Einrichtung zum Betrieb einer gasgefüllten elektrischen Entladungsr hre. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zum Betrieb einer gasgefüllten elek trischen Entladungsröhre. Eine solche Röhre hat eine Zündspannung, die höher als die Betriebsspannung ist. Diese Zündspannung ist besonders hoch, wenn die Entladung nach einer Ruhepause zum ersten Male gezündet wird. Nachdem die Röhre aber einige Male hintereinander gezündet hat, wird die Diffe renz zwischen Zündspannung und Betriebs spannung kleiner.
Die Spannung der f Stromquelle, mit der die Entladungsröhre betrieben wird, musste denn bisher auch so hoch gewählt werden, dass die Röhre leicht zündete, obwohl diese Spannung zur Aufrechterhaltung der Ent ladung nicht so hoch zu sein braucht.
Zufolge der hohen Zündspannung können diese Entladungsröhren häufig nicht un mittelbar von einem Netz üblicher Spannung gespeist werden; vielmehr sind Transforma toren zur Erhöhung der Netzspannung not wendig. Die Erfindung bezweckt die Zündung und den Betrieb solcher Entladungsröhren mittelst Stromquellen mit einer niedrigeren Spannung, als sie die bisher zu diesem Zweck benutzten Stromquellen aufweisen, in vielen Fällen sogar ohne Benützung der erwähnten Transformatoren. Die Betriebs einrichtung kann so einfacher gestaltet wer den.
Die erfindungsgemässe Einrichtung um fasst eine Selbstinduktion und eine Kapa zität, die miteinander in Reihe geschaltet und an eine Wechselstromquelle angeschlos sen sind. Die Selbstinduktion und die Kapa zität sind so bemessen, dass die Resonanz bedingung, für die Frequenz der :Strom quelle, mindestens annähernd erfüllt ist. Die Entladungsröhre ist parallel zu der Kapa zität oder Selbstinduktion geschaltet, und in diesen Parallelstromzweig ist in Reihe mit der Entladungsröhre ein Impedanzelement, und zwar ein solches, das auch Gleichstrom durchlässt, aufgenommen.
Die Wechselstromquelle kann aus einem Wechselstromnetz üblicher Spannung, zum Beispiel 220 Volt, und üblicher Frequenz, zum Beispiel 50 Per.ISek. bestehen. Infolge der Erfüllung der Resonanzbedingung kön nen zwischen den Belegungen der Kapazität und zwischen den Enden der Selbstinduktion Spannungen auftreten, die mehrere Mal grö sser sind als die Spannung der Wechselstrom quelle. Da die Entladungsröhre parallel zu der Kapazität oder zu der Selbstinduktion geschaltet ist, wird die Röhre durch die hohe Spannung zwischen den Elektroden der Ka pazität oder den Enden der .Selbstinduktion gezündet.
Wenn diese Spannung den Wert der Zündspannung der Entladungsröhre er reicht hat, so entladet sich die Kapazität durch die Entladungsröhre hindurch. Das Impedanzelement, das mit der Entladungs röhre in Reihe geschaltet ist, hat eine wich tige Funktion. Es bewirkt nämlich, dass nicht plötzliche Entladungen der Kapazität jeweils nach Erreichung der Zündspannung erfolgen, sondern ein die Entladungsröhre gleichmässig durchfliessender Strom von der Frequenz der Wechselstromquelle zustande kommt.
Wenn die Entladungsröhre parallel zu der Selbstinduktion geschaltet ist, so geht der Entladungsweg für die Kapazität über die Entladungsröhre und die Wechselstrom quelle. Es empfiehlt sich aber, die Ent ladungsröhre parallel zu der Kapazität zu schalten. In diesem Fall entladet sich die Kapazität in dem Stromkreis, der durch die Kapazität, die Entladungsröhre und den mit dieser Röhre in Reihe geschalteten Wider stand oder die Drosselspule gebildet wird.
Man kann die eintretende Resonanz für die Zündung der Entladungsröhre in jeder Halbperiode der Wechselspannung benutzen. Zu diesem Zweck bleiben die Selbstinduk tion und die Kapazität immer mit der Wech- selstromquelle in Reihe geschaltet. Das gegenseitige Grössenverhältnis der Selbst induktion und der Kapazität kann so bemes sen werden, dass der von der Wechselstrom quelle gelieferte Strom der Spannung dieser Stromquelle voreilt, was häufig für die Be lastung von Elektrizitätsnetzen sehr vorteil haft ist.
Es ist auch möglich, die Resonanz nur für die ersten Zündungen der Entladungs röhre zu verwenden. In diesem Fall kann der Resonanzkreis nach dieser Zündung un terbrochen werden. Zu diesem Zweck kann in den Teil des Resonanzkreises, zu dem die Entladungsröhre parallel geschaltet ist, vor teilhaft ein Unterbrecher aufgenommen wer den, der durch den die Röhre durchfliessen den Entladungsstrom geöffnet werden kann.
Die Selbstinduktion und die Kapazität können vorteilhaft mit dem Impedanzele- ment, das mit der Entladungsröhre in Reihe geschaltet ist, in einem gemeinsamen Kasten untergebracht werden. Dieser Kasten kann meist leicht in bestehenden Vorrichtungen angeordnet werden, in welchem Falle die Entbehrlichkeit des bisher verwendeten Transformators sich besonders vorteilhaft auswirkt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel und Fig. 2 dessen Schaltbild; in Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbei spiel dargestellt.
Die Einrichtung (Fig. 1 und 2) umfasst eine elektrische Entladungsröhre 1, die in Form des Buchstabens A gebogen ist und für Reklamezwecke benutzt werden kann. Die als Beispiel vorgesehene Röhre ist mit zwei kalten Elektroden versehen und enthält Neon, dem Argon zugesetzt ist; ausserdem ist Quecksilberdampf in der Röhre vorhan den. Die Röhre zeigt während des Betriebes eine Entladung mit positiver Lichtsäule, die ein intensives blaues Licht ausstrahlt. E5 versteht sich, dass die Röhre 1 auch mit an dern Gasen oder Dämpfen gefüllt sein kann.
Ferner umfasst die Einrichtung einen Kasten 2, in dem eine Selbstinduktion, eine Kapazität und ein Widerstand (in Fig. 2 mit 3, 4 bezw. 5 bezeichnet) untergebracht sind. Der Kasten 2 ist mit einer zweiadrigen Schnurleitung 6 versehen, an der ein Stecker 7 befestigt ist, mit dem die Einrichtung an ein Wechselstromnetz angeschlossen werden kann.
Auf der obern Seite des Kastens ? sind zwei Anschlüsse angeordnet, die durch die Leiter 8 und 9 mit den Elektroden der Ent- 1 < idungsrölire 1 verbunden sind.
In dem Schaltbild nach Fig.2 ist die Wecliselstromquelle, aus der der beschriebene \feil der Anlage gespeist wird, mit 10 und die Entladungsröhre mit 1 bezeichnet. Nach diesem Schaltbild sind die Selbstinduktion und die Kapazität 4 in Reihe geschaltet und an die W echselstromquelle 10 angeschlossen.
Die Spannung dieser Wechselstromquelle ist zum Beispiel 220 Volt, während die Fre- queizz 50 Per.iSelz. beträgt. Die Selbstinduk tion beträgt annähernd 3 Henry, und die Kapazität hat einen Wert von 3 bis 4 Mikro farad. Die Entladungsröhre 1 ist parallel zu der Kapazität 4 geschaltet, und in Reihe mit der Entladungsröhre ist der Widerstand 5 aufgenommen, der zum Beispiel einen Wert von 26 000 Ohm hat. Die Länge der Ent ladungsröhre beträgt etwa 140 cm und der innere Durchmesser der Röhre etwa 15 mm.
Die Zündspannung dieser Entladungsröhre ist viel höher als die Netzspannung, so dass, falls die Röhre mit Hilfe eines Transforma tors betrieben wird, eine Sekundärspannung von etwa 900 Volt benötigt wird. Der Wech selstrom durch die Röhre beträgt dann zirka 0,05 Ampere und der von der Quelle ge lieferte Strom zirka 1 Ampere.
Während des Betriebes der Vorrichtung entsteht zunächst zwischen den beiden De- legungen der Kapazität 4 eine Spannung von steigendem Betrag, welche wesentlich über die Spannung des Wechselstromnetzes 10 hinaus wachsen kann. Dieses An-,vachsen dauert an, bis die Zündspannung der Ent- ladungsröhi-e 1 erreicht wird.
Weitzi die Kondensatorspannung den Wert dieser Zündspannung erreicht hat, erfolgt die Entladung in der Röhre 1, wodurch der Widerstand zwischen den Elektroden die ser Entladungsröhre wesentlich herabgesetzt wird. Die Kapazität 4 wird sich dann durch den Kreis, der durch diese Kapazität, den Widerstand 5 und die Entladungsröhre 1 ge bildet wird, entladen. Die Aufnahme des Widerstandes 5 in diesen Kreis hat zur Fol-,e, dass ein gleichmässiger Strom von der Frequenz der Wechselstromquelle durch die Entladungsröhre 1 erzielt wird.
Wäre der Widerstand 5 nicht vorhanden, so würde sich der Kondensator jeweils in sehr kurzer Zeit durch die Entladungsröhre 1 hindurch ent laden, so dass nur kurzdauernde Lichtflim mer in der Entladungsröhre auftreten wür den. Wie bereits gesagt, ist es bei Anwendung der Erfindung möglich, eine Entladungs röhre mit einer Länge von etwa 140 cm ohne Transformator mit einer Netzspannung von 220 Volt zu betreiben. Der Wegfall des Transformators führt zu einer wesentlichen Kostenersparnis der Anlage.
Die Selbstinduktion 3 besteht aus einem auf einen Eisenkern gewundenen Draht. Auf diesen Eisenkern kann auch der Wider standsdraht 5 gewunden sein.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Vorrichtung stimmt in der Hauptsache mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten überein. In Reihe mit der Kapazität 4 ist aber ein Unterbrecher 11 aufgenommen, der mittelst der durch den Entladungsstrom durchflos- senen Spule 12 geöffnet wird. Bei der In betriebsetzung der Vorrichtung führt die Entladungsröhre 1 keinen Strom, so dass der Unterbrecher 11 geschlossen ist. Wenn nun mehr die Entladung, wie oben erläutert, ein tritt, so wird die Spule 12 erregt und der Unterbrecher 11, wenn auch infolge der me chanischen Trägheit, erst nach einigen Pol wechseln, geöffnet.
Die Spule 12 und der Unterbrecher 11 sind derart konstruiert, dass der Unterbrecher durch den Röhrenstrom, trotz der bei jedem Polwechsel erfolgenden Durchgänge durch den Wert 0, geöffnet ge halten wird. Der Plesonanzkreis dient somit nur für die jeweiligen ersten Zündungen der Entladungsröhre. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Vorrichtung gemäss der Erfindung bei andern als den in der Zeichnung dargestell ten Arten von Entladungsröhren anzuwen den, zum Beispiel bei Röhren mit Bogen entladung zum Ausstrahlen von sichtbarem oder ultraviolettem Licht. Statt kalter Elek troden können die Entladungsröhren auch mit Glühkathoden versehen sein.