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Elektrische Kathodenglimmlichtlampe.
Elektrische Kathodenglimmlichtlampen sprechen bekanntlich sehr schnell auf Spannungsimpulse, u. zw. selbst von der Ordnung der Radiofrequenzen an, weshalb schon vielfach die Verwendung von elektrischen Kathodenglimmliehtlampen als Lichtquellen für Bildfunk-und Fernsehapparate und auch Signalzwecke in Erwägung gezogen wurde. Der praktischen Verwendung stand jedoch bisher meist die nicht genügende Flächenhelligkeit der Kathodenglimmliehtlampen hinderlich im Wege.
Die Erfindung bezweckt diesen Nachteil zu beheben und Kathodenglimmlichtlampen mit weit grösserer Flächenhelligkeit, als bisher möglich, zu erzielen. Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäss eine aus einer starken Metallplatte oder einem Metallblock bestehende Kathode unter Zwischenschaltung einer dünnen Isolationsschicht, etwa aus Glimmer, von einem als Anode geschalteten starkwandigen Metallring oder Metallrohr äusserst eng umschlossen, so dass sieh nur auf den Stirnflächen der Kathode Glimmlicht ausbilden kann.
Eine besonders grosse Flächenhelligkeit bei guter Ausnutzungsmöglichkeit der Glimmlichtbedeckung ergibt sich hiebei noch, wenn die dem Glockenscheitel des Lampengefässes zugewendete Stirnfläche der Kathode mit der Stirnfläche der Anode bündig abschliesst und wenn die rückwärtige Stirnfläche der Kathode in an sich bekannter Weise durch Aufbringung einer Isolationssehicht an der Lichtausstrahlung behindert wird, so dass alsdann nur ausschliesslich die dem Glockenscheitel zugewendete äussere Kathodenstirnfläche zur Ausbildung der Glimmschieht ausgenutzt ist.
Während die bisher üblichen Kathodenglimmliehtlampen nur mit etwa 1 Milliampere je Quadratzentimeter belastet werden konnten, können Kathodenglimmlichtlampen nach der Erfindung wegen der durch die verhältnismässig grosse Masse der Anode und deren enges Umlegen um die Kathode hervorgerufenen starken Kühlwirkung auf etwa 10 Milliampere je Quadratzentimeter belastet werden, ohne das schädliche, die Lichtausstrahlung beeinflussende Zerstäubungserscheinungen oder Lichtbogenbildungen auftreten.
Auf der Zeichnung ist die neue Kathodenglimmlichtlampe in den Fig. 1-8 in mehreren Ausführungsbeispielen im senkrechten Schnitt dargestellt. Die Lampe nach Fig. 1 besteht in bekannter Weise aus einem zylindrischen Glasgefäss 1. einem Fuss 2, den durch diesen hindurchgefiihrten Strom- zuführungsdrähten 3,4 und einem Sockel 5. Das Glasgefäss 1 ist in gleichfalls bekannter Weise mit Edel-
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zu 20% Helium und ferner auch eine geringe Menge Argon, etwa 0'5% zugesetzt sein kann. Die an dem Stromzuführungsdraht 3 befestigte Anode 6 besteht aus einem starkwandigen Metallring oder Metallrohr, das mit geringem Spiel in dem Glasgefäss 1 eingesetzt ist.
In der mit einer dünnen Isolationsschicht 7,
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sehen, die ebenfalls aus Glimmer, aber auch gegebenenfalls aus einem genügend isolierenden Lack bestehen kann. Zweckmässig wird die Anode und auch die Kathode aus Aluminium oder Magnesium hergestellt, obwohl beide Elektroden aber auch aus andern Metallen, etwa aus Eisen, Kupfer oder Nickel bestehen können. Durch die Bedeckung der rückwärtigen Kathodenstirnfläche mit der Isolationsschicht 9 wird
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erreicht, dass sich bei Inbetriebnahme der Lampe ausschliesslich eine Glimmschicht auf der äusseren, zweckmässig gut polierten Kathodenstirnfläehe ausbildet.
Beide Elektroden 6, 8 bilden zusammen einen gedrängten Zylinderkörper, dessen Kathode 8 durch die beträchtliche KÜhlwirkung der umschliessenden schweren Anode 6 sehr stark belastet werden kann.
Besteht die Kathode aus Magnesium, was bekanntlich für die Erreichung eines niedrigen Kathoden- falles vorteilhaft ist, so kann es bei starker Strombelastung vorkommen, dass sich das Glimmlicht an den Rändern der für die Glimmlichtausbildung herangezogenen äusseren Kathodenstirnfläche stärker als in den Mittelteilen ausbildet. Eine gleichmässige Verteilung des Glimmlichtes lässt sich alsdann jedoch leicht, wie in Fig. 2 dargestellt, dadurch erreichen, dass die Kathode 8 mit einer flachen Vertiefung 10 versehen wird, die die äussere vom Glimmlicht zu bedeckende Stirnfläche darstellt.
Für manche Zwecke, wie insbesondere für die Empfänger von Fernseh-und Bildfunkapparaten. genügt eine fast punktförmige Lichtquelle, sofern sie nur bei genügend grosser Intensität schnell auf die Spannungsimpulse des verwendeten hochfrequenten Stromes anspricht. Eine diese Bedingungen erfüllende Kathodenglimmlichtlampe ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Lampe besitzt im wesentlichen die gleiche Ausbildung, wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Kathodenglimmlichtlampe, nur dass in diesem Falle die eingeschlossene Kathode 8 aus einem zylindrischen Block von einer der Länge der rohrförmigen Anode 6 entsprechenden Länge besteht. Diese blockförmige Kathode 8 besitzt eine nach der äusseren Stirnfläche ausmündende und in Achsenrichtung verlaufende Bohrung 11.
Bei richtiger Wahl des Gasdruckes und richtiger Regelung der der Lampe aufgedrückten Spannung lässt sich erreichen, dass sich bei dieser Lampe das Glimmlicht vornehmlich in der Bohrung 11 ausbildet. Ist der Halbmesser der Bohrung 11 nicht grösser als die Schichtdicke des Glimmlichtes bemessen, so wird die Bohrung 11 vom Glimmlicht vollkommen ausgefüllt.
Da in Blickrichtung auf die Bohrung sich gewissermassen eine Anzahl von Glimmschichten innerhalb der Bohrung addieren, so stellt das die Bohrung erfüllende Glimmlicht
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des in der Bohrung 11 auftretenden Glimmlichtes schwächen würden, ist zweckmässig die zwischen Anode 6 und Kathode 8 vorgesehene Isolationsschieht 7 durch entsprechende Verlängerung zu einer von den rückwärtigen Stirnflächen der beiden Elektroden vortretenden, unerwünschte Entladungen behindernden Isolationshülse 12 ausgebildet.
Bei der Lampe nach Fig. 4 besteht die eingeschlossene, wiederum blockförmige Kathode aus zwei ineinandergesetzten Teilen 8, 8', um im oberen Teil 8 eine nach der äusseren Stirnfläche sich verjüngende, verhältnismässig grosse konische Bohrung 13 anbringen zu können. Der Vorteil dieser grossen konischen Bohrung 1. 3 liegt darin, dass das zerstäubte Kathodenmaterial grösstenteils innerhalb der Bohrung 13 aufgefangen wird. Da demgemäss weniger mit der Gefahr einer Schwärzung der Lampe durch zerstäubtes Kathodenmaterial zu rechnen ist, so gestattet eine derartige Bohrung, die Lampe noch wesentlich höher zu belasten und damit eine noch grössere Flächenhelligkeit zu erzielen.
Bei der Lampe nach Fig. 5 ist eine plattenförmige Kathode 8 mit einer sieh nach der äusseren Stirnwand verjüngenden Bohrung 13 versehen. Die ringförmige Anode 6 besitzt hiebei noch eine die hintere Stirnfläche der Kathode übergreifende Bodenfläche 6', so dass das gesamte Glimmlicht sich mit Sicherheit nur auf der äusseren Stirnfläche der Kathode 8 ausbilden kann. Damit bei starker Strombelastung an den Randteilen der äusseren Kathodenstirnfläche keine Bogenbildung auftreten kann, ist die zwischen Kathode und Anode angeordnete Isolationsschicht 7 über die äusseren Stirnflächen beider Elektroden hinweg zu einer vortretenden Isolationshülse 14 verlängert.
Letztere verhindert auch gleichzeitig, dass eine Bogen-oder Glimmlichtentladung zwischen den in seitlichen Ansätzen 15 des Glasgefässes 1 eingeschmolzenen Stromzuführungen 3, 4 einerseits und den Elektroden 6, 8 anderseits eintreten kann.
Die Fig. 6 zeigt eine Lampe, bei der eine konische Bohrung 16 sich durch die ganze Länge einer bloekförmigen zylindrischen Kathode 8 hindurcherstreckt. Die Isolationssehieht 7 zwischen Anode 6 und Kathode 8 bildet hiebei ebenfalls eine von den äusseren Stirnflächen beider Elektroden vortretende unerwünschte Bogenbildungen behindernde Isolationshülse 14. Auch an den rückwärtigen Stirnflächen beider Elektroden kann die Isolationsschicht 7, wie dargestellt, in Gestalt einer freistehenden Isolationshülse 12 hervortreten.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Lampe ist die Kathode 8 mit einer tiefen trichterförmigen Bohrung 17 versehen. Die Anode 6 besitzt hiebei einen die äussere Stirnfläche der Kathode teilweise übergreifenden umgebördelten Rand 18, der eine der Trichterausmündung entsprechende Ausnehmung 19 zwischen sieh freilässt. Bei dieser Lampe bildet sieh demgemäss die Glimmschicht nur ausschliesslich in der trichterförmigen Bohrung 17 aus, u. zw. je nach der Strombelastung über einen von der Spitze ausgehenden mehr oder weniger grossen Teil der Bohrung 17. Bei voller hoher Strombelastung ist die Lichtintensität des Glimmlichtes naturgemäss in der Spitze 11m stärksten, so dass auch in diesem Falle eine vornehmlich punktförmig wirkende Lichtquelle geschaffen wird.
Die in Fig. 7 dargestellte Kathode mit trichterförmiger Bohrung 17 kann aber auch von einer rohrfönnigen Anode von der Art, wie sie in den voraufgehenden Abbildungen dargestellt ist, umschlossen
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werden. Umgekehrt kann auch die in Fig. 7 dargestellte Anode mit umgebördeltem Rand 18 in Zusammenhang mit den in den andern Abbildungen dargestellten Kathoden benutzt werden.
Das Lampengefäss j ! kann, statt die Anode eng zu umschliessen, auch, wie in Fig. 8 dargestellt, eine übliche Kugelgestalt besitzen. In diesem Falle ist es zweckmässig, nicht nur die Stromzuführungsdrähte g', 4 zur Stützung der Elektroden heranzuziehen, sondern noch einen oder mehrere besondere Stützdrähte 20 vorzusehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Kathodenglimm1ichtlampe, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einer starken Metallplatte oder einem Metallblock bestehende Kathode (8) unter Zwischenschaltung einer dünnen Isolationsschicht (7), etwa aus Glimmer, von einem als Anode geschalteten, starkwandigen Metallring oder Metallrohr (6) derart eng umschlossen ist, dass sieh nur auf den Stirnflächen der Kathode Glimmlicht ausbilden kann.