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Schaltung einer gasgefüllten, elektrischen Entladungsröhre.
Es ist bekannt, in Reihe mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre eine Drosselspule und parallel zu der Röhre einen Kondensator zu schalten, und dabei diese Drosselspule und diesen Kondensator derart zu bemessen, dass sie für die Grundfrequenz der Wechselstromquelle, aus der die Entladungsröhre gespeist wird, in Resonanz sind. Diese bekannte Schaltung bezweckt, die Entladungsröhre durch die zwischen den Kondensatorbelägen auftretende hohe Spannung zünden zu lassen.
Es hat sich aber gezeigt, dass dieser Schaltung, falls sie auf mit einer Glühelektrode versehene Entladungsröhren angewendet wird, wesentliche Nachteile anhaften. Es zeigt sich nämlich, dass der parallelgeschaltete Kondensator einen sehr ungünstigen Einfluss auf die Lebensdauer der Glühkathode und infolgedessen auf die der Entladungsröhre hat. Ausserdem hat es sich erwiesen, dass die in der Röhre auftretende Entladung bei parallelgeschaltetem Kondensator in vielen Fällen sehr unregelmässig ist.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden und es wird dennoch eine leichte Zündung der Entladungsröhre dadurch erzielt, dass die Drosselspule und der Kondensator nicht für die Grundfrequenz, sondern für eine höhere Harmonische (zweckmässig die Dritte) der Wechselstromquelle, aus der die Entladungsröhre gespeist wird, miteinander in Resonanz gebracht werden. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass bei einer solchen Einrichtung die Unregelmässigkeit der Entladung nicht eintritt, und dass auch der ungünstige Einfluss des parallelgeschalteten Kondensators auf die Lebensdauer der Röhre erheblich geringer ist.
Wenn die der Einrichtung zugeführte Spannung keine höhere Harmonische aufweist, können zur Erzeugung von höheren Harmonischen besondere Massnahmen getroffen werden. Zu diesem Zweck kann man eine Drosselspule mit einem stark gesättigten Eisenkern benutzen. Durch eine solche Drosselspule werden nämlich höhere Harmonische, namentlich die Dritte, erzeugt.
Auch kann man vorteilhaft eine kleine Hilfsgasentladungsstreeke in den Stromkreis der Drosselspule und des Kondensators aufnehmen. Auch hiedurch werden höhere Harmonische erzeugt. Diese Hilfsentladungsstrecke kann in der Hauptentladungsröhre selbst untergebracht werden. Dadurch wird dann gleichzeitig eine Ionisation der Gasfüllung der Hauptentladungsröhre herbeigeführt, wodurch die Zündung erleichtert wird. Wenn die Hauptentladungsröhre zwei Glühelektroden aufweist, so kann in der Nähe einer jeden Glühelektrode eine Hilfselektrode angebracht werden, wobei jede Hilfselektrode über einen für eine höhere Harmonische auf die Drosselspule abgestimmten Kondensator mit der nicht benachbarten Glühelektrode verbunden wird. Man kann auch einen einzigen Kondensator verwenden und diesen zwischen die beiden Hilfselektroden schalten.
Wenn man die Hilfsentladungsstrecke nicht in der Hauptentladungsröhre unterbringt, sondern wenn man ein besonderes Entladungsröhrehen verwendet, so kann man dieses vorteilhaft auf die im Patent Nr. 140002 beschriebene Weise benutzen, um den Kondensator nach der Zündung der Hauptentladungsröhre ausser Betrieb zu setzen.
Dabei wird somit eine Hilfsentladungsröhre mit kalten Elektroden in Reihe mit dem Kondensator in den parallel zu der Hauptentladungsröhre geschalteten Stromzweig aufgenommen und derart bemessen. dass die während des normalen Betriebes der Hauptentladungsröhre zwischen den Elektroden der Hilfsentladungsröhre auftretende Spannung in dieser Röhre keine Entladung aufrechterhalten kann. Gewünschtenfalls kann der Kondensator natürlich nach der Zündung der Hauptentladungsröhre auch auf andere Weise abgeschaltet werden, z. B. mittels eines Bimetalles.
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In der Zeichnung stellen die Fig. 1, 2, 3 und 4 vier beispielsweise Ausführungsformen der Schaltung gemäss der Erfindung dar.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung enthält eine Entladungsröhre 1, die mit Gas, z. B. Neon, unter geringem Druck gefüllt und mit zwei Glühelektroden 2 ausgestattet ist. Die Entladungsröhre wird aus einer Wechselstromquelle 3 gespeist, die z. B. aus einem Lichtnetz normaler Frequenz besteht. Dabei ist in Reihe mit der Entladungsröhre 1 eine Drosselspule 4 und parallel zu der Röhre 1 ein Kondensator 5 geschaltet. Diese Drosselspule 4 und der Kondensator 5 sind derart bemessen, dass sie für eine höhere Harmonische der Wechselstromquelle 3 miteinander in Resonanz sind. Bei einer Frequenz der Wechselstromquelle 3 von 50 Hertz kann die Selbstinduktion der Drosselspule z. B. 0'6 Henry und die Kapazität des Kondensators 1'7 mu betragen.
Die in der Schaltung nach Fig. 2 enthaltene Entladungsröhre 6 ist U-förmig ausgebildet und ist an den beiden Enden mit einer Glühelektrode 7 bzw. 8 und einer zylindrischen Hilfselektrode 9 bzw. 10 versehen. (Gegebenenfalls können auch emittierende Hilfselektroden Anwendung finden. ) Die Entladungsröhre enthält neben einer Edelgasfüllung auch eine Menge Natrium, dessen Dampf sich während des Betriebes stark an der Lichtausstrahlung beteiligt. Um die Entstehung des erforderlichen Natriumdampfes zu fördern, wird die Entladungsröhre 6 während des Betriebes mit einer nicht dargestellten doppelwandigen Hülle umgeben, wobei der Raum zwischen den Wänden der Hülle entlüftet ist.
Die Glühelektrode 7 ist über den Kondensator 11 mit der Hilfselektrode 10 verbunden. Ebenso steht die Glühelektrode 8 über den Kondensator 12 mit der Hilfselektrode 9 in Verbindung. Die Glühelektrode ? ist auch mit einem Ende der Drosselspule 13 verbunden, deren anderes Ende an eine Klemme der Wechselstromquelle 14 angeschlossen ist. Die andere Klemme dieser Wechselstromquelle steht mit der Glühelektrode 8 in Verbindung.
Auf diese Weise sind zwei Stromzweig parallel zu der zwischen den Glühelektroden 7 und 8 gebildeten Entladungsstrecke geschaltet. Der eine Stromzweig besteht aus dem Kondensator 12 und der Hilfsentladungsstrecke zwischen der Glühelektrode 7 und der Hilfselektrode 9, während der andere Stromzweig aus dem Kondensator 11 und der Hilfsentladungsstrecke zwischen der Glühelektrode 8 und der Hilfselektrode 10 besteht. In Reihe mit den beiden Stromzweigen liegt die Drosselspule 13. Diese Drosselspule und die Kondensatoren 11 bzw. 12 sind derart bemessen, dass sie für die dritte Harmonische der Wechselstromquelle in Resonanz sind. Die Entstehung dieser Harmonischen wird dadurch gefördert, dass in den Stromkreisen der Drosselspule und der Kondensatoren eine Hilfsgasentladungsstrecke liegt.
Die Hilfsentladungen zwischen den Elektroden 7 und 9 bzw. 8 und 10 tragen nicht nur zur Erzeugung einer höheren Harmonischen bei, sondern führen auch eine Ionisation der Gasfüllung der Entladungsröhre 6 herbei, durch welche die Zündung dieser Röhre noch weiter erleichtert wird.
Die Glühelektroden der Entladungsröhren 1 und 6 können mittels besonderer Wechselströme geheizt werden. Es ist aber auch möglich, diese Glühelektroden durch die Entladung auf der erforderlichen hohen Temperatur zu halten. Falls die Glühelektroden nicht gesondert geheizt werden, fördern die Hilfsentladungen auch die Heizung der Glühelektroden.
Es hat sich gezeigt, dass mittels der dargestellten Schaltungen die Zündung der Entladungsröhren sehr leicht erfolgen kann, wobei die Nachteile, die einem Kondensator anhaften, der für die Grundfrequenz auf die Drosselspule abgestimmt ist, vermieden werden.
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung unterscheidet sich darin von der nach Fig. 2, dass nur ein einziger Kondensator 15 vorhanden ist, der zwischen die Hilfselektroden 9 und 10 geschaltet ist. Auf diese Weise ist ein durch die beiden Hilfsentladungsstrecken und den Kondensator 15 gebildeter Stromzweig parallel zu der Entladungsstrecke zwischen den Elektroden 7 und 8 geschaltet.
Fig. 4 stellt eine Schaltung dar, die durch die Verwendung einer besonderen Drosselspule von der Schaltung nach Fig. 1 verschieden ist.
Diese Drosselspule enthält einen Eisenkern mit zwei Schenkeln verschiedenen Querschnittes. Der Schenkel 26 hat einen wesentlich kleineren Querschnitt als der Schenkel 27. Die beiden Teile 18 und 19 der Drosselspule sind derart gewickelt, dass ein die beiden Teile in Reihe durchfliessender Strom entgegengesetzt gerichtete Kraftflüsse in dem Kern erzeugt. Wenn die Entladungsröhre 1 noch nicht gezündet hat, so fliesst ein Strom durch den Teil 18 der Drosselspule und den Kondensator 5. Der Schenkel 26 ist derart bemessen, dass bei diesem Strom der Schenkel 16 stark gesättigt ist, so dass dann eine starke dritte Harmonisehe erzeugt wird. Nach der Zündung der Röhre 1 tritt in dem Kern ein schwächerer Kraftstrom auf, was im Hinblick auf den stärkeren Strom erwünscht ist.
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