DE639029C - Gas- oder dampfgefuellte Entladungsroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf gittergesteuerte gas- oder dampfgefüllte Entladungsröhren für Schalt-, Steuer- und Regelzwecke für die Zwecke der Gleichrichtung, ' Wechselrichtung, Frequenzumwandlung u. dgl. Bei derartigen Röhren, insbesondere solchen, ■die eine feste Glühkathode haben, ist es bekannt, das Steuergitter aus einem zylindrischen Drahtnetz oder einem zylindrischen, mit Löchern versehenen Blech herzustellen.

Die Erfindung betrifft eine Ausbildung von Schaltröhren, wie die obenerwähnte Röhrengattung in folgendem kurz genannt werden soll, in der Weise, daß die Steuerwirkung des Gitters über einen größeren Bereich der Anodenspannung gleichmäßig wirksam gemacht wird, ohne die Steuerleistung zu erhöhen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß "die Entladung unabhängig von der jeweiligen Größe der Anodenspannung, bei der gezündet wird, stets an der gleichen räumlichen Stelle oder wenigstens im gleichen räumlichen Bereich der Entladungsstrecke einsetzt. Ohne Anwendung der Maßnahme gemäß der Erfindung setzt die Entladung an dieser oder jener Stelle der Entladungsstrecke ein, so daß die Steuerwirkung des Gitters nicht im gleichen Maße wie bei Röhren nach der Erfindung stabil ist. Gemäß der Erfindung erhält bei gas- oder dampfgefüllten Entladungsröhren m.it unstetiger Steuerung, bei denen der jeweilige Einsatz der Hauptentladung durch Steuerung des Potentials einer im Entladungsweg zwischen Anode und Kathode angeordneten, mehrere Öffnungen enthaltenden Steuerelektrode bestimmt wird und bei der eine Öffnung oder eine bestimmte Öffnungsreihe der Steuerelektrode bezüglich der kleinsten Abmessung des Abstandes der die Öffnung begrenzenden, gegenüberliegenden Gitterteile derart größer ist als sämtliche übrigen Öffnungen des wirksamen Bereichs der Steuerelektrode, daß die einsetzende Hauptentladung gezwungen ist, stets diese bevorzugte Öffnung zu passieren, und das Gitter die Form eines Käfigs aus Stäben oder Geflecht sowie eine den Durchgriff bestimmende Öffnung oder Öffnungsreihe hat, die eine mehrfach, größere Lochweite besitzt als die Lochweite der Käfig- oder Geflechtsmaschen.

Steuergitter, die verschieden groß bemessene Öffnungen aufweisen, sind an sich bei gasgefüllten Entladungsröhren schon verwandt worden, nämlich bei der sogenannten Liebenröhre. Jedoch handelt es sich hier nicht um Entladungsgefäße mit unstetiger Steuerung, bei denen die Gitterladung nur den Zündzeitpunkt der Hauptentladung bestimmen kann, auf die bestehende Entladung aber keinen Einfluß mehr hat und auf die sich die Erfindung bezieht, sondern um Entladungsgefäße mit stetiger Steuerung, ähnlich wie sie bei Entladungsröhren mit reiner Elektronenentladung erhältlich ist.

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Ernst Lübcke und Dr. Bernhard Kirschstein in Berlin-Charlottenburg.

Da bei Röhren gemäß der Erfindung das Gitter außer der die Stelle größten Durchgriffs bestimmenden Öffnung noch zahlreiche weitere Öffnungen und infolgedessen einpa ziemlich kleine metallische Gitterfläche hg-f^ ist trotz der günstigen Steuerwirkung der zips Gitter abfließende Ionenstrom und damit aüCnf die aufzuwendende Steuerleistung sehr gering. Bevor auf weitere Besonderheiten der Erto findung eingegangen wird, sei ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. In Fig. ι ist ι der Glaskolben der Röhre und 2 der darin eingestülpte Röhrenfuß. 3 ist die Glühkathode, die z. B. aus einem Rippenkörper bestehen kann. Die aus Blech hergestellten. Rippen sind mit einem emittierenden Überzug versehen. Statt einer derartigen Hohlkathode kann auch ein z. B. wendelförmiger Glühdraht oder -streifen verwendet werden. Mit 4 . ist die z. B. aus Kohle oder Graphit bestehende Anode bezeichnet, deren Träger 5 an dem zum Fuß 2 entgegengesetzt liegenden Ende der Röhre in das Gehäuse 1 eingeschmolzen ist.

Auf Vorsprüngen des Fußes 2 ist ein Tragring 6 gelagert, an dem das Gitter 7 mit Hilfe von Stäben befestigt ist. Die Zuleitung zum Gitter kann an den Tragring 6 angeschlossen und durch- den Röhrenfuß nach außen geführt sein. ...

Das Gitter 7 besteht aus Drahtstäben, die zur Form eines Käfigs zusammengesetzt sind, derart, daß sie zu dem zwischen Kathode und Anode liegenden Ende des Käfigs hin sich einander nähern. An diesem Ende des Käfigs ist durch eine Drahtwindung eine kreisförmige * Öffnung 8 gebildet, deren Durchmesser größer ist als der Abstand der das Gitter bildenden Längsstäbe. ...·"-

to Im Gegensatz zu Hochvakuumröhren muß das Gitter den Kathodenraum statisch vollständig· gegen den Anodenraum abschließen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist ein Abschlußblech 14 am Gitter befestigt, das von der Kathodenzuführung isoliert ist. Das Blech ist gleichzeitig als Schirm ausgebildet, der das Ansetzen des Lichtbogens an der Kathodenzuführung verhindert.

Wie bereits erwähnt, - kommt es lediglich darauf an, daß die -kleinste Abmessung des Abstandes der 'einander gegenüberliegenden, die Öffnung 8 umgrenzenden Gitterteile, die im vorliegenden Fall mit der größten Abmessung zusammenfällt und dem Durchmesser der kreisförmigen Öffnung entspricht, derart größer ist als die kleinste Abmessung der übrigen öffnungen, d. h. als der kleinste Abstand der Längsstäbe, daß den Bedingungen der Erfindung genügt ist. Die Länge der zwischen den Längsstäben befindlichen viereckigen Öffnungen hingegen kann größer sein als der Durchmesser der Öffnung 8, weil die größere Länge der viereckigen Öffnungen nichts daran ändert, daß es in diesen öffnungen keinen Punkt gibt, der von Metallteilen *^ffj£$^: .Gitters weiter entfernt ist als der Mittel- |'*piffikt der kreisförmigen öffnung 8. .^','■'Vorteilhaft wird nun das Gitter so eingerichtet, daß die größte Dimension der übrigen Öffnungen, bei dem dargestellten Beispiel also die Länge der viereckigen Öffnungen, möglichst groß ist. Man kann die zum Zusammenhalten der Längsstäbe dienenden Querverbindungen 9 des Gitters so weit auseinandersetzen, wie es die Festigkeit der Gitterkonstruktion zuläßt. Im allgemeinen empfiehlt es sich, die Länge der \'iereckigen öffnungen etwa mindestens doppelt so groß zu'jnachen wie ihre Breite, um die Darstellung nicht unübersichtlich zu machen. Aus dem gleichen Grunde ist es vorteilhaft, die Dicke der Gitterstäbe in an sich bekannter Weise möglichst klein zu machen. Man stellt sie vorzugsweise aus hochschmelzenden Metallen, z. B. Wolfram oder Molybdän, her und ist dann häufig imstande, den Drahtdurchmesser kleiner zu machen als 1 mm. Zweckmäßig ist die Dicke der Gitterdrähte in an sich bekannter Weise mehr als zehnmal kleiner als die Breite der Gitteröffnungen.

Durch eine derartige Ausbildung des Gitters wird die im Steuerbereich liegende Metallfläche des Gitters weitgehend verkleinert, ohne dadurch die Steuerwirkung zu beeinträchtigen. Die Verkleinerung der Metallfläche ergibt eine Verringerung des vom Gitter abgeleiteten Ionenstromes und damit trotz der Verbesserung der Steuerwirkung eine A^erringerung der für die Steuerung aufzubringenden Gitterleistung.

Bei Entladungsröhren, deren Kathode und Anode wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel an dem Ende einer geradlinigen Entladungsstrecke liegen, wird man eine einzige größere öffnung 8 anwenden und diese Öff- i°5 nung so anordnen, daß durch sie die kürzeste Verbindungslinie Anode-Kathode geht. Diese Anordnung kann nicht nur bei Schaltröhren mit fester Glühkathode, sondern auch bei Entladungsgefäßen mit einer flüssigen Kathode n° verwendet werden, auf der dauernd ein Kathodenfleck aufrechterhalten wird.

Schaltröhren mit Glühkathode werden bekanntlich häufig so ausgebildet, daß das Gitter und die Anode die Glühkathode konzen- "5 trisch umgeben, etwa wie es Fig. 2 der Zeichnung zeigt.

Die Glühkathode 3 besteht bei diesem Beispiel aus einem Rippenkörper, dessen Rippen aus axial nebeneinanderliegenden Kreisblechen 10 bestehen, die die" emittierende Schicht tragen. Das Gitter '7, das aus einem

Stabnetz besteht, ist zylindrisch ausgebildet. Gitter und Kathode werden von der ebenfalls zylindrischen metallischen Anode 4 hutförmig umgeben. Das Gitter 7 ist in ähnlicher Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel, mit einem auf" den Glasfuß der Röhre gesetzten Tragring 6 verbunden. In ähnlicher Weise' ist die Anode 4 durch Träger 11 an einem zweiten, auf den Glasfuß gesetzten Ring 12 befestigt. Die Zuleitungen zur Kathode können gegen die Zuleitungen zu den anderen Elektroden ebenfalls abgeschirmt werden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Abschirmung dadurch erzielt, daß die Längsstäbe des Gitters bis zum Tragring 6 verlängert sind, so daß das Gitter den Kathodenraum vollständig vom übrigen Raum des Entladungsgefäßes abschließt.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 kann man das Gitter entweder mit einer einzigen, die Stelle größten Durchgriffs bestimmenden Öffnung versehen, die in der Achse der Elektrodenanordnung, also der Bodenmitte der hutförmigen Anode 4, gegenüberliegt. Bei derartig einander konzentrisch umgebenden Elektroden kann man jedoch auch statt einer einzigen derartigen Öffnung eine Öffnungsreihe vorsehen, die sich um das zylinderförmige Gitter herum erstreckt und in der Mitte des zwischen der Zylinderfläche des Gitters und der Zylinderfläche der Anode liegenden Entladungsbereichs liegt. In Fig. 2 handelt es sich um die Reihe von Löchern 13. Diese Löcher haben eine größere Breite als sämtliehe außerhalb dieser Reihe liegenden Öffnungen des Gitters. Die an der zur Anode gerichteten Stirnseite des Gitters befindlichen öffnungen müssen in diesem Fall ebenfalls eine kleinere Breite bzw. einen kleineren Durchmesser haben als die öffnungen der Lochreihe 13.

Die Erfindung ist auch bei Gittern anwendbar, die aus gelochtem Blech hergestellt sind. In Fig. 3 ist beispielsweise ein derartiges Gitter dargestellt, das an seiner Stirnfläche mit einem einzigen größeren Loch 8 versehen ist. Fig. 4 zeigt ein aus Blech hergestelltes Gitter, das an seinem Umfang eine Lochreihe 13 mit größerem Durchmesser aufweist.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι. Gas- oder dampf gefüllte Entladungsröhre mit unstetiger Steuerung, bei welcher der jeweilige Einsatz der Hauptentladung durch Steuerung des Potentials einer im Entladungsweg zwischen Anode und Kathode angeordneten, mehrere öffnungen enthaltenden Steuerelektrode bestimmt wird und bei der eine öffnung oder eine bestimmte Öffnungsreihe der Steuerelektrode bezüglich der kleinsten Abmessung des Abstandes der die Öffnung begrenzenden gegenüberliegenden Gitterteile derart größer ist als sämtliche übrigen Öffnungen des wirksamen Bereichs der Steuerelektrode, daß die einsetzende Hauptentladung gezwungen ist, stets diese bevorzugten Öffnungen zu passieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter die Form eines Käfigs aus Stäben oder Geflecht besitzt, und daß die den Durchgriff bestimmende Öffnung oder Öffnungsreihe eine mehrfach größere Lochweite besitzt als die Lochweite der Käfig- oder Geflechtmaschen.
2. 2. Entladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter die Form eines die Kathode umgebenden Käfigs hat, dessen Stäbe an einem Ende zusammenlaufen, und daß die größte Öffnung des Gitters sich in der Achse de.s Käfigs an den sich einander nähernden Enden der Stäbe befindet.
3. 3. Entladungsröhre nach Anspruch 1, bei der Kathode, Gitter und Anode zylindrisch ausgebildet und zueinander konzentrisch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von größeren Gitteröffnungen gleichmäßig über den Zylinderumfang verteilt in der Mitte des wirksamen Gitterzylinders liegt.
4. 4. Entladungsröhre nach Anspruch 1, deren Gitter aus einem Drahtnetz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Öffnungen nur bezüglich der kleinsten Abmessungen der sie begrenzenden, einander gegenüberliegenden Gitterteilekleiner sind, aber eine größere Länge haben als die die Stelle größten Durchgriffs bestimmende Öffnung bzw. Öffnungsreihe. too
5. 5. Entladungsröhre nach Anspruch 1 oder 4 mit hutförmigem Gitter, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der übrigen Gitteröffnungen ein Mehrfaches ihrer Breite übersteigt.
6. 6. Entladungsröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der übrigen öffnungen mindestens doppelt so groß ist wie ihre Breite.
7. 7. Entladungsröhre nach Anspruch 1 oder 5 mit hutförmigem Drahtnetzgitter, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der aus hochschmelzendem Metall, z. B. Wolfram, Molybdän, bestehenden Gitterdrähte mehr als zehnmal kleiner ist als die Breite der Gitteröffnungen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen