DE497793C - Entladungsroehre mit Edelgasfuellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. MAI 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 g GRUPPE

Entladungsröhre mit Edelgasfüllung Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Dezember 1921 ab

ist in Anspruch genommen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsröhre, in der eine eingeschlossene Bogenentladung zwischen zwei feststehenden Elektroden aus schwer schmelzbarem Stoffe, die beide durch die Bogenentladung auf Glühhitze gehalten werden, in einer Edelgasfüllung hervorgerufen wird.

Bei diesen Entladungsröhren waren bis jetzt immer mehr oder weniger verwickelte Hilfs- und Schalteinrichtungen erforderlich, um die Bogenentladung mit Hilfe der üblichen Netzspannung hervorzurufen.

So wird z. B. zu diesem Zwecke eine der Elektroden galvanisch auf Glühhitze erwärmt, oder es werden zum Glühen gebrachte Hilfselektroden angewendet; auch werden die Elektroden wohl anfänglich leitend miteinander verbunden, während nach dem Entstehen des Lichtbogens die Hilfseinrichtung

ao durch besondere Schaltvorrichtungen oder selbsttätig außer Tätigkeit gesetzt wird.

Bei den Entladungsröhren nach der Erfindung ist eine derartige Hilfsvorrichtung nicht erforderlich. Sie können unmittelbar an die

as übliche Netzspannung, für die die Röhre hergestellt ist, angeschlossen werden, wobei eine Bogenentladung zustande kommt.

Zwar wird bei gewissen Ausführungen der Erfindung von Hilfselektroden anderer Art Gebrauch gemacht, jedoch bleibt dabei stets die unmittelbare Schaltung an das Netz ohne jede nachherige Umschaltung erhalten, ohne die Leitung der Röhre zu erniedrigen.

Es ist klar, daß hiermit eine wichtige Verbesserung erzielt ist.

Ferner ist es bekannt, eine Bogenentladung in der Weise zu zünden, daß zunächst eine Glimmentladung eingeleitet wird, die dann selbständig in eine Bogenentladung übergeht. Für Zündungen dieser Art sind jedoch Spannungen erforderlich, die wesentlich höher als die gebräuchlichsten Netzspannungen sind. Gemäß der Erfindung haben die Entladeröhren eine Füllung aus einem Edelgase, welchem ein anderes Edelgas niedrigerer Ionisierungsspannung zugesetzt ist. Die Gasfüllung muß so gewählt werden, daß einerseits die nach Einschaltung eintretende Glimmentladung die Elektroden stark genug erhitzt, um den Lichtbogen hervorzurufen, während anderseits die Stromstärke nicht so hoch sein darf, daß die Röhre innerhalb kurzer Zeit zugrunde geht.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt in

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Gilles Holst, Ekko Oosterhuis und Johannes Bruijnes in Eindhoven.

der Anwendung einer bei der üblichen Niederspannung selbsttätig eintretenden Glimmentladung, um die Bogenentladung hervorzurufen, und zwar durch geeignete Wahl der Gasfüllung.

Das Beispiel einer geeigneten Gasmischung ist eine Mischung von Neon mit einem geringen Betrage Argon. (Neon mit 0,5 bis 5 Prozent Argon.)

Zwar hat man schon vorgeschlagen, zur Erniedrigung der Zündspannung einem Edelgase geringe Zusätze unedler Gase oder Dämpfe beizumengen. Durch diese Beimengung wird aber die Erniedrigung der Zündspannung weniger groß als bei Anwendung von Zusätzen aus einem Edelgase sein, Außerdem hat sich gezeigt, daß unedle Gase und Dämpfe auf die Dauer verschwinden, so daß die im Anfang erzielte Herabsetzung der so Zündspannung allmählich aufhört.

Auch die Verwendung von Edelgasen in Entladungsröhren hat man bereits vorgeschlagen. Man hat sie jedoch in gleiche Linie gesetzt wie andere indifferente Gase, wie Stickstoff, und hat demnach die besondere Wirkung, welche bei Verwendung von Edelgasen in der Art und Weise gemäß der Erfindung eintritt, nicht anerkannt.

Um die Wirkung der Röhre noch zu verbessern und ihre Lebensdauer zu verlängern, können die Elektroden zweckmäßig in einem Käfig von geeignetem Stoff angeordnet werden, auf dem sich die durch Elektrodenzerstäubung entstehenden Teilchen absetzen, so daß sie keine Stellen erreichen können, wo sie die gute Wirkung der Röhre beeinträchtigen. Dieser Käfig kann, falls erwünscht, absichtlich auf ein bestimmtes Potential geladen werden.

Die Erfindung bezieht sich sowohl auf Entladeröhren für Gleich- als auch für Wechselstrom.

Obwohl es nun sehr gut möglich ist, die zum Entstehen der Bogenentladung erforderliehe Glimmentladung ohne jegliche Hilfsvorrichtung lediglich durch unmittelbares Anschließen an eine übliche Niederspannung hervorzurufen, ist es dennoch unter gewissen Umständen vorteilhaft, das Entstehen der Glimmentladung durch Verwendung von an sich bekannten Hilfselektroden zu erleichtern. Hierdurch erreicht man einerseits unbedingt sicheres Zünden, während andererseits die Herstellung der Röhren erleichtert wird. Erfindungsgemäß können in der Röhre eine oder mehrere Hilfselektroden derart angeordnet sein, daß die selbsttätige Glimmentladung statt zwischen den Hauptelektroden zwischen den Hilfselektroden oder zwischen einer Hilfselektrode und einer der Hauptelektroden eintritt, wodurch eine Glimmentladung zwischen den Hauptelektroden hervorgerufen wird, die selbsttätig die Bogenentladung herbeiführt. Zweckmäßig ist ferner gemäß der Erfindung vor der Hilfselektrode bzw. vor den Hilfselektroden ein so großer Widerstand eingeschaltet, daß keine Bogenentladung auf die in Ein- oder Mehrzahl vorhandenen Hilfselektroden übergehen kann.

Auf den Abbildungen sind eine Anzahl Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt eine Entladeröhre mit Edelgasfüllung; 20 sind die Anschlußstellen, die an eine Gleichstrom- oder Wechselstromquelle angeschlossen werden. Sie sind durch luftdicht eingeschmolzene Stromzufuhr drähte 30 mit den Elektroden 40 verbunden, die an ihren Enden 50 mit kugelförmigen, in bestimmter Entfernung voneinander liegenden Verdickungen versehen sind. Beim Einschalten der Röhre bildet sich, bei Gleichstrom an der negativen Elektrode, bei Wechselstrom an beiden Elektroden, Glimmlicht und erwärmt nach sehr kurzer Zeit die eine oder die beiden Elektroden so hoch, daß von selbst zwischen den Elektroden Bogenentladung eintritt. Ist letztere einmal hervorgerufen, so bleibt sie bestehen, während das Glimmlicht verschwindet. go

Der Druck und die Zusammensetzung der Gasfüllung hängt von der Größe der Netzspannung ab, bei der die Lampe zünden soll;' ebenso der Abstand zwischen den Elektroden und ihre Gestalt. Als Beispiel sei erwähnt, daß bei einer Wechselspannung von ungefähr 220 Volt und bei einer Ausführung der Elektroden, wie in Abb. 1 dargestellt, der Gasdruck 25 bis 40 cm Quecksilber betragen kann, wenn die Füllung aus einem Gemisch xoo von Neon mit einer kleinen Menge Argon besteht und die Entfernung zwischen den aus Wolfram hergestellten- Elektroden ungefähr ¹Z₂ mm beträgt.

Es ist zweckmäßig, die Elektroden innerhalb eines Käfigs anzuordnen, der z. B. als eine weite, in Abb. 1 mit 60 bezeichnete Spirale ausgeführt sein kann. Der Stoffverlust der Elektroden kann sich bei dieser Ausführung nicht auf der Glaswand absetzen, so daß die Lebensdauer der Röhre erhöht wird.

Es ist bei den Entladeröhren nach der Erfindung wichtig, daß das Zustandekommen der Glimmentladung möglichst erleichtert wird, während andererseits das Zerstäuben und Verdampfen der Elektroden möglichst verhindert werden muß. Deshalb ist es zweckmäßig, den Gasdruck in der Röhre möglichst hoch zu wählen. Jedoch erschwert hoher Gasdruck das Entstehen der Glimmentladung.
Um nun bei verhältnismäßig hohem Gas-

druck dennoch die Zündspannung der Glimmentladung niedrig zu halten und dadurch das Auftreten der Bogenentladung zu beschleunigen, werden nach der Erfindung in der Röhre eine oder mehrere Hilfselektroden von geeignetem Stoffe (z. B. Magnesium), angebracht.

In diesem Fall kann der geeignete Gasdruck von der Größenordnung einer Atmosphäre sein, z. B. wenn die Netzspannung 220 Volt Wechselstrom beträgt und die Entfernung zwischen den Elektroden ungefähr ι mm ist, mag der Druck der Neonfüllung 50 bis 60 cm Quecksilber betragen. Die Entfernung zwischen Hilfs- und Hauptelektroden ist von derselben Größenordnung wie diejenige zwischen den Hauptelektroden.

Beim Einschalten der Lampe tritt nun sofort Glimmentladung zwischen den Hilfselektroden oder einer Hilfselektrode und einer der Hauptelektroden ein. Diese Glimmentladung führt nach sehr kurzer Zeit selbsttätig mit großer Sicherheit die Glimmentladung und infolgedessen die Bogenentladung zwischen den Hauptelektroden herbei.

Man kann nun die Hilfselektroden ausschalten oder gemäß der Erfindung von vornherein einen so großen Widerstand mit den Hilfselektroden hintereinanJerschalten, daß keine Bogenentladung über die Hilfselektrode oder zwischen den Hilfselektroden zustande kommen kann. Sobald die Bogenentladung über die Hauptelektroden eintritt, wird die Spannung der Röhre so niedrig, daß die Glimmentladung von selbst wieder verschwindet. Bei Röhren, bei denen die Bogenentladung durch eine selbsttätige Glimmentladung eingeleitet wird, wird der Bogen, falls er z. B. aus irgendeinem Grunde aussetzt, ohne weiteres unmittelbar wieder in Betrieb gesetzt.

Eine weitere i\usiührungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Abb. 2 dargestellt. Hierbei ist eine Hilfselektrode in der Nähe der einen Hauptelektrode angeordnet.

In dieser Abbildung ist der mit einem geeigneten Gas gefüllte Glaskörper der Lampe mit ι bezeichnet; 2 ist die Fassung der Lampe, während 3 die Kontaktstifte für die Stromzufuhr drähte sind. D ie Hauptelektroden sind mit 4 bezeichnet, während die Hilfselektrode mit 9 bezeichnet ist.

Die Hilfselektrode mit vorgeschaltetem Widerstand wird zweckmäßig an die Hauptelektroden im Nebenschluß geschaltet, wodurch der Spannungsunterschied zwischen den Hilfselektroden oder zwischen Hilfselektrode und einer der Hauptelektroden sinkt, sobald der Bogen zwischen den Hauptelektroden eingetreten ist. Der Vorschaltwiderstand der Hilfselektrode kann auch im Lampensockel untergebracht werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Entladungsröhre mit Edelgasfüllung mit eingeschlossener Bogenentladung und Glimmlichtzündung, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllung ein Edelgas gewählt ist, dem eine kleine Menge eines anderen Edelgases niedrigerer Ionisierungsspannung zugesetzt ist.

2. Entladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Röhre eine oder mehrere Hilfselektroden derart angeordnet sind, daß die selbständige Glimmentladung nicht zwischen den Hauptelektroden, sondern zwischen den Hilfselektroden oder zwischen einer Hilfselektrode und einer der Hauptelektroden eintritt, wodurch eine Glimmentladung zwischen den Hauptelektroden hervorgerufen wird, die selbsttätig die Bogenentladung herbeiführt.

3. Entladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Hilfselektrode ein so großer Widerstand eingeschaltet ist, daß keine Bogenentladung auf die in Ein- oder Mehrzahl vorhandenen Hilfselektroden übergehen kann:

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Berlin, gedruckt in der reichsdruckEkCi