DE568450C - Verfahren zum Zuenden von elektrischen Leuchtroehren mit Gluehelektroden durch Spannungsstoss - Google Patents

Description

Um bei elektrischen Leuchtröhren mit elektronenemittierenden Glühelektroden ein zuverlässiges Zünden ohne Gefahr einer Elektrodenzerstörung zu erzielen, ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, die Zündung durch Spannungsstoß oder Hochfrequenzeinwirkung stets erst dann einzuleiten, wenn die Glühelektroden bzw. die Glühkathode genügend lange vorgeheizt sind. Die Zündung steht hierbei meist in Abhängigkeit von einem als Zeitschalter wirkenden Bimetallstreifen, der in bekannter Weise durch Wärmeeinwirkung zur Krümmung kommt und dann einen Schalter schließt. Ein Nachteil derartiger Zündeinrichtungen ist es jedoch, daß die Bimetallstreifen eine große Trägheit besitzen und daher mit Verzögerung ansprechen. Infolgedessen wird die Zündung oft unnötig spät bewirkt. Die Erfindung bezweckt, die Zündung mit größerer Sicherheit und auch bei kürzerer Anheizzeit der Glühelektroden bzw. der Glühkathode zu bewirken. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß die Auslösung des Spannungsstoßes in Abhängigkeit zu der von der Temperatur der fremdgeheizten Glühelektroden beeinflußten Elektronenemission und Stromstärke in einem die Hilfsgeräte für den Spannungsstoß enthaltenden Hilfsstromkreis gebracht. Der Spannungsstoß wird dabei stets erst dann ausgelöst, wenn nach genügender Anheizung der Glühelektroden die Elektronenemission und damit die Stromstärke in dem Hilfsstromkreis einen vorgeschriebenen Wert, etwa ¹J₅ der Betriebsstromstärke, erreicht.

Man hat zwar bereits vielfach Hilfselektroden in Nähe von Glühelektroden angeordnet; die Hilfselektroden wurden hierbei jedoch als Ersatz eines Hochspannungsstromstoßes zum unmittelbaren Zünden der Röhren benutzt, während gemäß vorliegender Erfindung die Hilfselektroden als Hilfsmittel für einen verzögerten Spannungsstoß dienen.

Auf der Zeichnung ist eine zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Einrichtung im Schema dargestellt.

Die mit einer beliebigen Füllung versehene Leuchtröhre 1 besitzt am einen Ende eine nach hinten trichterförmig erweiterte Blechkathode 2 und am anderen Ende zwei zylindrische Anoden 3. Die Kathode 2 ist entweder außen oder innen mit einer Schicht stark elektronenemittierender Stoffe, etwa aus Alkalien, Erdalkalien oder deren Verbindungen, versehen. Wird die elektronenemittierende Schicht im Innern der Kathode 2 angebracht, so wird zweckmäßig, wie dargestellt, im Kathodenboden eine Austrittsöffnung 4 für die Elektronen vorgesehen. Die Kathode wird

von einem angeschweißten Nickeldraht 5 gehalten, der seinerseits an den einen Stromzuführungsdraht 6 angeschweißt ist. Durch die Deckplatte der Kathode ist ein Isolierröhrchen 7 hindurchgeführt, das eine Heizdrahtwicklung 8 trägt. Letztere ist einerseits mit der Kathode und andererseits mit einem im Isolierröhrchen 7 eingebetteten Stützdraht 9 verbunden, der unter Vermittlung eines Haltedrahtes 9' an den Stromzuführungsdraht 10 angeschlossen ist. Ein dritter Stromzuführungsdraht 11 endigt in einer quer zum Kathodenboden aufgestellten Hilfselektrode 12, die zweckmäßig aus einem spiralförmigen Wolframdraht besteht. Der Stromzuführungsdraht 11 ist auf dem größeren Teil seiner Länge von der Glasmasse des Füßchens umgeben, um sowohl eine Berührung mit den anderen Stromzuführungsdrähten 6, 10 als auch das Ablagern von abgestäubtem Kathodenmetall zu verhindern.

Mit den Anoden 3 sind die Enden eines Autotransformators 14 verbunden, der seinerseits über einen Vorschaltwiderstand 15 mit einer Wechselstromquelle verbunden ist. Der Mittelpunkt 14' des Autotransformators 14 ist mittels einer eine Induktionswicklung 16 enthaltenden Leitung 17 mit dem Stromzuführungsdraht 6 verbunden. An die Leitung 17 ist mittels der Leitung 18 das eine Ende einer kleinen Sekundärwicklung 19 angeschlossen, die in induktiver Beziehung zu dem Autotransformator 14 steht und deren anderes Ende mittels der Leitung 20 mit dem Stromzuführungsdraht 10 verbunden ist. Der Stromzuführungsdraht 11 ist mittels einer Leitung 21, in welcher sich ein Quecksilberkippschalter 22 und ein Widerstand 23 befinden, mit einem Zwischenpunkt 14" des Autotransformators 14 verbunden, so daß in dem aus den Leitungen 17, 21 gebildeten Hilfs-Stromkreis eine geringere Spannung als im Hauptstromkreis herrscht. Der Quecksilberkippschalter, welcher sich normalerweise in Stromschlußstellung befindet, besitzt eine Armatur, die sich in magnetischer Beziehung zu der Induktionswicklung 16 befindet, so daß der Kippschalter 22 geöffnet wird, wenn ein Strom von vorgeschriebener Größe diese Wicklung durchfließt. Beim Betrieb der Leuchtröhre wird zunächst eine geeignete Wechselstromspannung an den Autotransformator 14 angelegt. Durch die sofort erregte Sekundärwicklung 19 wird die Heizdrahtwicklung 8 zum Glühen gebracht und die Kathode 2 geheizt. Da die Füllung der Röhre 1 jedoch noch nicht ionisiert ist, so tritt vorerst keine Entladung zwischen den Anoden 3 und der Kathode 2 ein. Da ferner die Kathode 2 zunächst kalt ist, so ist auch die von ihr ausgehende Elektronenemission vorerst nur sehr klein, was sich dahin äußert, daß zwischen ihr und der Hilfsanode 12 anfangs nur eine Entladung von sehr schwacher Stromstärke, etwa einigen Milliampere, übergeht. Die sowohl im Haupt- als auch im Hilfsstromkreis liegende Induktionswicklung 16 wird daher anfangs von keinem nennenswerten Strom durchflossen. Die mit ansteigender Erhitzung der Kathode verbundene Steigerung der Elektronenemission hat jedoch, wie an sich bekannt, ein Anwachsen der Stromstärke im Hilfsstromkreis 17, 21 zur Folge. Sobald letztere einen Wert erreicht, bei welchem die Induktionswicklung 16 anspricht, wird der Kippschalter in die Offenstellung gedreht, was dann ein Unterbrechen des Hilfsstromkreises und unter Zusammenfallen des von der Induktionswicklung 16 erzeugten elektromagnetischen Feldes das Auslösen eines Hochspannungsstromstoßes zur Folge hat, der sich über die Kathode und eine der beiden Anoden entlädt. Die Induktionswicklung 16 und der von ihr beeinflußte Anker des Quecksilberkippschalters 22 werden zweckmäßig so bemessen, daß ein Kippen des Schalters 22 immer nur dann eintreten kann, wenn die Stromstärke im Hilfsstromkreis auf etwa ein Fünftel der Betriebsstromstärke gestiegen ist. In Fällen, wo die normale Haupt-Stromentladung ungefähr 3,5 Ampere beträgt, wird der Quecksilberkippschalter zweckmäßig beim Erreichen einer Stromstärke von etwa 0,75 Ampere im Hilfsstromkreis geöffnet.

Durch Wirkung des Hochspannungsstromstoßes wird, wie an sich bekannt, die Spannung an der Kathode so stark herabgesetzt, daß alsdann anschließend die eigentliche Hauptentladung zwischen der Kathode und den Anoden übergehen kann. Da hierbei die Indüktionswicklung 16 ständig stromdurchflossen ist, so bleibt alsdann der Quecksilberkippschalter ständig in Offenstellung. Es ist demgemäß während des Röhrenbetriebes ständig der Hilfsstromkreis unterbrochen und die Hilfsanode 12 ausgeschaltet, so daß sie nicht beschädigt werden kann.

Falls die Hauptentladung bei der ersten Schaltbewegung des Kippschalters nicht eingeleitet wird, wird der Hilfsstromkreis durch den Quecksilberkippschalter 22 wieder geschlossen, wodurch dann wieder die Induktionswicklung 16 erregt und darauf nochmals der Kippschalter in Tätigkeit gesetzt wird. Dieses Spiel wiederholt sich in kurzer Zeitfolge, bis die Hauptentladung angeleitet ist.

Die neue Zündvorrichtung läßt sich natürlich auch bei anderen Glühkathodenröhren, insbesondere Gleichrichtern mit Glühkathoden, mit Vorteil verwenden. Die Leuchtröhre kann in üblicher Weise auch nur zwei Elektroden aufweisen, in welchem Falle dann beide Elektroden als Glühelektroden ausgebildet werden. Die Gestalt der Glühelektroden kann auch eine beliebig andere sein; ebenso kann auch die Heizung der Glühelektroden in anderer Weise bewirkt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:
   ι. Verfahren zum Zünden von elektrischen Leuchtröhren mit Glühelektroden durch Spannungsstoß, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung des Spannungsstoßes in Abhängigkeit zu der von der Temperatur der fremdgeheizten Glühelektroden beeinflußten Elektronenemission und Stromstärke in einem die Hilfsgeräte für den Spannungsstoß enthaltenden Hilfsstromkreis gebracht wird, so daß der Spannungsstoß stets erst dann ausgelöst wird, wenn nach genügender Anheizung der Glühelektroden die Elektronenemission und damit die Stromstärke in dem Hilfsstromkreis einen vorgeschriebenen Wert (etwa ¹Z₅ der Betriebsstromstärke) erreicht hat.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Heizdrahtwicklung (8) ausgestattete elektronenemittierende Glühkathode (2) und eine ihr benachbarte Hilfsanode (12) in einem Hilfsstromkreis (17, 21) liegen, welcher einen von einer Induktionswicklung (16) beeinflußten Quecksilberkippschalter (22) aufweist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen