DE590743C

DE590743C - Process for the ignition of electric light tubes with a heated glow cathode and an auxiliary anode to facilitate ignition

Info

Publication number: DE590743C
Application number: DEP64571D
Authority: DE
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1931-05-29
Filing date: 1932-01-12
Publication date: 1934-01-10

Description

Bei elektrischen Leuchtröhren mit geheizter Glühkathode und einer die Zündung erleichternden Hilfsanode zeigt sich oft der Übelstand, daß beim Zündvorgang die Kathode beschädigt oder aber aus dieser zufolge stellenweiser Überhitzung unerwünschte, das Röhrenfüllgas verunreinigende Gase frei gemacht werden. Der Grund hierfür- ist darin zu sehen, daß sich sofort bei Stromeinschaltung eine HilfsentladungIn the case of electric fluorescent tubes with a heated glow cathode and one that facilitates ignition Auxiliary anode often shows the disadvantage that the cathode is damaged or during the ignition process but from this, as a result of overheating in places, undesirable, contaminating the tube filling gas Gases are released. The reason for this is to be seen immediately an auxiliary discharge when the power is switched on

ίο zwischen der Kathode und der Hilfsanode ausbildet, welche die Hauptentladung oft schon dann nach sich zieht, wenn die Kathode noch nicht genügend allstellig erwärmt und die Hauptentladungsstrecke noch nicht genügend ionisiert ist. Die Hauptentladung setzt dann nicht auf der ganzen Fläche der Kathode, sondern nur- punktförmig an, was naturgemäß eine stellenweise Überhitzung der Kathode unter Freimachen unerwünschter Gase und unter Umständen sogar ein vorzeitiges Zerstören der Kathode zur Folge hat. Andererseits tritt auch leicht eine Beschädigung der als zusätzliche" Elektronenquelle dienenden Hilfsanode ein, weil diese während der Zündperiode einer hohen Strombelastung unterliegt.ίο forms between the cathode and the auxiliary anode, which often leads to the main discharge when the cathode is not yet heated enough in all places and the Main discharge path is not yet sufficiently ionized. The main discharge then continues not over the entire surface of the cathode, but only point-like, which is natural local overheating of the cathode, releasing undesirable gases and may even result in premature destruction of the cathode. on the other hand the auxiliary anode, which serves as an additional "electron source", is also easily damaged because it occurs during the ignition period is subject to a high current load.

Die vorliegende Erfindung weist nun einen Weg, um bei elektrischen Leuchtröhren mit geheizter Glühkathode und einer die Zündung erleichternden Hilfselektrode diese Elektroden zuverlässig vor Beschädigung zu schützen, und zwar dadurch, daß beim Anlegen der Spannung zunächst der Hilfsstromkreis ausgeschaltet bleibt und nur die Glühkathode geheizt wird, bis diese ihre Emissionstemperatur erreicht hat, worauf dann der Hilfsstromkreis entweder durch den Emissionsstrom der Kathode oder durch Schaltelemente selbsttätig eingeschaltet wird. Hierdurch wird nicht nur erreicht, daß die Hauptentladung erst nach genügend vorgeheizter Glühkathode sicher eintritt, sondern auch noch der Vorteil erzielt, daß die mit einer vorgeheizten Glühkathode zusammenwirkende Hilfselektrode nur während einer ganz kurzen Zeitspanne, meist nur für den Bruchteil einer Sekunde, zur Einschaltung gelangt, was naturgemäß ihre Be-Schädigung praktisch ausschaltet. Die Hilfsentladung wird hier also nicht mehr wie bisher als zusätzliche Elektronenquelle, sondern nur noch als Ansatzbasis für die Hauptentladung für den Bruchteil einer Sekunde ausgenutzt.The present invention now has a way to work with electric fluorescent tubes A heated hot cathode and an auxiliary electrode that facilitates ignition reliably protect against damage, namely that when the voltage is applied initially the auxiliary circuit remains switched off and only the hot cathode is heated until this has reached its emission temperature, whereupon the auxiliary circuit either through the Emission current of the cathode or is switched on automatically by switching elements. Through this this not only ensures that the main discharge only occurs reliably after the hot cathode has been sufficiently preheated, but also the advantage achieved that the auxiliary electrode interacting with a preheated hot cathode only for a very short period of time, usually only for a fraction of a second, to switch on arrives, which of course practically eliminates their damage. The auxiliary discharge is no longer used as an additional electron source, but only still used as a starting point for the main discharge for a fraction of a second.

Auf der Zeichnung sind in den Abb. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß ausgebildeten Leuchtröhren schematisch dargestellt. In the drawing, three exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. 1 to 3 trained fluorescent tubes shown schematically.

Die in Abb. 1 dargestellte Leuchtröhre besitzt in bekannter Weise ein mit beliebigen Gasen,The fluorescent tube shown in Fig. 1 has a known manner with any gases,

Gasgemischen oder auch Gasdampfgemischen gefülltes zylindrisches Glasgefäß i, das an beiden Enden durch eingeschmolzene Fußrohre 2, 3 abgeschlossen ist. Durch das Fußrohr 2 ist die Stromzuführung 4 für die Anode 5 luftdicht hindurchgeführt, die zweckmäßig au; einem gesinterten Gemisch von schwer schmelzbaren Metallen und Elektronen emittierenden Stoffen, etwa einem Gemisch von Wolfram und Bariumoxyd, besteht. Durch das andere Fußrohr 3 ist die Stromzuführung 6 für eine hülsenförmige Kathode 7 hindurchgeführt, die zweckmäßig aus Metallblech besteht, dessen Oberflächen mit einer Schicht aus gut Elektronen emittierenden Stoffen, insbesondere Erdalkalimetallen oder deren Verbindungen, bedeckt sind. Im Innern der hülsenförmigen Kathode 7 ist eine Heizdrahtwicklung 7' untergebracht, deren eines Ende mit der Kathode 7 leitend verbunden ist, während ihr anderes Ende an einen im Fußrohr 3 eingeschmolzenen zweiten Stromzuführungsdraht 8 angeschlossen ist. Durch das Fußrohr 3 ist endlich noch ein dritter Stromzuführungsdraht 9 hindurchgeführt, welcher eine der Kathode 7 vorangestellte ringförmige Hilfsanode 10 trägt. Damit die zwischen der Kathode 7 und der Hilfsanode 10 herzustellende Hilfsentladung nicht auf den Stromzuführungsdraht 9 übergeht und nur in Richtung nach der Hauptentladungsstrecke hin entwickelt wird, ist der Draht 9 in einem Glasrohr 11 eingeschlossen. Die beiden Hauptelektroden 5, 7 sind durch Leitungen 12,13, von denen erstere einen kleinen Ballastwiderstand 14 enthält, an die Klemmen 15, 16 eines Netzes üblicher Gebrauchsspannung angeschlossen, das mit Gleichstrom oder auch Wechselstrom gespeist werden kann, da nach Herstellung der Hauptentladung die Elektrode 5 durch diese bis zum Glühen erhitzt wird, so daß sie dann ebenso wie die geheizte Elektrode 7 als Kathode wirken kann. Der Stromzuführungsdraht 8 ist durch eine Leitung 17 mit der Hauptstromleitung 12 verbunden, so daß die Heizdrahtwicklung 7' einerseits durch diese Leitung 17 und andererseits durch die Leitung 13 vom Netz aus gespeist wird. Die Hilfselektrode 10 bzw. ihre Stromzuführung 9 liegt an einer einen großen Widerstand 18 enthaltenden Leitung 19, die an einen einstellbaren Zwischenpunkt 20 einer Potentiometerwicklung 21 angeschlossen ist, welche die beiden Hauptstromleiümgen 12, 13 überbrückt.Gas mixtures or gas vapor mixtures filled cylindrical glass vessel i, the both ends is completed by fused base tubes 2, 3. Through the foot tube 2, the power supply 4 for the anode 5 is passed through in an airtight manner, which is expediently au; a sintered mixture of difficult-to-melt metals and electron-emitting ones Substances such as a mixture of tungsten and barium oxide. Through the other foot tube 3, the power supply 6 for a sleeve-shaped cathode 7 is passed, which is expedient consists of sheet metal, the surfaces of which are coated with a layer of well electrons emitting substances, in particular alkaline earth metals or their compounds, covered are. A heating wire winding 7 'is housed in the interior of the tubular cathode 7, one end of which is conductively connected to the cathode 7, while the other end to a in the foot tube 3 fused second power supply wire 8 is connected. By the foot tube 3 is finally a third power supply wire 9 passed through, which a the cathode 7 carries annular auxiliary anode 10 in front of it. So that between the cathode 7 and the auxiliary anode 10 to be produced auxiliary discharge not on the power supply wire 9 and is only developed in the direction of the main discharge path the wire 9 enclosed in a glass tube 11. The two main electrodes 5, 7 are through Lines 12, 13, of which the former contains a small ballast resistor 14, to the terminals 15, 16 connected to a network of normal service voltage, with direct current or also Alternating current can be fed since the electrode 5 is heated by these until they glow, so that they, like the heated electrode 7 can act as a cathode. The power supply wire 8 is through a line 17 with the Main power line 12 connected so that the heating wire winding 7 'on the one hand through this Line 17 and on the other hand through the line 13 is fed from the network. The auxiliary electrode 10 or its power supply 9 is connected to a resistor 18 containing a large Line 19, which is connected to an adjustable intermediate point 20 of a potentiometer winding 21 is, which bridges the two Hauptstromleiümgen 12, 13.

Bei Stromeinschaltung wird sofort die Heizdrahtwicklung 7' zum Glühen gebracht und damit die Kathode 7 geheizt. Eine Hilfsentladung zwischen der Kathode 7 und der Hilfsanode 10 kommt jedoch vorerst nicht zustande, weil zwischen der Hilfsanode 10 und der Kathode 7 nicht die volle Netzspannung, sondern nur ein durch die Einstellung des Zwischenpunktes 20 bestimmter kleiner Teil der Netzspannung, beispielsweise nur 40 Volt bei einer Netzspannung von 110 Volt, liegt. Sobald jedoch die Kathode 7 genügend allstellig erhitzt ist und dadurch dann genügend Elektronen emittiert hat, reicht die an der Hilfsanode 10 liegende niedrige Spannung zur Ausbildung der Hilfsentladung aus. Diese zieht dann in bekannter Weise unmittelbar anschließend die Hauptentladung nach sich, da die Hauptentladungsstrecke inzwischen ebenfalls genügend ionisiert wurde.When the power is switched on, the heating wire winding is activated immediately 7 'brought to glow and thus the cathode 7 is heated. An auxiliary discharge between the cathode 7 and the auxiliary anode 10 does not come about for the time being, because between the auxiliary anode 10 and the cathode 7 not the full line voltage, but only a small part of the mains voltage determined by the setting of intermediate point 20, for example, only 40 volts at a mains voltage of 110 volts. As soon as however the cathode 7 is heated enough in all digits and thus enough electrons has emitted, the low voltage applied to the auxiliary anode 10 is sufficient to form the Auxiliary discharge off. This then draws the main discharge immediately afterwards in a known manner after itself, since the main discharge path has also ionized enough in the meantime became.

Bei der Leuchtröhre nach Abb. 2, die im wesentlichen die gleiche Ausbildung wie die Leuchtröhre nach Abb. 1 besitzt, ist in die Leitung 19 außer dem Widerstand 18 noch eine kleine Kathodenglimmlichtlampe 22 eingebaut. Die Leitung 19 ist in diesem Falle an einen hinter dem kleinen Ballastwiderstand 14 liegenden Punkt 23 der Hauptstromleitung 12 angeschlossen. Die Kathodenglimmlichtlampe 22 ist so eingerichtet, daß sie bei einem größeren Teilbetrag der Netzspannung, angenommen 70 Volt bei einer Netzspannung von 110 Volt, anspricht. Da die Hilfsentladungsstrecke in Reihe mit der Kathodenglimmlichtlampe 22 liegt, so verbleibt für erstere nur ein kleiner Teilbetrag der Netzspannung. Dies hat aber zur Folge, daß wiederum bei Stromeinschaltung nur die Heizung der Kathode 7, nicht aber sofort die Hilfsentladung go eintritt. Letztere bildet sich unter Ansprechen der Glimmlampe 22 vielmehr erst dann aus, wenn nach genügender Anheizung der Kathode 7 die Hilfsentladungsstrecke ionisiert ist. Die also wiederum verzögerte Hilfsentladung löst dann in bekannter Weise unmittelbar anschließend die Hauptentladung aus.In the fluorescent tube according to Fig. 2, which is essentially the same training as the Has fluorescent tube according to Fig. 1, is in the line 19 in addition to the resistor 18 another small cathode glow lamp 22 installed. The line 19 is in this case to a rear the small ballast resistor 14 lying point 23 of the main power line 12 is connected. The cathode glow lamp 22 is set up so that it can with a larger amount the mains voltage, assuming 70 volts at a mains voltage of 110 volts, responds. Since the auxiliary discharge path is in series with the cathode glow lamp 22, it remains for the former only a small fraction of the mains voltage. But this has the consequence that again when the power is switched on, only the heating of the cathode 7, but not the auxiliary discharge go immediately entry. Rather, the latter is only formed when the glow lamp 22 responds, when, after the cathode 7 has been sufficiently heated, the auxiliary discharge path is ionized. So that in turn, delayed auxiliary discharge then triggers immediately afterwards in a known manner the main discharge off.

Die Leuchtröhre nach Abb. 3 besitzt gleichfalls eine geheizte Kathode 7, 7' und eine beim Betriebe glühend werdende Anode 5, so daß auch too diese Leuchtröhre sowohl an Gleichstrom als auch an Wechselstrom üblicher Gebrauchsspannung betrieben werden kann. In der von der Hauptstromleitung 12 abzweigenden Leitung 19 für die Hilfsanode 10 ist in diesem Falle außer dem üblichen großen Vorschaltwiderstand 18 ein aus einem Bimetallstreifen 24 bestehender Zeitschalter eingebaut. Letzterer steht unter der Heizwirkung einer Heizdrahtwicklung 25, welche in eine die beiden Hauptstromleitungen 12, 13 überbrückende Leitung eingebaut ist. In· letzterer ist noch ein Schalter 27 angeordnet, der unter dem Einfluß des Kernes 28 einer in der Leitung 12 eingebauten Elektromagnetwicklung 29 steht.The fluorescent tube according to Fig. 3 also has a heated cathode 7, 7 'and one at Operations glowing anode 5, so that too this fluorescent tube can be connected to direct current as well can also be operated on alternating current of the usual service voltage. In the from the main power line 12 branching line 19 for the auxiliary anode 10 is in this case in addition to the usual large series resistor 18, one consisting of a bimetal strip 24 Built-in timer. The latter is under the heating effect of a heating wire winding 25, which in a the two main power lines 12, 13 bridging line is built in. In the latter, a switch 27 is also arranged, which is under the influence of the core 28 of an electromagnetic winding 29 built into the line 12.

Bei Stromeinschaltung ist der Zeitschalter 24 in der Offenlage, so daß der Hilfsstromkreis vor- :rst stromlos ist. Gleichzeitig mit der Heizdrahtwicklung 7' der Kathode 7 wird auch die Heizdrahtwicklung 25 für den Zeitschalter 24 um Glühen gebracht, da der Schalter 27 vorerst auf dem Kontakt 30 auf ruht. Durch dieWhen the power is switched on, the timer 24 is in the open position so that the auxiliary circuit is : rst is de-energized. Simultaneously with the heating wire winding 7 'of the cathode 7 is also the Heating wire winding 25 for the timer 24 brought to glow, since the switch 27 for the time being on the contact 30 rests on. Through the

Heizwirkung der Wicklung 25 tritt nach einer gewissen Zeitdauer, etwa nach 20 Sekunden und darüber, ein Krümmen des Schalters 24 und damit dann ein Schließen des Hüfsstromkreises ein. Inzwischen ist jedoch die Hilfsentladungsstrecke und auch die Hauptentladungsstrecke bereits genügend ionisiert, so daß die Hilfsentladung und unmittelbar anschließend auch die Hauptentladung ohne Schaden für die Röhre vor sich gehen können. In dem Augenblick, wo sich die Hauptentladung ausbildet, wird durch Erregen des Elektromagnets 28, 29 der Schalter 27 in die Offenlage gezogen, wodurch die Heizdrahtwicklung 25 stromlos wird. Dies hat weiter zur Folge, daß der Schalter 24 wieder von selbst in die Offenlage zurückgeht und daß damit dann der Hilfsstromkreis selbsttätig unterbrochen wird.The heating effect of the winding 25 occurs after a certain period of time, approximately after 20 seconds and above, bending the switch 24 and thus then closing the auxiliary circuit a. In the meantime, however, the auxiliary discharge path and also the main discharge path already ionized enough so that the auxiliary discharge and immediately afterwards too the main discharge can take place without damage to the tube. At the moment when the main discharge is formed, the switch is activated by energizing the electromagnet 28, 29 27 is pulled into the open position, whereby the heating wire winding 25 is de-energized. this has further with the result that the switch 24 automatically returns to the open position and that so that the auxiliary circuit is automatically interrupted.

Die Elektroden der Röhren können eine beliebige Ausbildung erhalten. Gegebenenfalls können die Röhren auch an jedem Ende je eine geheizte Elektrode nebst Hilfselektrode aufweisen. Der bei der Ausführungsform nach Abb. 3 verwendete thermisch betätigte Schalter 24, 25 kann ebenfalls anders gestaltet werden. Er kann beispielsweise, wie bekannt, aus einem U-förmigen Gefäß bestehen, welches außer einer als Schaltorgan dienenden Quecksilbersäule noch ein ausdehnbares Gas und eine Heizdrahtwicklung enthält, so daß bei eingeschalteter Heizdrahtwicklung der Hilfsstromkreis erst dann eingeschaltet wird, wenn, nach gewisser Zeitdauer die Quecksilbersäule im U-förmigen Gefäß verschoben wird.The electrodes of the tubes can have any design. Possibly The tubes can also have a heated electrode and an auxiliary electrode at each end. The thermally operated switch used in the embodiment of Fig. 3 24, 25 can also be designed differently. For example, as is known, it can consist of a U-shaped vessel exist, which in addition to a mercury column serving as a switching organ contains an expandable gas and a filament winding so that when the filament winding is on the auxiliary circuit is only switched on when, after a certain period of time the mercury column is moved in the U-shaped vessel.

Claims

Patent claims:

i. Process for igniting electric fluorescent tubes with a heated glow cathode and an auxiliary anode which facilitates ignition, characterized in that when applied the voltage first the hot cathode is heated and that only after reaching the emission temperature of the hot cathode the auxiliary circuit which cannot be switched on earlier, either is switched on automatically by the emission current of the cathode or by switching elements.

2. Ignition device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that that the auxiliary anode (10) via a resistor (18) to an intermediate point (20) one of the two main power lines (12, 13) bridging the tube Potentiometer winding (21) is connected, which the voltage between the Auxiliary anode (10) and the hot cathode (7) presses down to a value that the training the auxiliary discharge only after the auxiliary discharge path has been sufficiently ionized by the hot cathode (7) allows released electrons.

3. Ignition device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that that in series with the auxiliary anode (10) a resistor (18) and a die Cathode glow lamp (22), which reduces the voltage of the auxiliary discharge path, are placed.

4. ignition device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that that in the auxiliary circuit (19) in addition to the usual resistor (18) a thermal actuated time switch (24) is installed, which under the action of a between the Main power lines (12, 13) built-in heating wire winding (25) is appropriate is switched off automatically after the main discharge.

1 sheet of drawings