Einrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre mit negativer Stromspannungskennlinie. Es ist bekannt, dass vielerlei gasgefüllte elektrische Entladungsröhren eine negative Stromspannungskennlinie aufweisen, das heisst dass die Spannung zwischen den Elek troden der Röhre bei zunehmendem Strom abnimmt. Beim Betrieb derartiger Ent ladungsröhren wird daher regelmässig ein Stabilisierungswiderstand in Reihe mit der Entladungsstrecke geschaltet. Diese Stabili sierungswiderstände nehmen oft einen erheb lichen Teil der gesamten Henge der ver brauchten Energie auf, der in den meisten Fällen ohne Vorteil verbraucht wird und da her verloren geht.
Die Erfindung, die sich auf eine Eiu- tichtung bezieht, die eine gasgefüllte, elek trische Entladungsröhre mit negativer Strom spannungskennlinie enthält, hat den Zweck; diesen Nachteil herabzusetzen, indem der Entladungsstrom auf wirtschaftlichere Weise innerhalb zulässiger Grenzen gehalten wird.
Gemäss der Erfindung wird die Ent ladungsröhre von einem periodischen, zeit- weise den Wert Null annehmenden Strom durchflossen, und in Reihe mit dieser Ent ladungsröhre wird eine andere gasgefüllte Röhre geschaltet, die mit einem Gitter ver sehen ist. An dieses Gitter wird eine Span nung angelegt, die, in dem Augenblick, wo die Speisespannung positiv wird, während der Entladungsstrom noch den Wert Null hat, negativ ist, und erst später Null oder positiv wird.
Wird der Entladungsstrom zum Beispiel von einer Gleichstromquelle geliefert, so kann in den Stromkreis ein Unterbrecher ein geschaltet werden, der diesen greis perio disch öffnet und dadurch den Entladungs strom auf den Wert Null herabsetzt. Ist die an das Gitter angelegte Spannung negativ, so wird, wenn auch die Unterbrechung wie der aufgehoben und an die Elektroden der Entladungsröhre Spannung angelegt wird, diese Röhre nicht von Strom durchflossen. Erst nachdem die dem Gitter zugeführte Spannung Null oder positiv wird, kann wie- der Strom durch die Entladungsröhre flie ssen.
Durch Änderung des Zeitraumes zwi schen dem Augenblick, in dem der Ent ladungsstrom den Wert Null annimmt und dem Augenblick, in dem die Gitterspannung Null oder positiv wird, kann der Anfangs zeitpunkt des Stromdurchganges in der zwi schen zwei Nulldurchgängen der Speisespan nung liegenden Zeitspanne und dadurch die mittlere Stromstärke geregelt werden. Durch geeignete Wahl des erwähnten Zeitraumes kann eine erwünschte mittlere Stärke des Entladungsstromes erhalten werden.
Der Spannungsverlust in der vorgeschalteten Entladungsröhre ist verhältnismässig gering, so dass die Regelung der Stromstärke nahezu ohne Verluste stattfindet.
Die dem Gitter zugeführte Spannung kann zum Beispiel ebenfalls über einen Unterbrecher zugeführt werden. Wird das Gitter an eine negative Spannung angeschlos sen und wird ausserdem ein Unterbrecher in diesen Gitterkreis eingeschaltet, so kann die ser Unterbrecher derart gebaut und mit dem Entladungsstromunterbrecher verbunden wer den, dass in dem Augenblick, wo die Span nung wieder an die beiden hintereinander geschalteten Röhren angelegt wird, an dem Gitter eine negative Spännung liegt und dieses Gitter nach diesem Augenblick zu nächst negativ bleibt und erst nach einiger Zeit auf Null gebracht wird.
Die Entladungsröhre mit negativer Strom spannungskennlinie wird zweckmässig von einer Wechselstromquelle gespeist. Es kann mit einer solchen Quelle auf sehr einfache Weise ein periodischer, zeitweise den Wert Null annehmender Strom erhalten werden. An das Gitter der Entladungsröhre, die in Reihe mit der erstgenannten Röhre geschaltet ist, wird in diesem Fall eine Wechselspan nung angelegt, die in bezug auf die Span nung der genannten Wechselstromquelle in der Phase verschoben ist.
Der Phasenunter schied kann auf einfache Weise herbei geführt werden, so dass man hier eine Ein richtung ohne Unterbrecher hat, bei der die Stromstärke einer Entladungsröhre mit nega- tiver Kennlinie auf einfache Weise nahezu ohne Verluste geregelt wird.
Es ist vorteilhaft die Einrichtung derart zu treffen, dass der Phasenunterschied zwi schen den beiden Wechselspannungen regel bar ist, so dass man imstande ist, die Stärke des durch die Röhren fliessenden Stromes zu regeln. Der Phasenunterschied kann zum Beispiel mit Hilfe eines kleinen Drehkonden sators oder eines kleinen veränderlichen Widerstandes geändert werden, was die Stromregelung ausserordentlich einfach macht. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Ent ladungsröhre mit negativer Stromspannungs- kennlinie zur Lichtausstrahlung dient.
Durch Änderung der Stromstärke mit Hilfe des Phasenunterschiedes zwischen den beiden Wechselspannungen kann in vielen Fällen die Intensität des ausgesandten Lichtes auf einfache Weise geändert werden.
Es ist vorteilhaft, die Entladungsröhre mit negativer Kennlinie mit mindestens zwei Anoden zu versehen und in die Zuführungs leitung jeder dieser Anoden eine gasgefüllte Röhre mit einer Glühkathode und einem Git ter einzuschalten. Es fliesst in diesem Fall während eines Teils jeder Halbperiode der Wechselspannung Strom durch die mit meh reren Anoden versehene Entladungsröhre.
Unter ,;Gasfüllung" ist beim vorliegen den Patent nicht nur eine aus einem oder mehreren Gasen, sondern auch eine aus einem oder mehreren Dämpfen oder aus einem Ge misch von Gas und Dampf bestehende Fül lung zu verstehen.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung kann insbesondere zur Regelung der Strom stärke in Entladungsröhren zum Aussenden von Licht, zum Beispiel in Röhren mit posi tiver Lichtsäule, die mit Neon oder anderem Gas gefüllt sind, insbesondere auch in Ent ladungsröhren zum Aussenden von ultra violetten Strahlen, angewendet werden.
Die Zeichnung veranschaulicht schema tisch einige Ausführungsbeispiele der Ein richtung nach der Erfindung.
Fig. 1 stellt das Schaltbild einer Einrich tung mit einer Entladungsröhre mit nega- tiver Stromspannungskennlinie dar. die mit zwei Elektroden versehen ist; Fig.2 zeigt den Verlauf einiger Span nungen, die bei dieser Einrichtung auftreten, sowie denjenigen des die Entladungsröhren durchfliessenden Stromes; die Fig. 3 und =1 stellen Einrichtungen dar, die eine Entladungsröhre mit einer Glühkathode und zwei Anoden enthalten.
Die Einrichtung nach Fig. 1 enthält eine elektrische Entladungsröhre 1, die an den beiden Enden ein wenig erweitert ist. In diesen erweiterten Enden sind die Elektro den 2 und 3 angeordnet. Diese Elektroden bestehen aus einem für diesen Zweck ge bräuchlichen Metall, zum Beispiel aus Eisen. Die Röhre enthält eine Gasfüllung, die zum Beispiel aus Neon unter einem Druck von einigen mm besteht. In Reihe mit dieser Entladungsröhre 1, die beim Betrieb eine positive Säulenentladung zeigt und eine negative Stromspannungskennlinie besitzt, ist eine Entladungsröhre 4 geschaltet, die mit einer Glühkathode 5, einer Anode 6 und einem Gitter 7 versehen ist.
Die Entladungs röhre 4 besitzt ferner eine Gasfüllung, die zum Beispiel aus Argon unter einem Druck von eini-oen mm besteht. Die Gliih- kathode 5 kann mit Hilfe einer nicht dar gestellten und zum Beispiel aus einer TranS- forma.torwicklung bestehenden Stromquelle erhitzt werden. Die Primärwicklung 10 eines Transformators 11 ist über den doppelpoligen Schalter 9 an die Wechselstromquelle 8 an geschlossen. Die Sekundärwicklung 12 dieses Transformators speist die Entladungsröhre und ist zu diesem Zweck einerseits mit der Glühkathode 5 und anderseits mit der Elek trode 3 verbunden.
Die Wechselstromquelle 8 speist überdies einen Stromkreis 13, in dem ein veränderlicher Widerstand 14 und eine parallel zu diesem geschaltete Selbstinduk tion 15 liegen. In dem Stromkreis liegt ausserdem die Primärwicklung 16 eines Transformators 17, dessen Sekundärwick lung 18 einerseits mit der Glühkathode 5 und anderseits über einen Widerstand 19 mit dem Gitter 7 verbunden ist. Der Widerstand 14 und die Selbstinduk tion 15 sind derart eingestellt, dass die in der Transformatorwicklung 18 erzeugte Wech selspannung in bezug auf die in der Trans- formatorwicklung 12 induzierte Wechsel spannung im erwünschten Masse nacheilt.
Letztgenannte Wechselspannung wird in Fig. 2 durch die Kurve 20 dargestellt, wäh rend die Spannung der Transformatorwick- lung 18, das heisst die zwischen der Glüh- kathode 5 und dem Gitter 7 geschaltete Spannung, in Fig. 2 durch die Kurve 21 an gegeben wird. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die durch die Kurve 21 dargestellte Span nung in bezug auf die durch die Kurve 20 dargestellte nacheilt.
In dem Augenblick., wo die Spannung 20 durch den Nullpunkt geht, fliesst kein Strom durch die beiden in Reihe geschalteten Entladungsröhren. Steigt dann die Spannung 20, so fliesst vorläufig noch kein Strom durch die Entladungs röhren, was davon herrührt, dass das Gitter 7 in bezug auf die Kathode 5 ein negatives Potential hat. Erst wenn das Potential des Gitters 7 in bezug auf die Glühkathode 5 Null oder ungefähr Null wird, beginnt der Strom durch die Entladungsröhren zu flie ssen. Dieser Strom hat den in Fig. 2 durch die Linie 22 angegebenen Verlauf und hört zu fliessen auf, wenn die Spannung 20 wie der durch den Nullpunkt geht.
Es ist ein leuchtend, dass nur während Teilen einer Hälfte einer vollständigen Wechselspannungs- periode die Entladungsröhren von Strom durchflossen werden können. Während der andern Hälfte findet gar kein Stromdurch gang statt. Die mittlere Stärke des Stromes 22 kann durch geeignete Wahl des Phasen unterschiedes zwischen den Spannungen 20 und 21 eingestellt werden. Eilt die Span nung 21 in bezug auf die Spannung 20 nur wenig nach, so beginnt der Strom 22 schon früh in der Halbperiode, in der die Span nung 20 positiv ist.
Wird hingegen die Phasennacheilung vergrössert, so beginnt der Strom 22 erst später zu fliessen, so dass die mittlere Stromstärke kleiner wird. Durch Regelung der Phasenverschiebung kann also die mittlere Stromstärke auf einen bestimm ten Wert eingestellt werden. Es ist einleuch tend, dass die Elemente, mit denen die Pha senverschiebung herbeigeführt wird, vorher derart bemessen werden können, dass die rich tige Stromstärke zustande kommt. Es ist je doch empfehlenswert, diese Elemente regel bar zu machen, so dass die Stromstärke ge ändert werden kann.
Aus Fig.2 ist ersichtlich, dass der die Entladungsröhre durchfliessende Strom einen intermittierenden Charakter hat. Das Flim mern des von der Entladungsröhre 1 aus gesandten Lichtes ist daher in einigen Fäl len störend. Bei höherer Frequenz der Wech- selstromquelle 8 ist die Störung durch das Flimmern selbstverständlich geringer.
Die Einrichtung nach Fig. 3 enthält eine gasgefüllte Entladungsröhre 23, die mit einer Glühkathode 24 und mit zwei Anoden 25 versehen ist. Diese Anoden sind je mit einer Glühkathode 5 einer Entladungsröhre 4 ver bunden. Diese Entladungsröhre ist ferner mit einer Anode 6, einem Gitter 7 und einer Gasfüllung versehen. Die beiden Anoden 6 sind mit den Enden einer Sekundärwicklung 26 des Transformators 27 verbunden, dessen Primärwicklung mit 28 bezeichnet ist. Die Mitte der Wicklung 26 ist durch den Leiter 29 mit der Glühkathode 24 verbunden.
Der Transformator 27 weist ferner auch noch eine Sekundärwicklung 30 auf, die einen Stromkreis 31 speist, in dem ein veränder licher Widerstand 32, eine parallel zu die sem geschaltete Selbstinduktion 33 und eine Transformatorwicklung 84 liegen. Jede der. mit der Transformatorwicklung 34 zusam menarbeitenden Sekundärwicklungen 35 ist einerseits über einen Widerstand 36 an ein Gitter 7 und anderseits an eine Glühkathode 5 angeschlossen.
Die Glühkathoden 5 und 24 können mit Hilfe nicht dargestellter Transformatorwick- lungen erhitzt werden.
Die Entladungsröhren-4 haben auf den die Entladungsröhre 23 durchfliessenden Strom die gleiche regelnde Wirkung wie die Entladungsröhre 4 der Einrichtung nach Fig. 1. Da die Entladungsröhre 23 mit zwei Anoden versehen ist und in den Zuführungs leiter jeder dieser Anoden eine Entladungs röhre 4 eingeschaltet ist, wird die Ent ladungsröhre 23 während eines Teils jeder Hälfte der Wechselspannungsperiode von Strom durchflossen, so dass das von dieser Röhre ausgesandte Licht, bei der gleichen Frequenz der Wechselstromquelle, erheblich weniger flimmert.
Die Einrichtung nach Fig.4 entspricht im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten. Es sind jedoch die Entladungsröhren 4 nicht zwischen die Anoden und die Enden der sekundären Transformatorwicklung, sondern in einen andern Teil der Anodenstromzufüh- rungsdräUte geschaltet. Die Transformator wicklung 26 ist nämlich in zwei Teile 37 und 38 geteilt. Die beiden Entladungsröhren 4 sind nun zwischen diese beiden Teile ge schaltet.
Die Wirkung der Einrichtung Fig. 4 ist gleich derjenigen der Einrichtung Fig.3. Es ist einleuchtend, dass die Ent ladungsröhre auch mit drei oder mehr Ano den versehen werden kann, so dass die Röhre von einer drei- oder mehrphasigen Wechsel- stromquelle gespeist werden kann.