DE528020C - Elektrische Leuchtroehre - Google Patents

Description

Bei den bekannten elektrischen Leuchtröhren mit gesondert geheizter, elektronenemittierender Kathode tritt eine Zündung der Röhre meist schon ein, bevor die Kathode über ihre ganze Oberfläche genügend gleichmäßig erhitzt ist. Dies hat zur Folge, daß die Entladung immer an einer und derselben besonders schnell heiß werdenden, punktförmigen Oberflächenstelle der elektronenemittierenden Überzugsschicht der Kathode ansetzt und diese dann schnell zerstört.

Um dies zu vermeiden und den Betrieb derartiger Leuchtröhren sicherer zu gestalten, findet erfindungsgemäß ein parallel zur Entladungsstrecke liegender und gleichzeitig mit einem vor der Kathode angeordneten Solenoid hintereinandergeschalteter, die Röhrenspannung beträchtlich vermindernder Widerstand mit einem diesem zugeordneten Zeitschalter

ao Anwendung, welch letzterer nach kurzer Betriebsdauer der Röhre den Widerstand selbsttätig kurzschließt. Durch diesen zusätzlichen Widerstand mit Zeitschalter wird die den Elektroden zugeleitete Röhrenspannung bei Einschaltung der Röhre zunächst auf einen für die Ausbildung der Entladung nicht ausreichenden Spannungswert vermindert, bis die Röhrenkathode genügend geheizt ist. Es kann daher jetzt nicht mehr ein vorzeitiges Zünden der Röhre durch die volle unverminderte Röhrenspannung eintreten, wenn erst ein kleiner, punktförmiger Oberflächenteil der elektronenemittierenden Überzugsschicht heiß geworden ist. Es wird vielmehr volle Sicherheit dafür geschaffen, daß bei nicht mehr verminderter voller Röhrenspannung die Entladung an der gesamten, gleichmäßig erhitzten Kathodenoberfläche oder zum mindesten an großen Teilen derselben ansetzt.

Auf der Zeichnung ist in Abb. 1 eine elekirische Leuchtröhre gemäß der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel im Schaltungsschema veranschaulicht.

Die Abb. 2 und 3 zeigen den Anwendung findenden Widerstand nebst Zeitschalter in Ansicht und im Längsschnitt.

Die in bekannter Weise mit beliebigen, Gasen, Gasgemischen, Dämpfen oder aber auch einem Gasdampfgemisch gefüllte Leuchtröhre ι besitzt an einem Ende zwei Anoden 2, 3, die unter Zwischenschaltung von Widerständen 4, 5 durch die Leitungen 6, 7 an die Enden der Sekundärspule des von einem Wechselstromnetz üblicher Gebrauchsspannung gespeisten Transformators 8 angeschlossen sind. Am anderen Ende der Leuchtröhre 1 ist eine zylindrische Metallkathode 9 vorgesehen, die in ebenfalls bekannter Weise mit Bariumoxyd oder irgendeinem anderen im geheizten Zustande elektronenemittierenden

Stoffe überzogen ist. Diese Kathode 9 ist durch, eine Leitung 10 mit einer Elektromagnetwicklung (Solenoid) 11 verbunden, die ihrerseits durch eine Leitung 12 an einen Zwischenpunkt des Transformators 8 angeschlossen ist. Zum Erhitzen der Kathode 9 dient ein zweckmäßig aus Wolfram bestehender Glühdraht 13, der in bekannter Weise innerhalb der Kathode 9 untergebracht und mit dieser stromleitend verbunden ist. Der Glühdraht 13 wird von einer dem Transformator 8 zugeordneten Wicklung 14 mittels der Leitungen ι 5, 16 mit Strom versorgt. Während die Leitung 15 unmittelbar mit dem einen Ende des Glühdrahts 13 verbunden ist, steht die andere Leitung 16 mit der Leitung 10 in Verbindung, die ihrerseits den Strom über die Kathode 9 zum anderen Ende des Glühdrahts 13 weiterleitet. Die Kathodenspeiseleitung 10 ist mit der Anodenspeiseleitung 6 nicht nur durch die Entladungsstrecke zwischen der Anode 2 und der Kathode 9, sondern noch zusätzlich durch eine parallel zur Entladungsstrecke liegende Leitung 17 verbunden, in der hintereinander ein kippbarer Quecksilberunterbrecher 18, ein kleiner Ausgleichwiderstand 19 und ein Glühdraht 20 angeordnet sind. Letzterer stellt einen Widerstand von beträchtlicher Größe dar und dient dazu, die Röhrenspannung, solange er vom Strom durchflossen ist, auf einen für die Zündung der Leuchtröhre nicht ausreichenden Spannungswert herabzumindern. Mit dem einen Ende des Glühdrahts 20 ist ein Bimetallstreif en 21 verbunden, der bei Beheizung durch den Glühdraht 20 zur Krümmung kommt und dann durch Anlegen an den am anderen Ende des Glühdrahts vorgesehenen Kontakt 22 den Glühdraht 20 kurzschließt. Der Bimetallstreifen 21 liegt, wie die Abb. 2 und 3 zeigen, über der zentralen Öffnung eines aus Porzellan oder anderem Isoliermaterial bestehenden Joches 23, so daß genügend Kühlluft über ihn streichen kann. Der Glühdraht 20, der etwa einen Widerstand von 2000 Ohm besitzt, kann, wie dargestellt, über den Bimetallstreif en 21 gewickelt und mit seinem einen Ende an diesen angeschlossen werden. Die Leitung 17 ist an zweiKlemmen 24, 25 angeschlossen, von denen die erstere mit dem Glühdraht 20 und dem Bimetallstreifen 21 verbunden ist, während die letztere nur an den Glühdraht 20 angeschlosr sen ist. Die Klemme 25 trägt ferner eine Kontaktschraube 22, weiche in die zentrale Öffnung des Joches 23 hineinragt, in der sich der Bimetallstreifen 21 frei bewegen kann. Die Kontaktschraube 22 dient dazu, mit einem Kontakt 26 des Bimetallstreifens 21 in Berührung zu kommen, wenn letzterer sich zufolge Erwärmung einwärts krümmt.

Der kippbare Quecksilberunterbrecher 18 besitzt eine vom Kern der Elektromagnetwicklung 11 beeinflußte, in der schematischen Abb. ι nicht gezeigte Armatur. Im Ruhezustände der Leuchtröhre 1 befindet sich der Quecksilberunterbrecher 18 in der dargestellten waagerechten Schließlage. Wenn durch die Elektromagnetwicklung 11 der volle ungeschwächte Röhrenstrom fließt, so wird die Armatur des Quecksilberunterbrechers angezogen und letzterer in die senkrechte Stellung gekippt, wodurch dann die Leitung 17 unterbrochen und der Glühdraht 20 von der Stromzuführung abgeschaltet ist.

Bei Stromeinschaltung fließt sofort ein Strom durch den Kathodenheizdraht 13 und den zur B eheizung des Bimetallstreifens 21 dienenden Glühdraht 20. Da der Widerstand des letzteren beträchtlich ist, so bleibt vorerst der Unterbrecher 18 in der gezeichneten Schließlage. Nach einem für die vollständige Beheizung der Kathode 9 ausreichenden Zeitraum, etwa nach 45 Sekunden, erfolgt 'ein Krümmen des Bimetallstreifens und damit ein Kurzschließen des Glühdrahts 20. Sobald dies eingetreten ist, fließt ein Strom von wesentlich höherer Spannung durch die Elektromagnetwicklung 11, wodurch nunmehr die Armatur des Unterbrechers 18 angezogen, letzterer in der Offenstellung gekippt und der Stromzweig 17 von der Stromzufuhr abgeschaltet wird. Da nunmehr die ganze ungeminderte Röhrenspannung an den Enden der Leuchtröhre 1 liegt, so bildet sich sofort eine Entladung zwischen, den Anoden 2, 3 und der Kathode 9 aus, wobei die elektronenemittierende Überzugsschicht der Kathode mehr oder weniger vollständig für das Ansetzen der Entladung zur Wirkung kommt, da die Kathode inzwischen genügend lange und dadurch gleichmäßig beheizt wurde.

Sollte bei Kippung des Unterbrechers 18 in die Offenstellung eine Zündung der Leuchtröhre trotz der an den Elektroden liegenden vollen Spannung nicht eintreten, etwa wegen nicht genügender Elektronenemission der Kathode, so kehrt zufolge Absinkens der Spannung am Elektromagneten 11 der Unterbrecher 18 sofort in seine Schließlage zurück. Dies hat dann zur Wirkung, daß abermals der Stromzweig 17 eingeschaltet und wieder von neuem unter Kippen des Unterbrechers in die Offenstellung die volle Röhrenspan* nung an die Elektroden gelegt wird. Dieses selbe Spiel wiederholt sich in rascher Aufeinanderfolge, da der Bimetallstreifen 21 genügend thermische Kapazität besitzt, um auch bei Stromunterbrechung des Stromzweiges 17 einige Sekunden in der Üb erbrückungs stellung zu verbleiben. Durch die rasch aufeinanderfolgenden Spannungsimpulse aber wird mit

größter Sicherheit eine Zündung der Leuchtröhre herbeigeführt, wenn dies nicht schon beim ersten Spannungsimpuls geschehen sein sollte.

Bald nachdem die Röhre brennt, kommt der Bimetallstreifen 2i, da der Stromzweig IJ nunmehr fortgesetzt unterbrochen bleibt, zur Abkühlung und damit wieder in seine Anfangsstellung. Der als Zeitschalter wirkende Bimetallstreif en 21 nebst dem parallel zu den Elektroden 2, g liegenden, die Röhrenspannung vermindernden Glühdraht 20 steht dann für ein neues Zünden der Leuchtröhre wieder bereit.

Die Erfindung läßt sich sowohl bei mit Wechselstrom als auch bei mit Gleichstrom betriebenen elektrischen Leuchtröhren und auch bei anderen elektrischen Gasentladungseinrichtungen, beispielsweise auch bei Gleich- richtern verwenden. Die Leuchtröhre kann in bekannter Weise auch nur eine Anode, also nur insgesamt zwei Elektroden, besitzen. Gegebenenfalls können beide Elektroden mit je einer Heizeinrichtung ausgestattet werden.

Der die Röhrenspannung vermindernde Widerstand (Glühdraht 20) nebst zugehörigem Zeitschalter (Bimetallstreifen 21) kann, auch eine andere Ausbildung besitzen. Beispielsweise kann der Zeitschalter auch unter dem Einfluß eines Uhrwerks stehen. Auch kann als Zeitschalter eine Quecksilbersäule dienen, die durch eine auf ihr lastende, vom Glühdraht beheizte Gasatmosphäre zur Verstellung kommt und dabei dann eine KurzschKeßung des Glühdrahts bewirkt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Leuchtröhre mit gesondert geheizter elektronenemittierender Kathode und einem der Kathode vorgeschalteten Solenoid, gekennzeichnet durch einen der Kathode vorgeschalteten, zusätzlichen, parallel zur Entladungsstrecke Kegenden und gleichzeitig mit dem Solenoid (11) hintereinandergeschalteten und während der Dauer des Anheizens der Kathode die Röhrenspannung vermindernden Ohmschen Widerstand (20) mit einem zu diesem. Widerstand (20) gehörigen, nach kurzer Betriebsdauer selbsttätig ansprechenden und ihn dann kurzschließenden Zeitschalter (21).

2. Leuchtröhre nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Widerstand (20) überbrückenden Bimetallstreifen (21), der nach genügender Erwärmung durch den Widerstand (20) diesen zufolge eingetretener Krümmung selbsttätig kurzschließt.

3. Leuchtröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromzweig (17) des die Röhrenspannung vermindernden Widerstandes (20) ein unter dem Einfluß eines Elektromagneten (11) stehender Unterbrecher (18) eingebaut ist, der nach selbsttätiger Kurzschließung des Widerstandes (20) durch Ansprechen seines Elektromagneten (11) zur Öffnung kommt und den den Widerstand (20) enthaltenden Stromkreis (17) unterbricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen