können insbesondere auch vergleichsweise hohe Gasdrucke, etwa Zehntel mm Hg und höhere im Rohr verwendet werden, bei denen die für geringe Drucke charakteristische selbständige Zusammenziehung des Entstehungsortes der Kathodenstrahlen nicht mehr eintreten würde.

Im Ausführungsbeispiel sind die Teile der Außenkathode gleichzeitig als Pole ausgebildet, die das magnetische Feld am Ort der Entladung im wesentlichen bestimmen. Die Ausführungsform ist in den wesentlichen Teilen rotationssymmetrisch; die Zeichnung m.s stellt einen Schnitt durch die Abbildungsachse dieser Teile dar.

AK, AK sind Hohlzylinder aus weichem Eisen, die durch einen ringförmigen Spalt 55 voneinander getrennt sind. In der Mittelebene sind sie von einem leitenden Ring AA umgeben, der als Anode dient. AK, AK -wer den in irgendeiner Weise zu den Polen eines Magnetfeldes gemacht. Zwischen ihnen verlaufen, wie in Abb. 6 nochmals besonders ge- n₅ zeichnet, also magnetische Kraftlinien durch den Spalt 55 und quer vor ihm vorbei. Die bei Anlegen einer Spannung von einigen hundert Volt entstehende Entladung ist zum großen Teil oder völlig auf die Äquatorialebene beschränkt. Äußerlich ist sie meist durch einen leuchtenden Ring gekennzeichnet,

der i'i' konzentrisch umgibt oder unter bestimmten Bedingungen in 6",S" eindringt. So wird mittels des Magnetfeldes der bezeichnete Zweck, die Entladung vor den beeinflussenden Teilen zu konzentrieren, besonders ausgiebig erreicht. Ihre Kanalstrahlen beispielsweise, die fähig sind, beim Auftreffen auf feste Körper Elektronen freizumachen, werden aus der Entladung in radialer Richtung ίο auf die Kathode zu zu einem großen Teil also in den Spalt 55 fliegen (Pfeile). Ist nun im Innern von 5"S ein Teil (hier C) angebracht, an dem Elektronen erzeugt und in dessen Nähe ein regelbares elektrisches oder elektromagnetisches Feld hervorgebracht werden kann, so kann wiederum mit Hilfe dieses Feldes ein kräftiger Einfluß auf die äußere Entladung ausgeübt, insbesondere deren Stromstärke verändert werden. Im Ausführungsbeispiel dient AK selbst dazu, ein elektrisches Feld entstehen zu lassen, indem die Wände des Spaltes 56" bis in die Nähe der Oberfläche von C geführt sind, so daß eine Potentialdifferenz zwischen AK und C ein Feld am Entstehungsort der Elektronen hervorruft.

Auch bei dieser Art von Ausführungen kann, wie in dem von Abb. 2 veranschaulichten Fall, das Feld mit Hilfe besonderer Teile erzeugt werden, die vor der elektronenerzeugenden Einwirkung der Entladung geschützt sind. Zweckmäßig wird dazu wiederum der innerste Teil von 5"ν9 von AK isoliert und etwas erweitert. Die wichtigsten Teile einer Sä solchen Ausführungsform sind in Abb. 4 dargestellt. AK', AK' bezeichnet wiederum die geschützte Feldelektrode.

Im Ausführungsbeispiel Abb. 3 ist C als Zylinder ausgebildet, der an einer mehr j nach außen gelegenen Stelle, etwa in der Gegend T, T von den Außenkathoden AK, AK \ durch eine isolierende Zwischenschicht ge- i halten wird. Als Halter werden hier, um die Kapazität von C gegen AK möglichst niedrig zu halten, was für Verstärker- u. dgl. Zwecke '. von Wichtigkeit sein kann, zweckmäßig ! Stützen möglichst geringer Ausdehnung ver- ^! wandt; etwa jeweils in den Ebenen T und T je drei in gleichen Winkelabständen durch die Außenelektroden geführte Stifte. Die ' letztere Ausführung erlaubt gleichzeitig, wenn die Stifte mit Gewinde versehen sind, eine ■ sorgfältige Zentrierung von C₁ indem die Schraubenköpfe zweckmäßig von außen zugänglich bleiben. Es kann zweckmäßig sein, ; die Gesamtkathode von einem völlig aus Glas ^: bestehenden Träger tragen zu lassen, dann j werden, um die Teile der Kathode mit Sicherheit gegeneinander zu fixieren, zweckmäßig auf jeder Seite von AK zwei derartige Gruppen von je drei tragenden Stiften angeordnet.

Die Form von C und die Fixierung der Teile gegeneinander kann jedoch auch in beliebiger anderer Weise gewählt werden.

Es kann zweckmäßig sein, die Außenkathode in der Nähe von 55 aus anderem Material als Eisen, insbesondere aus nicht magnetischem Material herzustellen, auch etwa nur ihre Oberfläche mit solchem Material zu bedecken, ferner auch die Wände von 55 aus solchem Material herzustellen. In Abb. 3 ist dessen Ausdehnung durch stark ausgezogene Linien angegeben.

Die C gegenüberstehende Feldelektrode liegt zweckmäßig weiter innen als die Innenkante der Zylinder AK, AK. Dadurch kann erreicht werden, daß da, wo das elektrische Feld, allgemein das Hilfsfeld, über die Bewegung der Elektronen zu entscheiden hat, das zur Beeinflussung der Hauptentladung bestimmte magnetische Feld bereits vergleichsweise schwach ist. Im allgemeinen wird man nämlich, auch wenn keine besondere Hilfselektrode AK' verwendet wird, einen zu hohen Betrag des magnetischen Feldes an dieser Stelle vermeiden müssen, damit nicht die hier hinten entstehenden Elektronen vom Magnetfeld völlig zurückgeworfen und am Verlassen ihrer Entstehungsgegend überhaupt verhindert werden, womit die Möglichkeit, mit ihnen die Entladung zu beeinflussen, naturgemäß abgeschnitten wird. Dieser Rücksicht entspricht die in Abb. 4 dargestellte Anordnung der geschützten Hilfselektrode, während dasselbe in der in Abb. 3 dargestellten Form dadurch erreicht ist, daß die Innenwände von 55 über die innere Kante von AK, AK hereinreichen.

Das Magnetfeld kann auf beliebige Weise erzeugt werden, insbesondere auch durch An-Wendung eines permanenten Magneten. Eine besondere Hilfsbatterie, wie sie bei Glühelektrodenröhren stets erforderlich ist, kann so erspart bleiben. Die Quelle des Magnetfeldes kann innerhalb oder außerhalb des Entladungsrohres liegen. Sie kann entweder an den Weicheisenpolschuhen AK, AK angreifen oder die AK, AK entsprechenden Teile können selbst aus permanent magnetischem Material gefertigt sein. nu

Ein von außerhalb des Entladungsrohres wirkender Magnet wird zweckmäßig so angeordnet, daß das Entladungsrohr durch einfaches Einsetzen in eine Fassung, die die Zuleitungen vermittelt, mit den Polteilen zwisehen die Polschuhe 'des Magneten kommt, so daß beim Auswechseln von Röhren der richtige Sitz in der Fassung gleichzeitig die richtige Stellung zum Magnetfeld verbürgt. Ferner wird passend der Magnet so gelegt, daß er beim Auswechseln der Röhren nicht von der Stelle bewegt zu werden braucht, son-

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dem das Rohr die zur Entfernung aus 'der und zur Einführung in die Fassung nötigen Bewegungen ohne weiteres ausführen kann. Es ist zweckmäßig, das Magnetfeld auch während des Betriebes beliebig fein regeln zu können. Zweckmäßig geschieht das durch einen magnetischen Nebenschluß, der fein einstellbar ist. In Abb. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für einen außerhalb des Rohres angreifenden permanenten Magneten veranschaulicht. N, S sind die Schenkel des Magneten, Qa ein Querbalken aus magnetischem Material, der mit dem einen Ende auf einem der Magnetschenkel aufliegt, mit dem anderen dem anderen Magnetschenkel in durch die Schraube R regelbarer Weise genähert werden kann. R ist zweckmäßig aus unmagnetischem Material.. Die Lage des Rohres vor oder hinter der Zeichenebene ist durch punktierte Angabe der Hauptteile angedeutet. F ist seine Fassung.

Die Abhängigkeit der charakteristischen Größen der Entladung, insbesondere der Stromstärke, vom Hilfsfeld ist bei passender Anordnung und Einstellung eine stetige, derart, daß die geringsten Feldänderungen bereits Änderungen der Entladungsstromstärke hervorrufen. Ferner ist leicht zu erreichen, daß die Abhängigkeit eine lineare ist. Der bei Aufrechterhaltung einer Potentialdifferenz von einigen Volt zwischen den Feldelektroden fließende Strom kann auch dann, wenn die Außenkathode selbst als die eine Feldelektrode wirkt, im Verhältnis zum Hauptstrom verschwindend sein. In einem beliebig herausgegriffenen Fall beträgt das Verhältnis 1 : iooo,' diese Größenordnung ist stets ohne weiteres zu erreichen, indes können willkürlich noch höhere erreicht werden.

Durch diese Verhältnisse ist die Möglichkeit gegeben, durch Zuführung kleiner Elektrizitätsmengen wesentliche Änderungen in der Entladung, insbesondere der Stromstärke, hervorzurufen.

Ausführungsformen, bei denen in der eben beschriebenen oder irgendeiner anderen Weise dafür gesorgt ist, daß mit vergleichsweise niederen Spannungen kontinuierliche Ströme erzielt werden können, können zweckmäßig als Verstärkerröhren, Gleichrichter-, Detektor- oder Generatorröhren Verwendung finden. Zu dieser Verwendungsart ist prinzipiell naturgemäß jede geeignete Anordnung nach dem Erfindungsgedanken befähigt, auch wenn sie mit höheren Spannungen arbeitet. Die einzuhaltenden Schaltungen können mit den für Glühelektrodenrohre entwickelten übereinstimmen, indem zweckmäßig die Außenkathode an Stelle der Glühkathode tritt. Ist keine weitere Zwischenelektrode — etwa eine vor ■ Kanalstrahlen geschützte Feldelektrode, wie AK' in den in den Abb. 2 und 4 veranschaulichten Ausführungsbeispielen — vorgesehen, so tritt in der Schaltung die Zentralkathode an Stelle der Zwischenelektrode (Netz, Gitter, Sieb) der Glühkathodenröhren. Ist'eine besondere Hilfselektrode vorhanden, so kann diese oder, j e nach den Verhältnissen, ebenfalls die Zentralkathode an Stelle der Zwischenelektrode der Schaltung treten. Wird die besondere Hilfselektrode in dieser Weise verwendet, so kann die Ausführung im Rohrinneren auch so getroffen werden, daß die elektronenliefernde Stelle mit der Außenkathode metallisch verbunden ist. Diese Teile können dann also erforderlichenfalls als ein mechanisch zusammenhängender Metallkörper konstruiert werden.

So wird etwa, wenn ein Rohr ohne besondere Zwischenelektrode zur Verstärkung dienen soll, der gegebene schwankende Strom zweckmäßig an C und AK geführt, worauf bei passender Wahl von Gasdruck und Entladungszustand der über A und AK fließende Hauptstrom der Entladung im verstärkten Maße schwankt. Zweckmäßig liegt die die Schwankungen abnehmende Vorrichtung, etwa gegebenenfalls ein Telephon, in der Zuleitung zur Anode. Der zu verstärkende Strom kann mit Hilfe eines Transformators eingeführt und die verstärkte Schwankung mit Hilfe eines Transformators abgenommen werden; doch können Schaltungen sehr zweckmäßig sein, in denen einer oder beide Transformatoren vermieden sind. In Verstärkeru. dgl. Schaltungen kann es, etwa zur Steigerung der Empfindlichkeit oder zur Vermeidung von Nebengeräuschen, zweckmäßig sein, am Ort der Einwirkung auf die Elektronen ein ständiges Hilfsfeld von regelbarer Größe xoo anlegen zu können. Die hierzu nötige Potentialdifferenz, für die sich bisher meist Beträge von der Größenordnung eines halben Volt ergeben haben, werden zweckmäßig von der als Stromquelle dienenden Batterie selbst abgezweigt.

Zur Erläuterung von Schaltung und Funktion wird nochmals ein einfacherer Fall dargestellt (Abb. 7). Die Batterie ruft zwischen A und AK eine selbständige Entladung hervor, deren negatives Glimmlicht durch die Strichelung vor der Kathode AK angedeutet ist. Die hier erzeugten Kanalstrahlen fliegen auf AK zu und, da AK ihnen zum großen Teil Durchlaß gewährt, auf die dahinterliegende Rückkathode C. Hier werden' demnach langsame Elektronen freigemacht (durch kleine Pfeile angedeutet), die je nach der Richtung und Größe des vor C herrschenden Feldes wiederum ihrerseits durch AK austreten und die Entladung zwischen AK und A zu stärkerer Entwicklung bringen oder auf C-

zurückgeworfen werden und für die Hauptentladung unwirksam bleiben. Der zu verstärkende Strom wird bei a, b dem Transfer- ; mator I zugeleitet, dessen Sekundärspule zwi- ', sehen C und AK liegt. Jede Stromschwan- | kung in a, b ruft also eine Potentialschwan- j kung zwischen C und AK und damit eine ver- ■ stärkte Stromschwankung zwischen A und AK ; oder im Kreise von B hervor. Diese Strom- j ίο Schwankung wirkt über den im Kreis von B liegenden Transformator II auf das abhörende Telephon T. Im allgemeinen wird, wie erwähnt, zwischen C und AK zweckmäßig ein konstantes Hilfsfeld unterhalten. Die Abbildung zeigt den bereits erwähnten Fall, daß C mit AK nicht direkt, sondern über einen positiveren Punkt der Hauptbatterie verbunden ist.

AK kann auch als Glühkathode ausgeführt sein.

Die Vorteile der Anordnungen nach dem Erfindungsgedanken liegen zunächst in der schon erwähnten Möglichkeit, die bei Glühkathoden stets zum Heizen notwendige Hilf sbatterie wegfallen zu lassen und der damit eintretenden Vereinfachung, die besonders bei transportablen Anordnungen ins Gewicht fällt. Unter anderem ist auch das Wegfallen der glühenden Elektrode an sich ein Vorteil. Von den besonderen Vorteilen, die sie in Verstärker- u. dgl. Schaltungen besitzen, sei angeführt, daß sie, wie bereits erwähnt, ohne Transformatoren sehr vorteilhaft zu arbeiten vermögen, was wiederum für die Einfachheit der Anordnung ins Gewicht fällt. Auch kann eine sehr klare und ungefärbte Reproduktion erzielt werden. Neben diesem und anderen besitzt sie vor allem mit konstanter Elektronenquelle, etwa Glühkathode, arbeitenden An-Ordnungen die im Wesen der Methode begründete prinzipielle Eigentümlichkeit, daß die Intensität der Entladung auf die Ergiebigkeit der Elektronenquelle zurückwirkt. Während etwa bei reinen Elektronenröhren die Änderung der Stromstärke, die durch die Zulassung einer bestimmten Elektronenzahl bewirkt wird, nie über die von dieser unmittelbar transportierte Elektrizitätsmenge hinausgehen kann, vermag hier die Steigerung der Entladungsintensität wiederum die von der Entladung abhängige gesamte Elektronenerzeugung zu erhöhen, indem etwa die Zahl der von der Entladung her auftretenden Kanalstrahlen steigt, und analog vermag eine Verminderung der zugelassenen Elektronenzahl eine Verminderung der gesamten Elektronenerzeugung nach sich zu ziehen. So erscheint eine mehrfache Hin- und Rückwirkung allein durch das Wesen des benutzten Vorganges möglich. Dementsprechend lassen sich mit den dem Erfindungsgedanken entsprechenden Anordnungen z. B. sehr kräftige Verstärkungen erzielen.

Claims (26)

1. Patent-Ansprüche: _g

   i. Entladungsröhre für elektrische Vakuumentladungen, insbesondere zur Erzeugung, Gleichrichtung, Verstärkung und zum Nachweis elektrischer Schwingungen, Wechselströme und Stromschwankungen, dadurch gekennzeichnet, daß Ionen bzw. Elektronen, die von der Entladung selbst in einem Nebenraum erzeugt werden, ganz oder zum Teil durch ein elektrisches oder magnetisches Hilfsfeld derart beeinflußt werden, daß aus dem Nebenraum Ionen bzw. Elektronen in veränderlicher Zahl in die Hauptentladung (eigentliche Entladung) eintreten.
2. 2. Entladungsröhre nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Entladung eine völlig selbständige ist, indem sie keine der Entladung fremden Ionenquellen verwendet.
3. 3. Entladungsröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als die zu beeinflussenden Ionen die an bzw. in der Nähe der Kathode freiwerdenden, insbesondere die durch die Kanalstrahlen der Entladung erzeugten Elektronen dienen.
4. 4. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beeinflussende Hilfsfeld die Elektronen unmittelbar nach ihrer Entstehung erfaßt, indem es sich auf das Gebiet erstreckt, in dem die Elektronen entstehen.
5. 5. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen, die von der Entladung selbst erzeugt sind, in regelbarer Weise in den Kathodendunkelraum der Entladung zugelassen werden.
6. 6. Entladungsröhre nach Anspruch 1

   bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei bestimmter konstruktiver Durchbildung der Kathodenumgebung unter geringen Drucken selbständig eintretende Konzentrierung der Kanalstrahlen und des Ausgangspunktes der Kathodenstrahlen in einer Gegend in der Nähe der Kathode dazu dient, alle oder einen wesentlichen Teil der Kathodenstrahlen am Ort bzw. in der Nähe des Hilfsfeldes entstehen zu lassen.
7. 7. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Hilfsfeld zwischen Teilen, die in Hinsicht auf die Potentialdifferenzen in der Entladung als Teile der Kathode zu gelten haben, erzeugt wird.
8. 8. Entladungsröhre nach Anspruch ι

   bis 7, gekennzeichnet durch' ein Magnetfeld zur Zusammendrängung des Entstehungsortes der Elektronen auf den Ort des Hilfsfeldes.

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9. 9. Entladungsröhre nach Anspruch 1

   bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erzeugung des elektrischen Hilfsfeldes eine Elektrode Verwendung findet, die vor der elektronenauslösenden Wirkung der Entladung, insbesondere vor dem Auftreffen der Kanalstrahlen weitgehend, gegebenenfalls durch Schirmwirkung anderer fester Teile, geschützt ist.
10. 10. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hauptsächlich elektronenabgebenden Teile, von denen aus die Elektronen ins Hilfsfeld gelangen, bzw. deren Oberfläche aus elektropositivem Material bzw. elektropositiverem Material als die anderen an und in der Nähe der Kathode und des Hilfsfeldes befindlichen Oberflächen gefertigt sind.
11. 11. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile, die das magnetische Feld am Ort der Entladung im wesentlichen bestimmen, im Inneren des Entladungsrohres angebracht sind.
12. 12. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile, die das magnetische Feld am Ort der Entladung im wesentlichen bestimmen, gleichzeitig als Teile der Kathode dienen.
13. 13. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode bzw. sämtliche die Entladung bestimmenden Metallteile rotationssymmetrisch ausgeführt sind.
14. 14. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Entladung bestimmenden Teil des Magnetfeldes die Kraftlinien der Abbildungsachse der Kathode parallel sind.
15. 15. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ganz oder zum Teil aus Eisen bestehende Außenkathode mit einem anderen, insbesondere unmagnetischen Metall bedeckt ist, insbesondere in der Nähe des Ortes, an dem die Kanalstrahlen eintreten, bzw. daß auch die Wände eines auf den Entste- ' hungsort der Elektronen zuführenden Kanals, Spaltes o. dgl. aus solchem Material hergestellt oder damit bedeckt sind.
16. 16. Entladungsröhre nach Anspruch 1

    bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort des Hilfsfeldes aus der unmittelbaren Nähe der Polschuhe weggerückt ist, die das die Entladung steuernde magnetische Feld bestimmen.
17. 17. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Teile, die die Feldelektroden gegeneinander fixieren, von möglichst geringer Ausdehnung gewählt sind.
18. 18. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Magnetfeldes ein permanenter Magnet dient.
19. 19. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die das Magnetfeld erzeugende Vorrichtung außerhalb des Rohres-angeordnet ist.
20. 20. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die Form des Magnetfeldes im Rohrinnern unmittelbar bestimmenden Teile aus perhiament magnetischem Material hergestellt sind.
21. 21. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der von außerhalb des Rohres angreifende Feldmagnet dem Rohr die zur Auswechslung dienende Beweglichkeit freiläßt.
22. 22. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Lage von Rohr fas sung und äußeren Magnetpolen so gewählt ist, daß das Rohr durch das Einsetzen in die Fassung, die die Zuleitungen vermittelt, gleichzeitig mit den Polteilen zwischen den Polschuhen des Magneten sitzt.
23. 23. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein fein regulierbares Magnetfeld verwendet wird.
24. 24. Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung des Magnetfeldes durch einen magnetischen Nebenschluß geschieht.
25. 25. Schaltung für die Entladungsröhre nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung eines elektrischen Hilfsfeldes-notwendige Spannung von der als Stromquelle dienenden Batterie abgezweigt ist.
26. 26. Anwendung der Merkmale 1 bis 25 auf Röhren mit starker Ausbildung und spezieller Verwertung der Kathodenstrahlen, wie Röntgenröhren, Braunsche Röhren, zu dem Zweck, eine veränderliche Härte oder Intensität zu erreichen.

    Hierzu ι Blatt Zeichnungen.