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Niederspannungsdampfentladungsrohr
Die Erfindung betrifft ein Niederspannungsdampfentladungsrohr mit kalten Elektroden, das im Inneren mit einer Leuchtstoffschicht bedeckt und mit mindestens zwei, im Inneren des Rohres, an dessen Enden angeordneten aktivierten Elektroden zur Zündung und Aufrechterhaltung der Entladung versehen ist, gegebenenfalls mit an den Enden des Rohres rechtwinkelig zur Längserstreckung desselben angeordneten kurzen, rohrförmigenAnsatzstücken, indenendieElektrodenuntergebrachtsind, wobei als Elektroden Becherelektroden, Scheibenelektroden, Stabelektroden, Ringelektroden od. dgl. vorgesehen sind, die eine Schicht aufweisen, die Peroxyde und bzw. oder Oxyde der Metalle Kalzium, Strontium oder Barium enthält.
Die bisher bekanntgewordenen Niederspannungsdampfentladungsröhren weisen im allgemeinen Elektroden in Form von Glühwendel auf, die zwar einen geringen Platzbedarf beanspruchen, aber-unter mannigfachen andern Nachteilen - einem grossen Verschleiss unterliegen. Die Lebensdauer der bekannten Niederspannungsdampfentladungsröhren ist relativ kurz und liegt in der Grösse von maximal etwa 5000 Brennstunden. Besonders nachteilig sind die bei den bekannten Röhren auftretenden Schwärzungen des Leuchtschirmes in der Umgebung der Elektroden, wodurch deren Verwendung für langgestreckte, ineinander übergehende Lichtbänder praktisch ausgeschlossen erscheint.
Dies ist auch dadurch erschwert, dass die mit den bekannten Rôhren erreichbaren RöhrenlÅangen in der Grössenordnung von maximal l, 50 m liegen, wodurch sich die Schwärzungen bei der Erstellung langgestreckter Lichtbänder bzw. von langen Lichtbak- dern beliebigen Verlaufes besonders störend auswirken. Obzwar zur Behebung des einen oder andern Nachteiles der bekannten Röhren bekannt geworden ist, z. B. am Rohr zur Unterbringung der Elektroden rechtwinkelig angesetzte Rohrstücke vorzusehen, wodurch die Schwärzung im Verlauf von Lichtbändern, insbesondere bei Aneinanderreihung mehrerer Röhren weitgehend vermieden werden konnte, so konnten die weiteren Nachteile dennoch nicht in einwandfreier Weise vermieden werden.
Es ist auch bereits bekannt geworden, durch hohe Belastung einer kathodenfallerniedrigend präparierten Glimmentladungskathode den Kathodenfall auf Werte unter 50 V zu reduzieren, wobei die kathodenfallerniedrigende Präparierung durch Aufspritzen einer Paste von Karbonaten der Erdalkalien und durch Aktivierung erfolgt.
Ferner sind auch Dampfentladungsröhren bekannt geworden, bei denen als Elektroden Becherelektro- den vorgesehen sind, die eine Aktivierungsschicht aufweisen, deren emittierende Substanzen Oxyde der Metalle Kalzium, Strontium oder Barium enthalten.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Niederspannungsdampfentladungsröhren zu vermeiden und vor allem Niederspannungsleuchtstoffröhrenzu schaffen, die nicht nur keine Schwärzungen am Leuchtschirm herbeiführen, sondern auch eine möglichst grosse Lebensdauer von 15000- 20000 Brennstunden aufweisen, trotz Verwendung von Niederspannung in möglichst grossen Längen herstellbar sind und trotz hoher Belastbarkeit und damit grosser Lichtstärke eine relativ möglichst geringe Wärmeabstrahlung besitzen.
Erfindungsgemäss ist die Aktivierungsschicht als elektronenemittierender Teil in Form eines kompak- : en Körpers in bzw. auf die insbesondere einen Hohlkörper bildenden Elektroden ein bzw. aufgepresst.
Mit den erfindungsgemässen Niederspannungsdampfentladungsröhren wird nicht nur das angestrebte iel erreicht. Abgesehen davon. dass das Rohr praktisch von einem stirnseitigenEndebis zum andern durch- drehend leuchtet, was in bekannter Weise noch dadurch verbessert werden kann, dass an den Enden des Roh-
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vorgesehen sind, in denen die Elektroden untergebracht sind, sind die erfindungsgemässen Röhren äusserst widerstandsfähig gegen innere mechanische Beschädigungen.
Vorteilhafterweise enthält der elektronenemittierende Körper Zirkonium, Tantal oder Wolfram und Peroxyd oder besteht nach einer andernAusbildung aus Bariumoxyd und aus Karbonyleisen-und Tantalpulver.
Zweckmässigerweise sind als Elektroden Becherelektroden vorgesehen, die in Form kreiszylindrischer, mit Böden versehener Töpfe ausgebildet sind, wobei der elektronenemittierende Körper im Hohlraum der der Töpfe, diese zumindest zum Teil ausfüllend, angeordnet ist.
Vorteilhafterweise sind die offenen Seiten der Töpfe in an sich bekannter Weise einander zugewendet.
Überraschenderweise zeigte es sich, dass es mit derartigen Becherelektroden möglich wurde, Nieder- spannungsleuchtstoffröhrenje nach Wunsch von 150 bis 1400 mA mit Strom zu beschicken, wodurch eine nicht vorherzusehende Widerstandsfestigkeit und unvorhergesehene lichttechnische Möglichkeiten gegeben erscheinen.
Nach einer andern vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der elektronenemittierende Körper zwischen zwei oder mehreren, in geringem Abstand voneinander distanzierten, insbesondere aus Metall bestehenden Wänden ringförmig oder entlang den Seiten eines Vieleckes, z. B. eines Rechteckes, oder zwischen parallel verlaufenden Wänden od. dgl. angeordnet, indem etwa ein grösserer und ein kleinerer Metallbecher ineinandergestellt werden und der elektronenemittierende Körper zwischen den Wänden des kleineren und des grösseren Bechers eingebracht wird. Hiebei ist es selbstverständlich nicht erforderlich, die Metallbecher mit Böden zu versehen.
Zweckmässigerweise ist die den elektronenemittierenden Körper tragende Elektrode von einer deren äussere Umrandung distanziert umgebenden Wand umschlossen.
Als elektronenemittierender Körper eignet sich auch ein Körper, der dadurch hergestellt wird, dass Bariumkarbonat in inniger Mischung mit Ammoniumhydrokarbonat durch den beimPumpvorgang erfolgen- den Erhitzungsvorgang in Bariumoxyd einer hochaktiven Form übergeführt wird.
Im Zusammenhang mit dem angestrebten Ziel, u. a. Röhren zu schaffen, die in möglichst grossen Längen herstellbar sind, hat es sich gezeigt, dass auch dieses Ziel in einwandfreier Weise erreicht werden konnte. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung können Röhren in Längen bis zu 2, 50 m hergestellt und, ohne den Niederspannungsbereich verlassen zu müssen, betrieben werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele und Details dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemässes Niederspannungsdampfentladungsrohr mit Becherelektroden, Fig. 2 ein Niederspannungsdampfentladungsrohr mit die Elektroden aufnehmenden Ansatzstücken, die Fig. 3 - 6 zeigen verschiedene becherförmige Elektrodenformen, Fig. 7 zeigt eine beson- ders vorteilhafte ringförmigeElektrodenformim Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 8 und Fig. 8 zeigt die gleiche Elektrodenform in Draufsicht. Die Fig. 9 - 13 zeigen weitere Elektrodenformen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Niederspannungsdampfentladungsröhre, die z. B. in bekannter Weise mit Quecksilberdampf gefüllt ist und die an der Innenseite eine nicht dargestellte Leuchtstoffschicht aufweist, sind in dem Rohr 1 die Elektroden 2 koaxial mit diesem angeordnet. Die Elektroden 2 sind hiebei Becherelektroden, die in Form kreiszylindrischer, mit Böden versehener Töpfe ausgebildet sind, in die die Aktivierungsschicht als elektronenemittierender Teil in Form eines kompakten Körpers 3 eingepresst ist. Die Elektroden 2 sind mit aus dem Inneren des Rohres nach aussen führenden Anschlussstiften bzw. -drähten 4 versehen.
Die Leuchtstoffschicht kann sich hiebei praktisch von einem stirnseitigen Ende des Rohres 1 bis zum ändern erstrecken, so dass ein solches Rohr, bei demdieElektroden 2 in einem geringen Abstand von dessen Enden angeordnet sind, im Betrieb über seine ganze Länge leuchtet.
Sollen längere Lichtbänder ohne dunkle Zwischenräume hergestellt weiden, so können mehrere Röhren nach Fig. 1 stirnseitig aneinandergereiht werden. Vorteilhafter ist aber für diesen Zweck ein Nieder- spannungsleuchtstoffrohr nach Fig. 2, bei dem an den Enden des Rohres lrechtwinkeligzurLängserstrek- kung desselben angeordnete kurze, rohrförmige Ansatzstücke 5 vorgesehen sind, in denen die Elektroden Z untergebracht sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind Elektroden 2 vorgesehen, die in Fig. 7 und 8 detailliert dargestellt sind. Die stirnseitigen Enden des Rohres 1 sind abgeflacht, so dass bei sich über die ganze Rohrlänge erstreckender Leuchtschicht bei Aneinanderreihung mehrerer Leuchtstoffröhren praktisch keine Unterbrechung des Lichtbandes ergibt.
In Fig. 3 ist eine zylindrische Becherelektrode dargestellt, die an sich einen beliebigen Querschnitt besitzen kann. Hiebei befindet sich der elektronenemittierende Körper 3 am Boden eines Bechers 6. der mit einer Zuleitung 4 versehen ist. Auch die Becherform selbst kann an sich beliebig sein. So zeigt Fig. 4
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einen trichterförmigen Becher, wobei der elektronenemittierende Körper 3 in der Spitze des Bechers untergebracht ist, der ebenfalls eine Zuleitung 4 aufweist. Auch dieser Becher kann kreisförmig, rechteckig od. dgl. ausgebildet sein. Fig. 5 zeigt einen hohlkugelförmigen und Fig. 6 einen kalottenförmigen Becher.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer Elektrode zeigen die Fig. 7 und 8. Bei diesem Ausfnh- rungsbeispiel befindet sich der elektronenemittierende Körper 3 zwischen zwei Zylindern 7 und 8, die ineinandergestellt sind und deren Durchmesser nur geringfügig verschieden ist, wodurch ein relativ schmaler ringförmiger Raum für den elektronenemittierenden Körper 3 geschaffen ist. FUr die Stromzufuhr mittels des Stiftes oder Drahtes 4 und die Halterung der Elektrode genügt ein beliebig geformter Träger 9. Der von dem elektronenemittierenden Körper 3 gebildete Ring kann auch die Form eines Vieleckes, z. B. eines Rechteckes, aufweisen. Fig. 9 zeigt eine ringförmige Elektrode, ähnlich der Elektrode nach den Fig.
7 und 8, die aber einen Träger 9, z. B. aus Isoliermaterial, und drahtförmige Stromzufuhrungen 10 aufweist.
Fig. 10 und 11 zeigen ein Beispiel einer vorteilhaften Elektrode, die aus einigen parallel verlaufenden Wänden 11 besteht, zwischen denen mehrere elektronenemittierende Körper 3 angeordnet sind, wobei Fig. 10 eine Draufsicht und Fig. 11 eine Seitenansicht darstellt.
Eine weitere vorteilhafte Elektrodenform besteht darin, dass der elektronenemittierende Körper etwa bei dem Beispiel nach Fig. 7 oder 9 nicht bzw. nicht nur in dem ringförmigen Raum zwischen den beiden Wänden 7 und 8, sondern auf dem Boden des inneren, als Topf ausgebildeten Zylinders 7 angeordnet ist.
Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt, wobei die Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Fig. 13 zeigt. Bei diesem Beispiel ist der mit der Wand 7 versehene Becher, auf dessen Boden der elektronenemittierende Körper 3 angeordnet ist, mit einer weiteren Wand 8 umgeben. Auch hier kann anStelle des mit der Wand 7 versehenen Pechers eine den elektronenemittierenden Körper 3 tragende Scheibe, ein Stab, ein Ring od. dgl. treten. Auch kann statt der Kreisform eine andere geometrische Figur gewählt werden.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Niederspannungsdampfentladungsrohr mit kalten Elektroden, das im Inneren mit einer Leuchtstoff- schicht bedeckt und mit mindestens zwei, im Inneren des Rohres, an dessen Enden angeordneten aktivierten Elektroden zur Zündung und Aufrechterhaltung der Entladung versehen ist, gegebenenfalls mit an den Enden des Rohresrechtwinkelig zur Ungserstreckung desselben angeordneten kurzen, rohrförmigen Ansatzstücken, in denen die Elektroden untergebracht sind, wobei als Elektroden Becherelektroden, Scheibenelektroden, Stabelektroden, Ringelektroden od. dgl. vorgesehen sind, die eine Schicht aufweisen, die Peroxyde und bzw. oder Oxyde der Metalle Kalzium, Strontium oder Barium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsschicht als elektronenemittierender Teil in Form eines kompakten Körpers in bzw.
auf die insbesondere einen Hohlkörper bildenden Elektroden ein-bzw. aufgepresst ist.