Vorrichtung mit einer elektrischen Gasentladungsröhre. Es ist bekannt, die Reihenschaltung eines Kondensators und einer Drosselspule an eine Wechseltromquelle anzuchliessen und den Kondensator durch die Reihenschaltung einer andern Drosselspule und einer Gasentla- dungsröhre zu überbrücken. Die erstgenannte Drosselspule, diel. z. B. auch in zwei Teile unterteilt sein kann, und -der Kondensator werden hierbei so dimensioniert, dass zwi schen den Klemmen des Kondensators eine hohe Spannung auftrifft, die die Entladungs röhre zündet.
Diesel Vorrichtung weist sehr gute Eigen schaften auf, und zwar nicht nur zum Zün den, sondern auch zum Betrieb der Entla dungsröhre. Mit dieser Vorrichtung kann z. B. ein sehr guter Leistungsfaktor erreicht werden, welcher selbst praktisch gleich 1 ge macht werden kann. Ferner kann mit Leich tigkeit der Vorteil erzielt werden, dass die durch die, Entladungsröhre erzeugten höhe ren Harmonischen nur in geringem Masse zur Stromquelle durchdringen können, und dass die Vorrichtung für die in Stromquellen auftretenden Spannungsschwankungen nur wenig empfindlich ist.
Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht jedoch darin, dass beim Schliessen des Schal ters, welcher die Einrichtung mit der Strom quelle verbindet, auch dann eine hohe Span nung zwischen den Klemmen des Kondensa- tors und in andern Teilen -der Vorrichtung erzeugt wird, wenn die Entladungsröhre sich nicht in ihrer Fassung(en) befindet; gleich zeitig fliesst dann ein starker Strom durch den Kondensator und die mit diesem in Reihe geschaltete Drosselspule.
In diesem Falle besteht die Gefahr, dass vergessen wer den kann, den genannten Schalter wieder zu öffnen, so dass diese hohe Spannung und der starke Strom bestehen bleiben, was nicht nur einen unnötigen Energieverlust bedeutet, sondern auch zur Beschädigung dew Vorrich tung führen kann.
Ein anderer Nachteil der bekannten Vor ricUtung ist darin zu erblicken, dass, wenn die Entladungsröhre, mit Glühelektroden ver sehen ist. und diese vor der Zündung der Ent ladungsröhre erhitzt werden sollen, hierzu be sondere Massregeln getroffen werden müssen, die die Vorrichtung umständlicher machen.
In Vorrichtungen, in welchen alle für die Zündung und den Betrieb .der Gasentladungs- röhre erforderlichen Hilfselemente in Reihe beschaltet sind, können diese Nachteile durch Aufnahme der Glühelektroden oder im Sockel der Entladungsröhre angeordneten leitenden Brücken in diese Reihenschaltung vermieden werden, so dass nur die Entla- dungSstrecke der Entladungsröhre parallel zu einem Teil der Reihenschaltung liegt.
Die Eigenschaften dieser Vorrichtungen weichen jedoch ab von denen der erstgenannten Vor richtung, bei welcher die Reihenschaltung einer Drosselspule und einer Entladungsröhre parallel zu einem Kondensator liegt., der seinerseits wieder mit. einer andern Drossel spule in Reihe geschaltet ist.
Eine Abänderung der leitztgenannten Vorrichtunc in der Art und Weise, dass alle Hilfselemente in Reihe geschaltet sind, ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, weil in dieser Schaltung ein besonderer Knotenpunkt vorhanden ist, nämlich ein Punkt der ausser über eine Drosselspule mit der Entladungs röhre, auch noch über zwei Stromzweige mit den beiden Klemmen der Stromquelle. ver bunden ist.
Diese Schaltungen, bei welchen ein der artiger über eine Drosselspule mit der Röhre verbundener Knotenpunkt vorhanden ist, sollen weiterhin kurz "Knotenpunktschaltun- gen" genannt werden.
Ein derartiger Knotenpunkt kommt auch in andern Vorrichtungen mit Gasentla.dungs- röhren vor. Es ist beispielsweise bekannt, eine Gasentladungsröhre@ in Reihe mit einer Drosselspule an eine Wechselstromquelle an zuschliessen und parallel zur Röhre und Drosselspule einen Kondensator anzuordnen, i der dem Zweck dient, die Phasennacheilung des von der Stromquelle aufgenommenen Stromes zu verringern oder selbst in eine Voreilung abzuändern.
Auch hier tritt der Nachteil auf, dass, wenn die Vorrichtung unter Spannung gesetzt wird, während sich die Entladungsröhre nicht in der Vorrich tung befindet, ein Strom durch den Konden sator fliesst, was eine überflüssige Belastung der Stromquelle mit einem stark voreilenden Strom bedeutet.. Ferner können auch in dieser Vorrichtung die Glühelektroden, mit wel chen die Entladungsröhre versehen sein kann, vor der Zündung nicht ohne weiteres erhitzt werden.
Ein anderer Fall, in welchem ein der artiger Knotenpunkt vorhanden ist, ergibt sich bei einer Vorrichtung, in welcher ein Kondensator und eine Drosselspule, mitein ander in Reihe geschaltet, an eine Strom quelle angeschlossen sind und die Reihen schaltung einer Gasentladungsröhre und einer Drosselspule parallel zur erstgenannter Drosselspule liegt, wobei diese Drosselspule und der Kondensator so bemessen sind, dass bei nicht gezündeter Entladungsröhre infolge der auftretenden Sättigung der Drosselspule ein sehr starker Strom durch den Kreis fliesst und infolgedessen zwischen den Enden dieser Drosselspule eine hohe Spannung herrscht, die die Entladungsröhre zur Zündung bringt, während der genannte Kreis nach der Zündung der Entladung aus dem Kippzustand fällt.
Wenn diese Vorrichtung bei Abwesenheit der Entladungsröhre unter Spannung gesetzt wird, fliesst andauernd ein sehr starker Strom durch den Kondensator und die Drosselspule, wodurch diese leicht beschädigt werden können. Ferner ist auch bei dieser Vorrich tung eine Heizung der Elektroden vor der Zündung der Entladung nicht ohne weiteres möglich.
Durch die Erfindung werden die genann ten Nachteile vermieden, und es wird eine Schaltung erhalten, in welcher alle für die Zündung und den Betrieb der Gasentladungs- röhre erforderlichen Hilfselemente in Reihe beschaltet sind und nichtsdestoweniger ein Punkt vorhanden ist, der in elektrischer Hin sicht einem Knotenpunkt, gleichwertig oder nahezu gleichwertig ist. Auf diese Art und Weise werden die mit der Reihenschaltung der Hilfselemente verbundenen Vorteile mit .den guten Eigenschaften einer Knotenpunkt schaltung kombiniert.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung stimmt mit den bekannten Knotenpunktschaltungen darin überein, dass sie eine Entladungsröhre enthält, die mit zwei, wenigstens, im Betrieb der Röhre ,leitenden Brücken die vorzugsweise aus Glühelektroden oder den Heizelementen von Glühelektroden, jedoch z.
B. auch aus in den Sockeln der Entladungsrflhre angeord neten metallischen Leitern oder aus zwischen den Hauptelektroden und zugehörenden Hilfselektroden auftretenden Hilfsentladun gen bestehen können) versehen ist, die je zwei Stromzufuhrorgane <I>A</I> und<I>B</I> bezw. C und<I>D</I> aufweisen, wobei das Organ A über eine Drosselspule und gegebenenfalls über eine andere Impedanz mit einer Klemme der Wechselatromquelle und das Organ C mit der zweiten Klemme dieser Stromquelle, gegebenenfalls über eine Impedanz, verbun den ist.
Gemäss der Erfindung ist die Drossel spule mit einer Hilfswicklung versehen und das Organ B über diese Hilfswicklung und eines Impedanz mit dem Organ D verbun den und die Hilfswicklung derart gewickelt, dass bei einem durch die Haupt- und Hilfs wicklung der Drosselspule fliessenden Reihen strom einander entgegengerichteite magne. tische Felder erzeugt werden.
In dieser Vorrichtung sind alle Hilfs elemente und beide in oder an der Entla dungsröhre befindlichen leitenden Brücken in Reihe geschaltet, so dass, wenn die Ent ladungsröhre aus den Fassungen entfernt ist, der Stromkreis notwendigerweise unterbro chen ist. Wenn die genannten Brücken die GlühelektroJen oder die Heizelemente der (indirekt geheizten) Glühelektroden bilden, so befinden sich diese Elektroden oder ihre Heizelemente ohne weiteres in der gebildeten Reihenschaltung und werden vor der Zün dung der Entladung geheizt.
Auf diese Art und Weise werden die Vorteile der Reihen schaltung der Hilfselemente erzielt; gleich zeitig werden jedoch durch die Anwendung der in besonderer Weise angeordneten Hilfs wicklung der Drosselspule Eigenschaften er zielt, .die die bisher bekannten Vorrichtungen mit in Reihe geschalteten Hilfselementen nicht besitzen und mit den Eigenschaften von Knatenpunktschaltungen übereinstimmen. Dies wird bei der Beschreibung des Aus führungsbeispiels noch eingehender auseinan dergesetzt.
Die Bewicklung der Drosselspule kann wenigstens teilweise bifilar ausgeführt wer den. Während des normalen, Betriebes fliessen durch die beiden Wicklungen im allgemei nen Ströme verschiedener Stärke.
Da eine bi- filare B-ewicklung mit Drähten verschiedener Stärke zu viel Wickelraum beansprucht, kann es von Vorteil sein, die Wicklungen aus Litzendraht zu machen, wobei eine be stimmte Anzahl Adern in die Hauptwicklung und der Rest der Ademn in die Hilfswicklung aufgenommene ist.
Unter Gasentladungsröhren sind hier nicht nur Entladungsröhren zu verstehen, die mit einer oder mehreren Gasen .gefüllt sind, sondern auch Röhren, die eine Dampffüllung oder ein Gasdampfgemisch enthalten.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dein Erfindungsgegen standes schematisch dargestellt, In der Zeichnung stellt 1 eine zur Licht- ausstrahlung dienende Entladungsröhre .dar, die z. B. aus einer 100 cm langen und 3,5 cm weiten Röhre besteht, in welcher sich ther- mionische Elektroden 2 und 3 befinden, welche mit einem Elektronen stark emittie renden Stoff versehen sind. Die Lampe ent hält eine Edelgasfüllung, z. B.
Argon, unter einem Druck von einigen Millimeter Queck silbersäule, sowie auch eine geringe Menge Quecksilber, das beim Betrieb eine Nieder druckquecksilberdampfentladung mit positi ver Säule zeigt. Die Innenseite der Röhren wand kann mit lumineszierendem Stoff be deckt sein, der durch die in der Entladung erzeugten ultravioletten Strahlen zur Lumin eszenz gebracht wird. Selbstverständlich können auch Entladungsröhren anderer Art in der erfindungsmässigen Vorrichtung An wendung finden.
Jede der Glühelektroden 2 und 3 ist mit zwei Stromzufuhrorganen 4 und 5 bezw. 6 und 7 versehen, die mit den oben genannten Organen A-D übereinstimmen. Das Organ 4 der Elektrode 2 ist über die Drosselspulen wicklung 8 und die Drosselspule 9 mit der Klemme 10 einer Wechselstromquelle ver bunden und das Organ 6 der Elektrode 3 ist: über einen Schalter 11 an die andere Klemme 12 der genannten Wechselstromquel@le an geschlossen. Falls die Stromquelle aus einem Streufeldtransformator oder einem Generator mit hoher Selbstinduktion besteht, kann dieser .die Drosselspule 9 ersetzen.
Die Dros selspule 9 kann auch aus zwei Teilen be stehen, wobei der eine Teil an der gezeichne ten Stelle und der andere Teil zwischen dem Schalter 11 und dem Organ 6 in der Schal tung aufgenommen sein kann.
Das Stromzufuhrorgan 5 der Elektrode 2 ist über eine Wicklung 13 und einen Kon densator 14 mit :dem Organ 7 der Elektrode 3 verbunden. Die Wicklung 13 stellt die Hilfswicklung der Drosselspule dar, deren Wicklung 8 die Hauptwicklung bildet. Die Hilfswicklung 13 ist derart gewickelt, dass die )Vicklungen 8 und 13 von dem Auftreten einer Entladung zwischen den Elektroden 2 und 3 einander entgegenwirken.
Die induktiven Elemente 9, 8 und 13 und das kapazitive Element 14 sind unter Zwi schenschaltung der Heizelemente der Glüh- elektroden 2 und 3 miteinander in Reihe ge schaltet und derart bemessen, dass zwischen den Elektroden eine zur Zündung der Entla dung der Röhre ausreichende Spannung auf tritt. Die erforderliche Zündspannung wird infolge der Tatsache, dass der durch diese Schaltung fliessende Strom die Elektroden vor der Zündung auf Emissionstemperatur bringt, auf einen geringeren Wert gebracht, als dies bei einer Röhre mit kalten Elektro den der Fall ist.
Nach dem Schliessen des Schalters 11 arbeiten die von den Wicklungen. 8 und 13 er zeugten magnetischen Felder einander ent- gegen, so dass, im Fallei dass sie miteinander gleich gewählt sind, die der Röhre 1 zu geführte Spannung nahezu gleich der Span nung am Kondensator 14 ist, und sozusagen eine Kurzschlussverbindung zwischen den Punkten 15 und 16 der Vorrichtung ent steht. Eine vollkommene Gleichheit der Wicklungen 8 und 13 ist jedoch, wie Ver suche erwiesen haben, nicht nötig.
Nach erfolgter Zündung der Röhre 1 ist im allgemeinen weder die Stärke, noch die Phase des Stromes durch die Wicklung 13 gleich mit jenen des Stromes durch die Wick lung B. Es hat sich gezeigt, dass nun zwischen den Punkten 15 und 16 ebenfalls kein nennenswerter Spannungsunterschied zu be stehen braucht. Hierdurch entsteht eine Vor richtung mit sozusagen miteinander verbun denen Punkten 15 und 16 und einer einzigen Drosselspule an Stelle der Wicklungen 8 und 13 mit allen damit verbundenen guten Betriebseigenschaften.
Durch die Anordnung der Hilfswicklung 13 können infolgedessen der Vorrichtung, in welcher alle Hilfselemente in Reihe geschal tet sind, diel Eigenschaften einer Knoten punktschaltung gegeben werden ohne die Möglichkeit einer Vorheizung der Elektroden und einer Unterbrechung der Reihenschal tung bei Entfernung der Entladungsröhre aus ihren Fassungen preiszugeben.
Es hat sich experimentell herausgestellt, dass es. nicht. unbedingt nötig ist, die Wick lung 13 derart auszuführen und mit der Wicklung 8 so stark zu koppeln, dass zwi schen den Punkten 15 und, 16 auch bei brennender Entladungsröhre praktisch über haupt kein Spannungsunterschied besteht.
Auch bei einer weniger starken Kopplung zwischen den Wicklungen 13 und 8, wobei zwischen den Punkten 15 und 16 ein Span- nungsunterschied von einigen Zehnern Volt auftrat, zeigte es sich, dass die Eigenschaften der Knotenpunktschaltung, wenigstens zu einem grossen Teil, erreicht werden können.
In einem konkreten Fall waren die Ele mente der Vorrichtung so gewählt, dass der gemeinsame Strom durch alle Elemente bei einer Netzspannung von 220 Volt und 50 Hertz vor der Zündung der Röhre 0,4 A be trug, während diel Spannung über jede Elek trode 12 V und die Spannung zwischen den Elektroden 350 V war. Bei brennender Röhre war der vom Netz aufgenommene Strom 0,14 A, der Strom durch .den Kondensator 0,225 A und der Entladungsstrom 0,25 A.
Die Doppeldrosselspule 8, 13 war mit einem Eisenkern versehen, der- einen Luft.- spa-lt von 3,7 cm' Querschnitt und 0,04 cm Länge aufwies. Die Wicklung 13 bestand aus 1460 Windungen Kupferdraht mit. einem Durchmesser von 0,28 mm und die Wicklung 8 aus 1360 Windungen mit einer Drahtstärke von 0,2 mm. Die Wicklung 13 war als Zy linderwicklung auf der Wicklung 8 angeord net. Trotz des Umstandes, dass der Gesamt strom durch diel Wicklung 8 fliesst, könnte für diese ein dünnerer Draht gewählt wer den als für die Wicklung 13.
Bei brennender Röhre traten: an den Ele menten der Vorrichtung die folgenden Spannungen auf: 77 V an der Drosselspule 9, 146 V an der Wicklung 8, 2 V an jeder der Glühelektroden, 149 V an der Wicklung 13, 198 V am Kondensator 14 und 103 V zwischen den Elektroden. Der Spannungs unterschied zwischen den Punkten 15 und 16 betrug hierbei 9 V und der Leistungs faktor der Vorrichtung 0,94 nacheilend.
Der Spannungsunterschied zwischen den Punkten 15 und 16 ist infolge der festen Kopplung zwischen den Wicklungen gering. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei einer weniger festen Kopplung, wobei die Wick lungen 8 und 13 nebeneinander angeordnet waren und zwischen ihnen ein Streufeld von solcher Stärke bestand, dass die Spannung zwischen den Punkten 15 und 16 auf 57 V stieg, keine nennenswerte Änderungen in der Arbeitsweise der Vorrichtung auftraten.
Die Anwendung der Erfindung ist selbst verständlich nicht auf das angeführte Aus führungsbeispiel beschränkt. Die Drossel spule 9 kann beispielsweise weggelassen wer den. An, Stelle dieser Drosselspule kann auch ein Kondensator kommen, wobei dann gleich- zeitig der Kondensator 14 durch eine D-ros- selspule ersetzt wird. Diese letztgenanntes Drosselspule kann unter Anwendung starker Sättigung auch derart bemessen werden, dass sie vor der Zündung der Röhre in Zusam menarbeit mit dem das Element 9 ersetzen- den Kondensator in einem Zustand grosser Stromstärke kippt, bei brennender Röhre jedoch aus diesem Kippzustand fällt.
Weiterhin kann die Erfindung auch mit Vorteil angewendet werden, um mehr als einen Knotenpunkt zu vermeiden. Dies ist. zum Beispiel der Fall, wenn zwischen dem Organ 6 und dem Schalter 11 eine der Drosselspule 8 entsprechende Drosselspule vorhanden ist, welche .dann mit einer Hilfs wicklung versehen wird, die zwischen .das Organ 7 und den Kondensator 14 geschaltet, wird.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die in diel Reihenschaltung der Hilfs elemente aufgenommenen leitenden Brücken durch die Elektroden 2 und 3 gebildet. Die Entladungsröhre kann auch mit zwei Haupt elektroden versehen sein, wobei in der Nähe jeder Hauptelektrode eine Hilfselektrode an geordnet ist. Die Hauptelektroden werden dann mit den Stromzuführorganen 4 bezw. 6 verbunden, während die Hilfselektroden mit den Stromzufuhrorganen 5 bezw. 7 in Ver bindung gebracht werden.
Bei der Inbetrieb setzung der Vorrichtung bilden sich dann Hilfsentladungen zwischen jeder der Haupt elektroden und der benachbarten Hilfselek trode aus. Diese Hilfsentladungen, die die Hauptelektroden heizen, befinden sich in Reihe mit den Hilfselementen und bilden dann die obenerwähnten leitenden Brücken. Befindet sich die Entladungsröhre nicht in ihren Fassungen, so ist auch in diesem Falle der Stromzweig beständig unterbrochen.
Die Erfindung kann auch angewendet werden, wenn die Entladungsröhre mit zwei Elektroden versehen ist, die vor der Zündung der Entladung nicht geheizt werden. In diesem Falle können die leitenden Brücken zwischen den Organen 4 und 5 bezw. 6 und 7 beispielsweise aus zwei Leitern bestehen, welche sich in den Sockeln der Entladungs röhre befinden.