Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer Entladungsröhre mit hoher Zündspannung. Die Erfindung betrifft den Betrieb von Neonröhren oder andern Entladungsvorrich tungen mit hoher Zündspannung. Bei solchen Röhren ist für die Zündung eine wesentlich höhere Spannung nötig als zur Unterhaltung des Stromdurchganges. Beim Betrieb mit hochgespanntem Wechselstrom mit niedriger Frequenz ist es sehr gefährlich die Röhre zu berühren.
Gegenstand der Erfindung ist eine einfache Einrichtung zum Speisen sol cher Röhren, welche, bei geeigneter Ausbil dung, Schwingungen von hoher Frequenz zu liefern vermag, wobei bei jeder Schwingung die hohe Spannung nur während eines klei nen Bruchteils der Periode andauert. Durch diese beiden Umstände wird die Gefährlich keit der erforderlichen hohen Scl-teitelspan- nung sehr herabgesetzt.
Ausserdem ist beiden vorzugsweise in Betracht kommenden Aus führungsformen die Anordnung derart, dass die vonvornherein gegebene geringere Gesamtener.- ;ie,: die bei jeder Periode zur Verfügung steht, sich meist bei Berührung nur einmal über dem menschlichen Körper entladet, was dann die Berührungsgefahr - nahezu vollkommen beseitigt.
Zum Speisen -von Neon- und andern Ent ladungsröhren mit hoher Zündspannung wird gemäss der Erfindung ein thermioni- scher Generator verwendet, dessen Eingangs und Ausgangsstromkreis aperiodisch und so fest miteinander verkoppelt sind, dass Re- laxationsschwingungen erzeugt werden.
Zweckmässig wird zum ,Speisen des ther- mionischen Generators Niederfreqüenzwech- selstrom verwendet, der dem örtlichen Stark stromnetz entnommen und sowohl zum Spei sen des Anodenstromkreises, als auch zum Er hitzen der Kathode verwendet werden kann.
Ferner werden zum Verkoppeln. der bei den Generatorstromkreise zweckmässig die beiden Wicklungen eines gegebenenfalls mit einem Eisenkern versehenen Transformators verwendet, die einerseits miteinander und mit der Kathode des Generators, anderseits mit dem Steuergitter bezw. mit der Energiequelle des Generators verbunden sind.
Die Zeichnung stellt eine Ausführungs- form .des Erfindungsgegenstandes beispiels weise dar.
Der zum Speisen der Neonröhre 10 die nende Generator ist eine Dreielektrodenröhre 1, deren Kathode 2, Gitter 3 und Anode 4 auf ebensovielen Stützehen innerhalb eines Glaskolbens aufgesetzt sind; eine Aufset- zungsart, die die sehr hohen zwischen den drei Elektroden untereinander auftretenden Spannungen zu beherrschen gestattet.
Die Kathode 2 wird aus einer Sekundär wicklung 5 eines Transformators gespeist. dessen Primärwicklung 6 an ein Wechsel stromnetz angeschlossen werden kann, wäh rend eine zweite Sekundärwicklung 7 dieses Transformators in Reihe mit einer Wicklung 8 eines Transformators mit Eisenkern im Anodenstromkreis der Dmeielektrodenröhre 1 liegt. Die andere Wicklung 9 des 7L1 letzt genannten Transformators ist in den Gitterstromkreis der Dreielektrodenröhre eingeschaltet. Die beiden Stromkreise sind also aperiodisch und durch die Wicklungen B. 9 sehr fest miteinander verkoppelt.
Diese Schaltung hat zur Folge, da.ss die Dreielektro- denröhre 1 Relaxationsschwingungen er zeugt, deren Frequenz eine Funktion d'er ge genseitigen( Induktion der Wicklungen 8 und 9 und des vorhandenen Ohmschen Wider standes ist (siehe zum Beispiel Friedländers Veröffentlichungen, Arch. f. Elektr. 1926. Band 17, Seite 1 und Seite 103 und diejeni gen des Doktors B. v. d.
Pol in "Tijdschrift v an het Ned. Radio-Genootschap" III, Seite 90).
Infolge der Form der bekanntlich aus einer Aufeinanderfolge steiler und schar fer Spitzen bestehenden Stromkurve dieser Relaxaiionsschwingungen werden in den Wicklungen 8 und 9 hohe Spannungsspitzen induziert, die ,zwischen den Enden dieser Wicklungen entnommen werden können und für den Betrieb von Neonröhren oder der gleichen verwendet werden. Bei der darge- stellten Schaltungsanordnung ist die Neon röhre 10 zwischen der Anode 4 und dem Git ter 3 eingeschlossen, wodurch sich der Vor teil ergibt, dass die Summe der in den beiden Wicklungen induzierten Spannungsspitzen zum Ausdruck gebracht wird. Man kann die Röhre aber auch zwischen den beiden Enden der Wicklung 8 oder zwischen den Enden der Wicklung 9 anschliessen.
Die in den Wicklungen 8 und 9 induzier ten Scheitelspannungen sind weit höher als die Spannung der in den Anodenstromkreis der Dreielektrodenröhre eingeschalteten Spei sequelle. Ist letztere Spannung zum Beispiel 220 Volt, so kann die Summe der Scheitel spannungen in 8 und 9 bis auf 15000 Volt und höher ansteigen.
Bei Verwendung einer Röhre vom Typus TB 04.110 der N. V. Philips' Gloeila.mpen- fabrieken wurde ein Transformator mit einem offenen Kerne vom Querschnitt 35 X 35 mm und einer Länge von 110 mm benutzt. Die Wicklung im Anodenkreis be stand aus 7000 Windungen und! die Wick lung im Gitterkreis aus 2000 Windungen. Die Wicklung 7 lieferte eine Wechselspan nung von 380 Volt. Bei einer Gesamtemis sion der Röhre von ungefähr 20 m A. ge lang es eine Neonröhre mit 10 mm Durch messer und einer Länge von 3 i/2 M. zu spei sen mit einer effektiven Stromstärke von un gefähr 6 m A.
Die entstehenden Schwingungen wiesen eine Frequenz von der Grössenordnung von 10000 Hertz auf. Bei Berührung entladet sich meist nur einmal der in der Selbstinduk tion aufgespeicherte Energiebetrag über den menschlichen Körper, in denjenigen Fällen nämlich, in welchen die Parallelschaltung des Körperwiderstandes zur Neonröhre die Entstehung der Relaxationsschwingungen verhindert, hört die Energiezufuhr bei Be rührung auf.
Anderseits, wenn dennoch Re- laxationsschwingungen auftreten, wird schon durch die hohe Frequenz die Berührungsge fahr bedeutend herabgesetzt, da nur wäh rend eines Bruchteils der Periode eine hohe Spannung besteht. An Stelle des Wechselstromes kann selbst verständlich zum Speisen der Dreielektroden röhre auch Gleichstrom verwendet werden. Dadurch ergibt sich einerseits der Vorteil, d ass die in den Wicklungen 8 und 9 induzier ten Spannungsspitzen alle gleich gross sind, was bei Speisung mit Wechselstrom, bei der die Scheitel dieser Spitzen nahezu auf einer Sinuslinie liegen, nicht der Fall ist.
Das von der Neonröhre ausgestrahlte Licht ist daher im Falle der Speisung mit Gleichstrom im allgemeinen ruhiger. Demgegenüber steht aber, dass man meist nicht über ein Gleich stromnetz, sondern über ein Wechselstrom netz verfügt.
Der Transformator 8, 9 kann auch ohne Eisenkern ausgebildet werden; es scheint aber, dass in diesem Falle der Wirkungsgrad etwas weniger hoch ist.
Auch kann dieser Transformator als Au totransformator mit oder ohne Eisenkern ge baut sein, wobei die beiden Enden der Wick lung an die Kathode 2 beziehungsweise an die Stromquelle 7 angeschlossen sind, wäh rend das Gitter 3 an eine Mittelabzweigung dieser Wicklung angeschlossen ist.
Es ist schliesslich zu bemerken, dass die Energiequelle im Anodenstromkreis des Ge- nerators auch auf der andern Seite der Wick lung 8, somit zwischen die Wicklungen 8 und 9 eingeschaltet werden kann. Die Wir kung der Einrichtung erleidet dadurch keine Veränderung.
Lighting device with at least one discharge tube with high ignition voltage. The invention relates to the operation of neon tubes or other Entladungsvorrich lines with high ignition voltage. With such tubes a much higher voltage is necessary for the ignition than for the maintenance of the current passage. When operating with high-voltage, low-frequency alternating current, it is very dangerous to touch the tube.
The invention relates to a simple device for feeding such tubes which, with suitable training, is able to deliver vibrations of high frequency, with each vibration the high voltage only lasting for a small fraction of the period. Due to these two circumstances, the danger of the required high peak voltage is greatly reduced.
In addition, in the two preferred embodiments, the arrangement is such that the previously given lower total energy, ie, which is available for each period, is usually only discharged once over the human body when touched, which then reduces the risk of contact. almost completely eliminated.
To feed neon and other discharge tubes with high ignition voltage, a thermionic generator is used according to the invention, the input and output circuits of which are aperiodically and so firmly coupled that relaxation oscillations are generated.
Low-frequency alternating current is expediently used to feed the thermal generator, which can be taken from the local high-voltage network and used both for feeding the anode circuit and for heating the cathode.
It is also used to couple. which expediently uses the two windings of a transformer optionally provided with an iron core in the generator circuits, which are on the one hand with each other and with the cathode of the generator, on the other hand with the control grid respectively. are connected to the energy source of the generator.
The drawing represents an embodiment of the subject matter of the invention, for example.
The generator which is used to feed the neon tube 10 is a three-electrode tube 1, the cathode 2, grid 3 and anode 4 of which are placed on as many supports within a glass bulb; a type of attachment that allows the very high voltages occurring between the three electrodes to be controlled.
The cathode 2 is fed from a secondary winding 5 of a transformer. whose primary winding 6 can be connected to an alternating current network, while a second secondary winding 7 of this transformer is in series with a winding 8 of a transformer with an iron core in the anode circuit of the dielectric electrode tube 1. The other winding 9 of the 7L1 last-mentioned transformer is connected to the grid circuit of the three-electrode tube. The two circuits are therefore aperiodic and very firmly coupled to one another by the windings B. 9.
This circuit has the consequence that the three-electrode tube 1 generates relaxation oscillations, the frequency of which is a function of the mutual induction of windings 8 and 9 and the existing ohmic resistance (see, for example, Friedländer's publications, Arch. f. Elektr. 1926. Volume 17, page 1 and page 103 and those of Doctor B. vd
Pol in "Tijdschrift v an het Ned. Radio-Genootschap" III, page 90).
As a result of the shape of the current curve of these relaxation oscillations, which is known to consist of a succession of steep and sharp peaks, high voltage peaks are induced in the windings 8 and 9, which can be taken from between the ends of these windings and used for the operation of neon tubes or the like. In the circuit arrangement shown, the neon tube 10 is enclosed between the anode 4 and the grid 3, which results in the advantage that the sum of the voltage peaks induced in the two windings is expressed. The tube can also be connected between the two ends of the winding 8 or between the ends of the winding 9.
The peak voltages induced in the windings 8 and 9 are much higher than the voltage of the stored sequelle switched into the anode circuit of the three-electrode tube. If the latter voltage is 220 volts, for example, the sum of the peak voltages in 8 and 9 can rise to 15,000 volts and higher.
When using a tube of the type TB 04.110 from N.V. Philips' Gloeila.mpenfabrieken, a transformer with an open core with a cross section of 35 × 35 mm and a length of 110 mm was used. The winding in the anode circuit consisted of 7000 turns and! the winding in a lattice circle of 2000 turns. The winding 7 delivered an alternating voltage of 380 volts. With a total emission of the tube of around 20 mA, it took a neon tube with a diameter of 10 mm and a length of 3 1/2 meters to feed with an effective current of around 6 mA.
The resulting vibrations had a frequency of the order of magnitude of 10,000 Hertz. When touched, the amount of energy stored in the self-induction is usually only discharged once through the human body, namely in those cases in which the parallel connection of the body resistance to the neon tube prevents the creation of relaxation vibrations, the energy supply stops when touched.
On the other hand, if relaxation oscillations nevertheless occur, the high frequency already significantly reduces the risk of contact, since a high voltage only exists for a fraction of the period. Instead of the alternating current, direct current can of course also be used to feed the three-electrode tube. On the one hand, this has the advantage that the voltage peaks induced in the windings 8 and 9 are all the same size, which is not the case when feeding with alternating current, in which the apex of these peaks are almost on a sinusoidal line.
The light emitted by the neon tube is therefore generally quieter when it is supplied with direct current. On the other hand, however, there is usually not a direct current network, but an alternating current network.
The transformer 8, 9 can also be designed without an iron core; but it seems that in this case the efficiency is somewhat less high.
This transformer can also be built as an Au totransformator with or without an iron core, the two ends of the winding being connected to the cathode 2 or to the power source 7, while the grid 3 is connected to a central branch of this winding.
Finally, it should be noted that the energy source in the anode circuit of the generator can also be switched on on the other side of the winding 8, thus between the windings 8 and 9. The effect of the facility is not affected by this.