-
Entladungsröhre mit durch die Entladung geheizten Glühelektroden und
Gas- oder Dampffüllung Es wurde schon vorgeschlagen, eine gas- oder dampfgefüllte
Entladungsröhre mit durch die Entladung geheizten, elektronenemittierende Stoffe
aufweisenden Glühelektroden zu versehen und außerdem auf der Röhrenwand einen leitenden,
von einem Elektrodengefäß bis zum anderen reichenden Belag zwecks Einleitung der
Zündung anzubringen. Diese Röhren wurden bisher stets derart bemessen, daß sie mit
Hilfe von Netzspannungen von azo Volt Gleich- oder Wechselstrom gezündet werden
konnten.
-
Es ist jedoch nicht immer ohne weiteres mqglich, derartige Röhre mit
Netzspannungen von i io Volt zu zünden. Die Erfindung bezweckt nun, die Röhren derart
zu verbessern, daß auch ein Betrieb mit i i o Volt möglich wird.
-
Gemäß, der Erfindung wird zu diesem Zwecke die Röhrenwand in der Nähe
einer elektronenemittierenden Glühelektrode derart eingeschnürt, daß der Wandbelag
sich in möglichst kurzer Entfernung (etwa a mm) von dieser Elektrode befindet. Durch
diese erfindungsgemäße Gestaltung der Elektrodengefäßwand wird trotz der geringen
Oberfläche der Glühelektrode eine beträchtliche Kapazität zwischen dem Wandbelag
und der Glühelektrode und damit ein kräftiger, die Glühelektrode aufheizender Verschiebungsstrom
erzielt. Die Folge davon ist, daß die Zündspannung der Röhre erheblich herabgesetzt
wird.
-
Zur weiteren Verstärkung des kapazitiven Verschiebungsstromes ist
es ferner von Vorteil, den Wandbelag, der die eine Belegung des Kondensators darstellt,
so breit zu machen, daß er sich, wie an sich bekannt, über mindestens ein Drittel
der Röhrenwand erstreckt. Der breite Wandbelag kann dabei vorteilhaft zu gleicher
Zeit als Reflektor ausgebildet werden, wobei der Belag mit gutem Erfolg aus Silber
hergestellt werden kann.
-
Es sind zwar bereits Entladungsröhren bekanntgeworden, bei denen ein
größerer Zündwandbelag sich in geringem Abstand von den Elektroden befindet. Bei
diesen Entladungsröhren bestehen aber die Elektroden aus Quecksilber, welches die
ganzen Elektrodengefäße ausfüllt und zufolge seiner großen Menge und seiner großen
Wärmeleitfähigkeit durch den vom Wandbelag ausgehenden ka.-pazitiven Verschiebungsstrom
nicht merklich aufgeheizt wird. Zudem ist bei derartigen Röhren keines der beiden
Elektrodengefäße eingeschnürt.
-
Ist der von Elektrodengefäß zu Elektrodengefäß reichende Belag mit
den beiden Stromzuführungen der Röhre verbunden, so muß der Belag an einer Stelle,
zweckmäßig in
Nähe einer Glühelektrode, unterbrochen sein. Es hat
sich gezeigt, daß auch die Breite der Unterbrechungsstelle dieses Belages einen
gewissen Einflüß auf die Zündspannung hat. Ein zu enger Spalt setzt nämlich überraschenderweise
die Zündspannung herauf, was darauf zurückzuführen ist, daß die bewegten Ionen in
diesem Fall hauptsächlich auf den Schlitz in ihrer Bewegung beschränkt sind, während
bei einem etwas weiter geöffneten Spalt der Gegenbelag wohl die Bewegung der Ionen
infolge der Kapazität unterstützt, aber die Bahnen der Ionen sich weiter vom Spalt
entfernen und dadurch die Möglichkeit haben, auf aktivierte Teile der benachbarten
Elektroden aufzutreffen. Es ist ferner von Wichtigkeit, daß die aktivierte Oberfläche
der Elektroden im Verhältnis zu der nichtaktivierten möglichst groß ist, da dann
die Wahrscheinlichkeit des Auftreffens von Ionen auf die aktivierte Oberfläche größer
ist. Dies läßt sich beispielsweise durch eine topf- oder schalenförmige Elektrode
erreichen, deren Oberfläche reibeisenförmig durchbrochen und aktiviert ist. Verhindert
werden muß eine Kapazität zwischen den Zuführungen der beiden Elektroden an Stellen,
wo die durch die kap:azitive Wirkung bewegten Ionen nicht die Möglichkeit haben,
auf aktivierte Teile zu fallen.
-
Es hat sich herausgestellt, dalj eine erfindungsgemäß beschaffene
Röhre sich sel3Lr gut mit einer Spannung von i i o Volt zünden läßt. Der Gasdruck
braucht dabei nicht so niedrig gehalten zu werden, wie es der kleinsten Zündspannung
entsprechen würde. Es lassen sich bei an z i o Volt zündenden Röhren nunmehr auch
höhere Gasdrucke verwenden, was mit Hinsicht auf die Zerstörung der aktivierten
Schicht der entladungsgeheizten Elektroden sehr günstig ist. Im Falle, daß die Röhre
Argon enthält, kann man dann auch Drucke von etwa 8 mm verwenden.
-
Eine praktische Ausführungsform wird erhalten, wenn man bei einem
Röhrendurchmesser von 3o mm eine Röhrenlänge von 15 cm, gemessen zwischen
'den Röhrenelektroden, wählt.
-
In die Röhre können auch mehrere verdampfbare Metalle, wie Cadmium
und Zink, eingebracht werden, wodurch es gelingt, ein Mischlicht zu erzeugen. Es
ist dabei in der Regel nicht zweckmäßig, übermäßig große Metallmengen in die Röhre
zu führen. Es-ist viehnehr im allgemeinen ratsam, gerade nur derartige Metallmengen,
wie z. B. Quecksilber, zu benutzen, welche ausreichen, um einen Hochdruck zu .erzeugen,
so daß die Metalle bei Hochdruckbetrieb völlig verdampft sind.
-
Längere Röhren lassen sich nicht unmittelbar mit i io Volt zünden,
aber wohl, wenn man unter Vorschaltung einer Drosselspule einen zu der Drosselspule
derart dimenssonierten Kondensator parallel zu der Entladungsröhre benutzt, daß
Resonanz auftritt und dementsprechend höhere Spannungen als i i o . Volt momentan
an der Röhre .entstehen. Besonders dadurch, daß man einen Momentschalter, wie z.
B. auch einen Vakuumschalter, in die Zuführungen zum Kondensator hineinlegt, kann
man besonders hohe Spannungsspitzen zur Zündung erhalten.
-
Die Zeicbnung zeigt eine beispielsweise Ausführung der Erfindung.
-
Inn der Abbildung ist eine Entladungsröhre r dargestellt, die aus
den verschiedenartigsten Gläsern, wie TÜüringer Glas, gefärbtes Glas, ultraviolettdurchlässiges
Glas, sowie auch Quarz angefertigt sein kann. Die Röhre .mithält zwei Elektrodenel
und e2, die mit einem elektronenemittierenden Stoff versehen sind und durch die
Entladung aufgeheizt werden, d. h. die Elektroden sind anfänglich kalt und werden
erst durch den Entladungsstrom heiß. Zweckmäßig sind die Elektroden so ausgebildet,
daß sie in ausreichendem Maße freies Barium enthalten und daß eine Sauerstoffentwicklung
aus dem Ausgangsmaterial, etwa wasserfreies Bariumoxyd, nicht mehr möglich ist.
Die Elektrdden werden möglichst dünn mit .einer Bariumverbindung überzogen und im
Innern getränkt. Diese Verbindung muß die Bedingung erfüllen, daß sie in Gegenwart
von Nickel, aus dem die Elektrode hergestellt sein kann, sowohl freies, metallisches
Barium in ,großen Mengen als auch eine Zwischenschicht zwischen dem Barium und dem
Nickel, z. B. ein Bariumnickelat, bildet, so daß eine hinreichende Isolierung zwischen
den Teilen der - Elektroden, z. B. den Drähten oder Näpfen aus Nickel, entsteht.
Die Reduktion der oben angegebenen Bariumverbindung erfolgt derart, daß die Elektroden
im Hochvakuum derart stark geglüht werden mit Hochfrequenz, daß das metallische
Barium sichtbar in großen Mengen .erzeugt ist und die Elektrode nicht mehr die Möglichkeit
hat, durch Sauerstoffabgabe dieses Barium in Bariumoxyd umzuwandeln bzw. Sauerstoff
abzugeben, wodurch idie E del;gasfüllung verunreinigt werden könnte.
-
Die Röhrenwand ist an der Außenseite mit einem leitenden Bela;gb'verdeckt,
der mit den Stromzuführungadrähten c, d der beiden Elektrodenel, e2 elektrisch verbunden
und in der Nähe der Elektrode e2 unterbrochen ist, so daß ein Spalt f entsteht.
Die Röhre besitzt erfindungsgemäß in der Nähe der Elektroden Einschnürungen g1,
g2, die sich den Elektroden so weit nähern, als es ohne Gefahr einer unzulässig
hohen, zum Weichwerden der Glaswand führenden Erwärmung möglich ist, Der Abstand
der Einschnürungen von den Elektroden
beträgt etwa 2 mm. Erst bei
derartig geringen Abständen zwischen den aktivierten, aufgeheizten Elektroden und
den Einschnürungen und damit auch den diese bedeckenden Wandstreifen gelingt es,
die Zündungen beträchtlich zu erleichtern und auch schon bei i i o Volt zu erreichen,
und zwar nicht nur bei niedrigen Gasdrücken, sondern auch bei höheren Drücken, z.
B. bei eileer Argonfüllung von 8 mm Druck. Selbstverständlich ist die Länge der
iio-Volt-Röhre geringer als die der 22o-Volt-Rühre. Sie beträgt etwa 2o cm bei Leuchtrohrweiten
von 35 mm.
-
Zur Herstellung von iio-Volt-Röhren mit Hochdruckentladung genügt
eine Länge von 7 cm, weil im Hochdruck ein Spannungsabfall von i Volt je mm auftritt
und bei den iio-Volt-Lampen die Abreißspannung bei 85 Volt liegt; es sind also etwa
70 Volt in der Entladungssäule unterzubringen, so daß man auf eine Länge
von 7 cm kommt.
-
Der Wandbelag wird zur Verstärkung des kapazitiven Verschiebungsstromes
zweckmäßig derart breit ausgestaltet, daß er sich über etwa ein Drittel oder die
Hälfte der Gesamtoberfläche der Röhre erstreckt. Er kann aus Silber hergestellt
werden und dann gleichzeitig als Reflektor dienen. Als eine günstige Breite der
Unterbrechung des Belages hat sich eine Breite von 2 bis 21/2 mm ergeben.
-
An Stelle eines evtl. reflektierenden-Belages kann die Röhre auch
zweckmäßig in ihrer ganzen Ausdehnung von einem leitenden Netzwerk umgeben und nur
die Spaltbegrenzung beispielsweise in einer metallischen oder sonstwie leitenden
Belegung ausgeführt werden. Bei angestellten Versuchen hat sich ergeben, daß die
Ausdehnung und Formgebung des Streifens von äußerster Wichtigkeit ist, da durch
unsachgemäß aufgebrachte Beläge die Zündspannung um beträchtliche Werte, so manchmal
von i oo bis auf 16o Volt, steigt.
-
Als Vorschaltwiderstand für die erfindungsgemäß beschaffenen Röhren
können einfache Ohmsche Widerstände, elektrische Glühlampen, Eisenwasserstoffwiderstände
oder Drosselspulen verwendet werden.