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Elektrische Leuchtröhre mit einer oder mehreren Glühelektroden.
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Gluhelektroden bei elektrischen Leuchtröhren bisher nicht gefunden, u. zw. einesteils wegen der Vorsehung eines besonderen Heizstromkreises und andernteils noch deswegen, da sie durch Wirkung der Gasentladung leicht zerstört werden.
Die Erfindung bezweckt, diesen letzteren der Verwendung von Glühelektroden vornchmlich im Wege stehenden Nachteil unter gleichzeitiger Erreichung besonders grosser Leuchtdichten zu beheben.
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gegeben, nach bewirkter Zündung den Heizstromkreis abzuschalten und dennoch die Glühelektrode zwecks fortgesetzter Nachspeisung von Elektronen durch den Betriebsstrom im glühenden Zustand zu erhalten.
Leuchtröhren nach der Erfindung können in üblichen Gleichstrom- und Wechselstromnetzspannungen von 110 bis 220 Volt betrieben werden und geben bei einer Lebensdauer von mehr als 1000 Brennstunden Lichtintensitäten, die bei Leuchtröhren mit üblichen kalten Elektroden nur zu erhalten sind, wenn diese bei wesentlich grösserer Länge mit Spannungen von 1000 Volt und darüber betrieben werden. Insbesondere aber lassen sich bei Anwendung von l Ampere übersteigenden Stromstärken bisher nicht mögliche Lichtintensitäten erzielen. Die Möglichkeit, grosse Lichtintensitäten mit verhältnis-
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zur Herstellung von Leuchtfeuern für die Luftfahrt zu verwenden.
Zu diesem Zwecke kann. um auch eine grosse Strahlenkonzentration zu erzielen, der eigentliche Licht spendende Teil der Leuchtröhre um den Brennpunkt eines Parabolreflektors herumgewunden und die Elektroden der Röhre oder mindestens eine an der Wandung des Reflektors festgelegt werden.
Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1-3 drei Ausführungsbeispiele der neuen Leuchtröhre in
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Leuchtröhre in einer zur Verwendung in einem Parabolreflektor bestimmten Ausführungsform, Fig. 7 zeigt die Leuchtröhre nach Fig. G in schaubildlicher Darstellung. Fig. 8 zeigt eine Abänderung der in Fig. 6 dargestellten Leuchtröhrenanordnung.
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Handels bestehende Elektrode 5 befestigt, die bei Gleichstrombetrieb als Anode geschaltet wird.
Am andern Fussrohr. 3 ist mittels eines Tragstieles 6 eine zweckmässig aus Nickel bestehende Hülse 7 befestigt, die eine in ihrem Innern liegende Glühelektrode 8 aus schwer schmelzbarem Metall, zweckmässig Wolfram, umschliesst. Das eine Ende dieser eingelagerten Glühelektrode S ist mit dem Deckel 9 der Hülse 7 und das andre Ende mit einem durch den Fuss 3 hindurchgefhrten, an eine Heizbatterie 10 angeschlossenen
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durch den Fuss 3 hindurchgeführte Stromzuführungsdraht 12 ist mit der Hülse 7 verbunden und gleichzeitig zu deren Halterung ausgenutzt.
Die mit der Glühelektrode stromleitend verbundene und in Reihe geschaltete Metallhülse 7 ist auf ihrer Aussenseite mit elektronenemittierenden Stoffen, etwa Erdalkalimetallen oder deren Verbindungen, gleichmässig bedeckt. Der Tragstiel4 der Anode 5 und die Zuleitung 11 der Glühelektrcde 8 sind gemeinsam mittels einer Leitung 13 an die Sekundärwicklung 14'des die Zünd- und Betriebsspannung der Leuchtröhre erzeugenden Transformators 14 angeschlossen. Die Verbindungs-
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Schalter 16 auf, um je nach Erfordernis die Heizbatterie bzw. den Heizstromkreis ein-oder ausschalten zu können.
Zwecks Inbetriebnahme der Röhre wird der Schalter 16 geschlossen und die Glühelektrode 8
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über ihre ganze Länge hinweg erhitzt, was zur Wirkung hat, dass diese von allen ihren Oberflächenteilen äusserst gleichmässig Elektronen aussendet. Bei angelegter Röhrenspannung bildet sich alsdann eine Entladung zwischen der Elektrode 5 und der durch die stromleitende Verbindung zwischen Glühelektrode 8 und Hülse 7 ebenfalls als Elektrode wirkenden Hülse 7 aus. Da letztere durch den Deckel 9 nach der Entladungsbahn hin abgeschlossen ist, so kann die eingetretene Entladung nicht auf die Glühelektrode 8 übergreifen und diese zerstören.
Nach eingetretener Gasentladung kann durch Öffnen des Schalters 16 die Heizbatterie 10 abgeschaltet werden, da bei brennender Röhre die Glühelektrode 8 vom Betriebsstrom durchflossen und bereits durch diesen zum Glühen gebracht wird. Es wird somit auch bei abgeschalteter Heizbatterie eine ständige Elektronenemission sichergestellt. Damit ein Überhitzen des Glas-oder Quarzgefässes I in Nähe der elektronenemittierenden Metallhülse 7 vermieden wird, ist um diese herum das Gefäss zu einer kugelförmigen Kammer 17 erweitert.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Leuchtröhre sind einer aus zwei Drahtwendeln 8', 8"bestehenden Glühelektrode nebst umschliessender Metallhülse 7 zwei Blechelektroden 5', 3"gegenübergestellt, die in symmetrisch angeordneten Gefässansätzen 18 untergebracht sind. Die Röhre kann hiebei neben einer Füllung aus Edelgasen oder unedlen Gasen einen Tropfen 19 eines verdampfbaren Metalles, zweckmässig Quecksilber, aufweisen. Die beiden Drahtwendeln 8', 8"sind mittels Stromzuführungen 11, 12 und Leitungen 20 an eine beliebige Stromquelle, etwa, wie dargestellt, an die Sekundärwicklung 27'eines von üblichen Netzleitungen gespeisten Hilfstrahsformators 21, angeschlossen.
Die mit den äusseren Enden der beiden Drahtwendeln 8', 8" stromleitend verbundene Metallhülse 7 wird von zwei Tragstielen 6 des Fusses 3 getragen und ist wiederum auf ihrer Oberfläche mit einer Schicht aus elektronenemittierenden Stoffen versehen. Die beiden Elektroden 5',-5"sind durch Leitungen 22 mit den Enden der Sekundärwicklung 14' des Röhrentransformators 14 verbunden, der ebenfalls an üblichen Netzspannungen liegt. Die mittleren Windungen der Sekundärwicklungen 14'und 21'sind durch eine Leitung 2. 3 miteinander verbunden, so dass einesteils die Metallhülse 7 über die beiden Tragwendeln 8', 8" und andernteils die beiden Elektroden 5', 5"mit Betriebsstrom versorgt werden.
In die Leitung ist eine Elektromagnet-
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beständigen Isolationsmittel, wie etwa Magnesiumoxyd, ausgefüllt sein. Auch bei dieser Röhre ist die Glühelektrode und die mit ihr in Reihe geschaltete Metallhülse 7 in einer kugelförmigen Kammer 17 des Gefässes 1 angeordnet.
Bei Inbetriebsetzung der Röhre nach Fig. 2 ist der Schalter 27 durch Wirkung einer Feder 29 geschlossen, so dass die beiden Drahtwendeln 8', 8" der Glühelektrode vom Hilfstransformator 21 mit Strom versorgt und zum Glühen gebracht werden. Sobald die Umschliessungshülse 7 genügend erwärmt ist und genügend Elektronen ausgesendet hat, fliesst auch unter Ausbildung der Gasentladung ein Strom über die Verbindungsleitung 23. Die in dieser befindliche Elektromagnetwieklung bewirkt dabei durch Vermittlung ihres Kernes 25 ein Anziehen und Öffnen des Schalters 27, so dass sofort bei Ausbildung der
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Leuchtröhre ist zwecks Fortfalles der kugelförmigen Gefässkammer und zur Erreichung noch stärkerer Elektronenaussendung die die Glühelektrode 8 aufnehmende Metallhülse 7 von einer zweiten Metallhülse 30 konzentrisch umschlossen, die auf der Innenseite eine elektronenemittierende Schicht aufweist und im Gegensatz zur inneren Hülse 7 nach der Entladungsbahn hin offen ist (Fig. 5). so dass die Elektronenaussendung der Innenhülse 7 nicht behindert wird. Die Aussenhülse. * ? ist an einem vom Fuss 3 ausgehenden Tragstiel 31 und einer durch den Fuss-3 hindurchgehenden Strom-
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Abschlussdeckel der Innenhülse 7 und andernteils mit der durch den Fuss 3 hindurchgeführten zweiten Stromzuführung. 34 verbunden.
Durch einen Pfropfen 35 aus Aluminiumoxyd oder anderm hochwertigen Isolationsmaterial ist die Innenhülse 7 auch am rückwärtigen Ende abgeschlossen.
Der Betriebsstrom wird bei der Röhre nach Fig. 3 von einer Gleichstromquelle 36 geliefert, die
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zu einem Teil der Leitung 37 ist eine Leitung 41 geschaltet, die einen Handschalter 42, einen Quecksilber- unterbrecher-M und einen Widerstand 44 aufweist. Die Brücke 45 des Quecksilberunterbrechers 43 ist am Kern 46 des Solenoides befestigt, so dass beim Hochziehen des Kernes 46 der Unterbrecher geöffnet
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was zur Wirkung hat, dass sowohl die Hülse 7 als auch die Hülse 30 erwärmt und zur Aussendung von Elektronen veranlasst wird. Sobald die Gasentladung einsetzt, wird durch Hochziehen des Kernes 46 der Quecksilberunterbrecher 43 geöffnet und der Heizstromkreis ausgeschaltet.
Die Glühelektrode wird auch in diesem Falle, genau wie bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2, durch den sie durchfliessenden Betriebsstrom in Glühung erhalten, so dass die Elektronenaussendung nicht zur Unterbrechung kommt.
Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform einer zum Einbau in Scheinwerfer bestimmten Leuchtröhre ist der liehtspendende mittlere Teil des in diesem Falle vorzugsweise aus Quarz bestehenden Entladungsgefässes zu einer eng gewundenen Spirale 47 gestaltet. Die Endteile 48 und 49 der Röhre stehen rechtwinklig zueinander und haben, um die Elektroden bequem unterbringen zu können, einen grösseren Durchmesser als der Spiralteil der Röhre. In dem in der Ebene der Spirale 47 liegenden
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Deckel 9 nach der Entladungsbahn hin geschlossen ist. Die mit dem Deckel 9 stromleitend verbundene Glühelektrode 8 ist durch eine den Fuss 3 durchsetzende Stromzuführung 11 an die Bodenplatte eines auf dem Endteil 48 befestigten Sockels 50 angeschlossen.
Die Hülse 7 ist anderseits durch eine ebenfalls durch den Fuss 3 hinduchgeführte Stromzuführung 12 mit der Gewindehülse des Sockels 50 verbunden.
In dem andern konzentrisch zur Spirale 47 liegenden Endteil 49 der Röhre ist eine aus einem Blechzylinder ; bestehende Elektrode an einem den Fuss 2 durchsetzenden und gleichzeitig zur Stromzuführung
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spendenden Rohrteiles und Anordnung der Elektroden ein kleines äusserst stabiles und handliches Gerät, welches leicht im Innern eines Reflektorgehäuses 51 derart untergebracht werden kann, dass die lichtspendende Spirale 47 im Brennpunkte des am Boden des Gehäuses 51 vorgesehenen Parabolreflektors 52 steht. Die eine Elektrode 5 kommt dabei frei in Achsenrichtung des Parabolreflektors 52 und die andre 7, 8 rechtwinklig zur Reflektorachse zu stehen.
Zwecks Festlegung der Leuchtröhre ist im Innern des Gehäuses. 51 eine Fassung 53 vorgesehen. in die der Sockel 50 der Leuchtröhre eingeschraubt wird. Den äusseren Abschluss des Gehäuses 51 bildet ein durch Klemmen 54 in Stellung gehaltener Deckelring 55 mit Glasfenster 56. Das Reflektorgehäuse 51 samt eingebauter Leuchtröhre ruht zweckmässig in einem Gabelrahmen 57, der seinerseits um einen Träger 58 drehbar ist. Von einem am Gabelrahmen 57 hoch-
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dargestellte, an der Fassung 3-3 endigende Leitungen ab.
Die in den Fig. ss und 7 dargestellte Leuchtröhre gibt schon dann ein auf grosse Entfernungen hin erkennbares und auch Nebel leicht durchdringendes intensives Licht, wenn der lichtspendende Spiralteil der Röhre nur 25 cm lang ist, bei einem Innendurchmesser dieses Rohres von 5 mm. Eine derart bemessene Röhre kann bei Verwendung einer Neonfüllung von 2 bis 5 min Druck mit 5 bis 10 Ampere bei nur 125 Volt
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erforderlich. da nach vollzogener Abschaltung des Heizstromkreises die in Reihe mit der Entladungsstrecke liegende Glühelektrode als Widerstand wirkt.
Um die im ausgesendeten Strahlenbündel auftretenden, von den einander benachbarten Glas-
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der Leuchtspirale so gelegt sein, dass sie sich in der Hauptausstrahlungsrichtung gegenseitig etwas übergreifen. Eine vollkommene Beseitigung dieser Ringschatten lässt sich jedoch erreichen, wenn, wie in Fig. 8 dargestellt, dem rechtwinklig abgebogenen Endteil 49 noch ein kleiner, etwas exzentrisch zur
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Leuchtspirale 47 stehender und mit BezugaufdiesekonkaverReflektor 6J vorgelagert wird. Letzterer erzeugt auf der Leuehtspirale ein die dunklen Zwis. chenräume beseitigendes, einseitig verschobenes Über- deckungsbild, 80.
dass auf dem Hauptreflektor dann eine zusammenhängende Leuchtfläche zur Wirkung kommt.
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Schlangenform oder Schraubenform dicht um den Brennpunkt eines Parabolreflektors herumgelegt werden. Auch können gegebenenfalls beide Elektroden nebeneinander an der Wandung des Reflektors oder seines Gehäuses festgelegt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Leuchtröhre mit einer oder mehreren Glühelktroden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Glühelektrode (8) mit einer sie umschliessenden und nach der Entladungsbahn hin geschlossenen Metallhülse ("/, 9) stromleitend verbunden ist, die zusammen mit der Glühelektrode an der Röhrenspannung liegt und auf der Aussenseite einen Überzug aus elektronenemittierenden Stoffen, etwa Erdalkalimetallen oder deren Verbindungen aufweist.