DE377482C - Einrichtung zur Zuendung von elektrischen Leuchtroehren - Google Patents

Description

(Sch 63784

in Berlin.

Bekanntlich zünden elektrische Leuchtröhren bei den gebräuchlichen Netzspannungen nur dann, wenn der Elektrodenabstand sehr klein ist, wie bei den sogenannten Glimmlichtlampen, während Leuchtröhren mit großem Elektrodenabstand nur mittels Hilfsvorrichtungen zur Zündung gebracht werden können. Derartige Zündeinrichtungen bestehen entweder aus Hilfselektroden, die nach erfolgter Zündung ausgeschaltet werden, oder aus Vorrichtungen, welche vorübergehend die Spannung an den Klemmen der Leuchtröhre erhöhen. Alle diese Hilfsvorrichtungen haben den Nachteil, daß sie bewegliche Teile und starkem Verschleiß unterworfene Trennkontakte enthalten, wodurch ihre Betriebssicherheit beeinträchtigt wird. Schließlich ist auch noch vorgeschlagen worden, als Hilfselektrode einen in dem Leuchtrohr ausgespannten Kohlefaden zu benutzen, der mit der Anode verbunden und dessen freies Ende der Kathode so weit genähert ist, daß der Abstand von den gebräuchlichen Netzspannungen überbrückt werden kann. Diese Einrichtung beruht auf der Erscheinung, daß die anodische Stromaustrittsstelle das Bestreben hat, sich von der Kathode zu entfernen, die Zündung setzt daher an dem freien Ende des Kohlefadens ein, worauf die Stromaustrittsstelle allmählich bis zu der Hauptanode wandert und schließlich auf diese übergeht. Diese Zündungseinrichtung hat den Nachteil, daß sie nur bei Gleichstrom und auch dann nur in einer bestimmten Stromrichtung brauchbar ist.

Die Erfindung betrifft eine ähnliche Einrichtung wie die zuletzt erwähnte Hilfsvorrichtung, sie hat jedoch den Vorteil, daß ihre Wirkung von der Stromrichtung unab· hängig ist, so daß sie auch bei Wechselstrom verwendbar ist. Diese Einrichtung besteht aus einer faden- oder streifenförmigen Hilfselektrode, die mit einer der Hauptelektroden leitend verbunden und die derart in dem Leuchtrohr ausgespannt oder verlegt ist, daß sich das freie Ende wie bei der bekannten Einrichtung in der Nähe der zweiten Hauptelektrode befindet, wobei jedoch der Widerstand der Hilfselektrode derart bemessen ist, daß der auf die Längeneinheit bezogene Widerstandswert höher ist als derjenige der Gassäule auf die gleiche Länge. In diesem Fall setzt die Zündung gleichfalls an dem freien Ende der Hilfselektrode ein, wandert aber auch dann zu der mit ihr verbundenen Hauptelektrode, wenn letztere Kathode ist. Der Vorgang spielt sich dann allerdings insofern anders ab, als mit der Wanderung auch eine Ausdehnung der Stromaustrittsstelle verbunden ist. Bekanntlich bedeckt das negative Glimmlicht eine Fläche, die der Stromstärke annähernd proportional ist. Im Augenblick der Zündung überzieht sich daher das freie Ende der Hilfselektrode nur auf eine kurze Strecke mit Glimmlicht entsprechend dem Widerstandswert der Hilfselektrode, die als Vorschaltwiderstand wirksam ist. Unter der mit großer Annäherung zutreffenden Voraussetzung gleichmäßiger Stromdichte in der Glimmschicht nimmt die Stromstärke in der Richtung von dem freien Ende nach der Grenze des Glimmlichtes linear zu. Daher wird der unbedeckte Teil der Hilfselektrode von dem vollen Strom durchflossen, von der Grenze des Glimmlichts bis zum Ende fällt, die Stromstärke allmählich auf Null, das in der Glimmschicht ionisierte Gas wirkt wie ein Nebenschluß, und der Gesamtwiderstand ist kleiner als vor der Zündung. \ Infolgedessen muß sich das Glimmlicht in ' Richtung nach der Kathode hin ausdehnen. Dieser Ausdehnung entspricht eine weitere Verringerung des Gesamtwiderstandes, die eine weitere Ausbreitung der Glimmschicht verursacht, diese wirkt wieder auf den Widerstand zurück und so fort, bis schließlich der Strom auf die eigentliche Kathode übergeht. Da letztere aus einem Metall oder einer Legierung mit besonders niedrigem Kathodenfall besteht, entzieht sie der Hilfselektrode augenblicklich den Strom und bleibt in der Folge allein wirksam, wobei die Glimmentladung in eine Bogenentladung übergeht, wenn die Bedingungen hierzu gegeben sind.

Ähnlich spielt sich der Vorgang bei umgekehrter Stromrichtung ab, wenn die Hilfselektrode Anode ist. Die Stromaustrittsstelle hat an sich das Bestreben, sich von der · Kathode zu entfernen, sie wandert daher von dem freien Ende der Hilfselektrode, wo die Zündung einsetzt, zu der eigentlichen Anode Die Wanderung wird dadurch beschleunigt, daß sie mit einer Widerstandsverminderung verbunden ist, die eine Verbreiterung der Stromaustrittsstelle zur Folge hat.

Trotz der großen Geschwindigkeit, mit der sich das Glimmlicht auf der Hilfselektrode ausbreitet, besteht die Gefahr, daß die Glimmentladung in eine Bogenentladung übergeht, bevor die Glimmschicht die eigentliche Kathode erreicht hat. Um dieser Gefahr vorzubeugen, kann man der Leuchtröhre einen kleinen Widerstand oder eine Drosselspule vorschalten, vor allem aber muß der auf die Längeneinheit bezogene Widerstandswert der Hilfselektrode sehr hoch sein, besonders in nächster Nähe der Kathode. Ein sicheres Vorbeugungsmittel gegen die Lichtbogenbildung besteht darin, daß die Hilfselektrode nicht unmittelbar, sondern über einen Vorschaltwiderstand oder eine Drosselspule mit der Kathode verbunden wird, doch muß dann das betreffende Ende der ) Hilfselektrode so nahe vor der Kathode angeordnet sein, daß die Entladung überspringen kann. Andererseits muß dieser Abstand doch so groß sein, daß durch niedergeschlagene Dämpfe des Kathodenmetalls keine leitende Brücke zwischen Kathode und Hilfselektrode entstehen kann.

Zweckmäßig werden in bekannter Weise beide Elektroden aus je zwei Metallen, einem mit niedrigem Anodenfall und einem mit niedrigem Kathodenfall, zusammengesetzt, wovon je nach der Stromrichtung ein Paar wirksam ist. Bei einer derartigen Leuchtröhre mit zwei Doppelelektroden werden gemäß der Erfindung beide mit fadenförmigen Zündelektroden verschen, die etwas kürzer sind als die halbe Länge des Leuchtrohres, so daß zwischen den freien Enden ein to kleiner Abstand übrigbleibt, daß er von den gebrauchliehen Netzspannungen überbrückt werden kann. Die Zündung setzt in diesem Falle an den freien Enden der Zündelektroden ein, an derjenigen, die mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden ist, spielt sich der oben beschriebene Vorgang ab, während gleichzeitig die Stromaustrittsstelle an derjenigen, die mit dem positiven Pol verbunden ist, zu der eigentlichen Anode wandert. Letzterer Vorgang ist mit einer Verringerung des Gesamt-Widerstandes verbunden, beschleunigt daher die Ausbreitung der negativen Glimmschicht auf der mit der Kathode verbundenen Zündelektrode, so daß im allgemeinen die Glimmschicht auf der Kathode anlangt, bevor die positive Stromaustrittsstelle die eigentliche Anode erreicht hat. Infolgedessen ist der

Claims (5)

Gesamtwiderstand, wenn die Kathode bereits ! wirksam ist, noch zu hoch, um den Übergang ; zur Lichtbogenentladung zuzulassen, letzteres kann vielmehr erst dann eintreten, wenn auch ; die eigentliche Anode wirksam geworden ist. ; Demgemäß sind bei derartigen Leuchtröhren keine besonderen Vorkehrungen notwendig, : um eine vorzeitige Lichtbogenbildung zu ver- ' hindern. , ■. ίο In der Abbildung ist eine beispielsweise ; Ausführungsform einer. derartigen bei Gleich- und Wechselstrom verwendbaren Leuchtröhre j schematisch dargestcTlt. I α ist das verkürzt gezeichnete Leuchtrohr, dessen Enden zu kleinen Kolben f, f aufgeblasen sind, die zur Aufnahme der Elektroden bestimmt sind. Letztere sind Doppelelektroden und bestehen aus den glockenförmigen Elektroden b, b, die von den Stielen c, c getragen werden, und den Belegungen g, g. Die Glocken sind aus einem Metall nit niedrigem Anodenfall, beispielsweise Eisen, verfertigt, die Belegungen bestehen aus einem Metall, Amalgam oder Legierung von besonders niedrigem Kathodenfall, in der beispielsweise Alkali- ; metalle oder Alkalierdmetalle enthalten sind. ; d, d sind die beiden an ihren freien Enden von den Haltern e, e getragenen Zündelek- ! troden. Sie bestehen aus in Schraubenlinienform gewundenen dünnen Drähten, beispielsweise aus : Eisen oder Wolfram. Die lichte Weite der '■ Drahtspiralen und der Abstand zwischen den einzelnen Windungen sind so klein gewählt, ' daß nur an der Außenfläche negatives Glimm- '■ licht auftreten kann. Desgleichen ist der j Innendurchmesser der Glocken b, b so klein, j daß sich in den Hohlräumen kein Glimmlicht ' bilden kann. Hierdurch wird erreicht, daß \ das nach der Zündung sich ausbreitende j negative Glimmlicht auf derjenigen Zünd- j elektrode, die als Kathode geschaltet ist, nur ■ bis zur Mündung der Glocke vordringen kann, von da aber auf die Außenwand überspringen i muß, die mit dem Metall mit besonders nied- ; rigem Kathodenfall überzogen ist. Der in j der Glocke eingeschlossene Teil der Zündelektrode bleibt daher als Vorschaltwiderstand wirksam, bis die Entladung auf die eigentliche Kathode übergegangen ist. Daher kann sich \ kein Lichtbogen bilden, solange die Zündelek- \ trode mit Glimmlicht bedeckt ist. Bei der ! mit dem positiven Pol verbundenen Zünd- i elektrode wandert die Stromaustrittsstelle bis '■ in das Innere der zugehörigen Glocke und geht schließlich auf deren Innenwandung über, da der Austritt positiver Ionen durch Hindernisse in der Nähe der Anodenoberfläche nicht verhindert wird. Bei dauerndem Anschluß an Gleichstrom ist somit je nach der Strom richtung die Innenwandung einer der Glocken als An.de, die Außenwandung der anderen (bzw. die mit ihr verbundene Belegung) als Kathode wirksam. Die Leuchtröhre ist in bekannter Wei-e mit einem Edelgas unter niedrigem Druck bzw. mit einem Gasgemisch, das im wesentlichen aus einem oder mehreren Edelgasen besteht, gefüllt. Läßt sich unter gegebenen Bedingungen mit Hilfe dünner Drähte kein genügend hoher Widerstand erzielen, eo kann man als°Zündelektroden Bänder oder Fäden aus einem Halbleiter verwenden. Beispielsweise kann man Fäden oder Dochte aus Asbest in geringem Grade leitfähig machen, indem man sie mit organischen Stoffen, wie Teer, Harz o. dgl., tränkt und diese verkohlt, oder indem man sie mit Graphit bestreicht oder mit einer dünnen Metallschicht überzieht. Die Erfindung ist auch anwendbar für solche Gasentladungsröhren, die nicht zur Lichterzeugung bestimmt sind, z. B. für Gleichrichter. Patent-A νSprüche:

1. Einrichtung zur Zündung von elektrischen Leuchtröhren mittels einer oder mehrerer in der Röhre ausgespannter oder verlegter Hilfselektroden in Faden- oder Bandform, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Hilfselektrode bzw. der Hilfselektroden größer ist als derjenige der sie umgebenden Gassäule.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden aus schraubenförmig gewundenen dünnen Drähten, aus durch Kohle- oder Metallüberzug o. dgl. leitfähig gemachten Asbestfäden oder aus einem ähnlichen Halbleiter bestehen.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenbildung von der oder den Hilfs- ι ου elektroden aus in an sich bekannter Weise durch diesen vorgeschaltete Widerstände verhindert ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden an ihrem Anfang innerhalb einer Umhüllung angeordnet sind, deren Innenraum sie mit so geringem Spielraum umgibt, daß darin die Bildung des kathodischen Glimmlichts verhindert wird.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem Metall mit niedrigem Änodenfall besteht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.