DE551037C - Verfahren zum Regeln der Leuchtstaerke von mit Wechselstrom betriebenen elektrischenLeuchtroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Leuchtröhren, die mit Wechselstrom betrieben werden und zur Erzielung einer großen Leuchtdichte der Entladung und auch Herabsetzung der Betriebsspannung mit einer Glühkathode versehen sind. Die Erfindung bezweckt, bei derartigen Leuchtröhren die Leuchtstärke ohne Veränderung der üblichen Vorschaltwiderstände, also bei konstant gehaltener Stromstärke, zu regeln. Zu diesem Zwecke werden erfindungsgemäß Gitter, die vorzugsweise in Nähe der Anode oder der Anoden der Leuchtröhre angeordnet sind, mit regelbarer Phasenverschiebung gegenüber den Anoden elektrostatisch aufgeladen, so daß die Brennzeit während jeder Halbwelle des Wechselstromes beliebig verändert wird. In der Leuchtröhre entsteht dadurch keine kontinuierliche Entladung, sondern, da die Entladung während jeder Halbwelle zeitweise unterbrochen ist, eine Aufeinanderfolge von Entladungen. Diese haben jedoch eine so kurze Dauer, daß das menschliche Auge die Unterbrechungen der Entladung nicht wahrnimmt. Es bleibt somit der Eindruck einer gleichmäßig leuchtenden Säule erhalten. Andererseits ist jedoch die Leuchtstärke ganz verschieden, je nachdem die in jeder Halb welle des Wechselstromes entstehenden Unterbrechungen der Entladung von längerer oder kürzerer Dauer sind.

Eine besonders einfache Durchführung des neuen Regelverfahrens ergibt sich, wenn die Gitter in bei" Entladungsröhren bekannter Weise die Anoden umschließen und an die Sekundärspule eines Transformators angeschlossen werden, in dessen Primärstromkreis ein durch einen regelbaren Widerstand überbrückter Kondensator eingeschaltet ist. Damit die Leuchtröhre trotz der in jeder Halbwelle des Wechselstromes auftretenden Unterbrechung der Entladung sicher in Betrieb bleibt, und zwar auch dann, wenn die einzelnen Unterbrechungen verhältnismäßig lang gewählt sind, ist es zweckmäßig, in der Leuchtröhre ständig eine von einer Gleichstromquelle gespeiste Hilfsentladung von geringem Stromwert zwischen der Glühkathode und einer besonders vorgesehenen Hilfsanode aufrechtzuerhalten.

Es ist zwar bereits bekannt, bei Entladungsröhren mit Gleichrichterschaltung vor den Anoden sperrende Steuergitter anzuordnen; hierbei waren diese jedoch mit der Kathode über Widerstände verbunden und außerdem noch zusammen mit dieser in einen

zeitweise Stromimpulse erhaltenden zweiten Stromkreis gelegt, um während der Zeit, wo ein Stromimpuls im zweiten Stromkreis auftritt, den normalerweise durch die Steuergitter behinderten Stromdurchgang in der Entladungsröhre durch Aufladung der Steuergitter zu gestatten, so daß die dann eintretende, dem Stromimpuls entsprechende sichtbare Entladung photographisch aufgezeichnet ίο werden kann. Im Gegensatz hierzu wird beim neuen Verfahren in jeder Halbwelle des Wechselstroms die Entladung für eine gleiche Dauer unterbrochen, ohne daß dem menschlichen Auge diese Unterbrechungen wahrnehmbar werden.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung in Abb. 1 schematisch dargestellt.

Die Abb. 2 zeigt in größerem Maßstabe eine von einem Gitter umschlossene Anode der Leuchtröhre im Aufriß.

Die mit beliebigen unedlen oder edlen Gasen oder aber auch mit einem Gasdampfgemisch gefüllte Leuchtröhre 1 besitzt am einen Ende zwei entgegengesetzt gerichtete Arme 2, 2', die zur Aufnahme von blockförmigen oder hülsenförmigen Anoden 3, 3' aus Graphit, Nickel, Eisen, Wolfram oder beliebigem anderem leitfähigem Stoff dienen. 3c Das andere Ende der Leuchtröhre enthält eine Glühkathode, die in bekannter Weise aus einer mit elektronenemittierenden Stoffen bedeckten Hülse 4 und einem eingelagerten Heizkörper 5 besteht. Der Heizkörpers ist mit einem Ende an eine Stromzuführung 6 und mit dem anderen Ende an die Hülse 4 angeschlossen, die ihrerseits mit dem zweiten Stromzuführungsdraht 7 verbunden ist. Diese Stromzuleitungen 6, 7 sind mit der Sekundärwicklung eines kleinen Heiztransformators 8 verhunden, dessen Primärwicklung an Zwischenpunkte des zum Betriebe der Leuchtröhre verwendeten Autotransformators 11 angeschlossen ist. Die von den Enden desselben abzweigenden Leitungen 13, 14 sind unter Zwischenschaltung von Widerständen 15, 16 mit den Anoden 3, 3' verbunden. Letztere sind von Gittern 17, 17' umgeben, welche, ■ wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, entweder aus einem gelochten Blech· oder aus einem, feinmaschigen Drahtnetz' bestehen. Diese Gitter sind je durch eine Leitung 18 unter Zwischenschaltung je eines Widerstandes 19 mit der Sekundärwicklung 20 eines Transformators verbunden, . dessen .Primärwicklung 21 durch Leitungen 22, 23 an die auch zum Autotransformator 11 führenden Wechselstromspeiseleitungen 24, 25 angeschlossen ist. Der zugeführte Wechselstrom hat eine übliche Frequenz, etwa von 25 bis 60 Perioden. In der Leitung 23 ist ein Kondensator 26 eingeschaltet, der von einem einstellbaren Widerstand 27 überbrückt ist.

In der an den Nullpunkt des Autotransformators 11 angeschlossenen Kathodenzuleitung 28 ist ein von Hand zu betätigender Schalter ■29 und die Wicklung 31 eines Magneten eingebaut, dessen Kern 32 durch einen Hebel 33 mit einem Quecksilberschalter 30 verbunden ist. Letzterer ist in einer von der Leitung 28 abzweigenden Leitung 34 eingebaut, welcher unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 3 5 mit der Zuleitung 13 für die Anode 2 verbunden ist.

Nahe dem Anodenende der Leuchtröhre ist eine Hilfselektrode 36 vorgesehen, die an den Mittelpunkt der Sekundärwicklung 20 des Gittertransformators angeschlossen und außerdem durch eine einen Widerstand 38 enthaltende Leitung 37 mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle verbunden ist. Die negative Klemme der Gleichstromquelle ist durch eine Leitung 39 mit dem Mittelpunkt des Autotransformators 11 und der zur Glühkathode 5 führenden Leitung 28 verbunden. Während des Betriebes wird eine Entladung von geringer Stromstärke, (z. B. 10 bis 50 Milliampere) ständig zwischen der Glühkathode 5 und der Hilfselektrode 36 aufrechterhalten. .

Wenn der Schalter 29 geschlossen wird, so fließt Strom durch den Stromkreis, der von der Leitung 28, der Magnetwicklung 31, dem Quecksilberschalter 30, der Leitung 34, dem Widerstand 3 5 und der Leitung 13 gebildet ist. Zufolge des dann eintretenden Kippens des Quecksilberschalters 30 wird dieser Stromkreis sofort unterbrochen, wobei an die Röhre in an sich bekannter Weise eine hohe Spannung gelegt wird, die die Zündung der Röhre veranlaßt, sofern die Kathode bereits eine genügend hohe Temperatur angenommen und schon genügend Elektronen in die Entladungsbahn gesandt hat. Ist dies nicht der Fall, so wiederholt sich in bekannter Weise das Schließen und Unterbrechen des Anlaßstromkreises mittels des Quecksilberschalters mehrmals, bis die Zündung eintritt. Durch Einstellen des Widerstandes 27 kann die Phase des an die Primärwicklung 21 des Gittertransformators gelegten Wechselstromes! beliebig verschoben werden. Die an die Sekundärwicklung 20 angeschlossenen Gitter 17 werden daher bei eingeschaltetem Widerstand 27 mit verschobener Phase elektrostatisch aufgeladen. Dies bedeutet, daß während jeder Halbwelle des Anodenstroms die Gitter für einen kürzeren oder längeren Zeitraum entgegengesetzt aufgeladen sind. Ist beispielsweise während einer HalhweUe: des Anodenstromes die obere Anode 3 positiv aufgeladen, so ist für einen Teilbetrag dieser Halbwelle das zu-

gehörige Gitter 17 negativ geladen. Während dieser Teilzeit der Halbwelle kann sich aber duixh die sperrende Wirkung des Gitters 17 keine Entladung zwischen der Glühkathode 4 und der oberen Anode 3 ausbilden, sondern erst dann, wenn auch das zugehörige Gitter 17 positiv aufgeladen wird. Der gleiche Vorgang spielt sich in der anderen Halbwelle des Anodenstromes an der unteren Anode 3' ab.

Die Entladung zwischen der Glühkathode 4 und den Anoden 3, 3' ist demgemäß nicht, wie bell Fortfall der Gitter, eine kontinuierliche, sondern sie setzt sich aus kurzen, rasch aufeinanderfolgenden Teilentladungen zusammen, deren jede je nach Einstellung der Phasenverschiebungseinrichtung 26, 27 zeitlich begrenzt werden kann. Erstreckt sich der Stromfiuß der Röhre während eines Halbwellenintervalles über eine längere Periode, so hat die Röhre eine größere Leuchtstärke als in dem Falle, wo der Stromfluß kürzer und somit die zwisciien den Entladungen auftretenden Unterbrechungen langer sind.

Zufolge der Trägheit des menschlichen Auges sind jedoch die Unterbrechungen nicht sichtbar, so daß die Röhre, wie auch die Leuchtstärke eingestellt sei, ununterbrochen leuchtend erscheint. Die durch den zweckmäßig ständig angelegten schwachen Gleichstrom veranlaßte geringe Ionisation der Gasentladungsstrecke zwischen Glühkathode 4 und Hilfsanode 36 bewirkt hierbei, daß nach jeder Unterbrechung die Entladung mit Sicherheit einsetzt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln der Leuchtstärke von mit Wechselstrom betriebenen, eine Glühkathode aufweisenden elektri- 4" sehen Leuchtröhren, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Gitters oder mehrerer Gitter, die vorzugsweise in Nähe, der Anode oder der Anoden angeordnet sind und mit regelbarer Phasenverschiebung gegenüber den Anoden elektrostatisch aufgeladen werden, die Brennzeit während jeder Halbwelle des Wechselstromes beliebig verändert wird.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter, die zweckmäßig in bei Entladungsröhren bekannter Weise die Anoden umschließen, an die Sekundärspule eines Transformators angeschlossen sind, in dessen Primärstromkreis ein durch einen regelbaren Widerstand überbrückter Kondensator eingeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode zusammen mit einer Hilfsanode an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen