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Einrichtung zum Erzeugen von leuchtenden Zeichen, Zeichnungen . in
elektrischen Gasentladungslampen Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Erzeugen
von leuchtenden Zeichen, Zeichnungen oder Zierformen in elektrischen Gas-oder Dampfentladungslämpen.
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Es ist bekannt, die Leuchtformen mit Hilfe von Innenelektroden zu
erzeugen, wobei sich die beispielsweise als Schriftzeichen ausgebildete oder entsprechend
abgedeckte Kathode mit dem kathodischen Glimmlicht bedeckt. Es ist ferner bekannt,
leuchtende Zeichen dadurch zu erzeugen, daß Gasentladungsröhren entsprechend geformt
werden.
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Es ist auch bekannt, elektrische Gasent-# Ladungslampen mit Außenelektroden
zu versehen und den Strom kapazitiv durch die Wandungen der Röhre zu induzieren.
Dabei wurde bisher die Lichtausstrahlung durch die ausgedehnte Gasentladungsstrecke
meistens in dem länglichen Teil der Röhre zwischen den beiden Außenelektroden ausgenutzt.
Die Erfindung geht von der zwar bekannten, bisher aber wenig beachteten Erscheinung
aus, daß sich eine Glimmentladung auch bei den Außenelektroden bildet, und besteht
darin, daß die Außenelektroden die Form der darzustellenden Zeichen o. dgl. erhalten
und der Drück der jeweiligen Gasfüllung in der Röhre derart abgestimmt ist, daß
gegenüber der Berührungsstelle der so ausgebildeten Außenelektroden mit den Wandungen
der Lampe innerhalb derselben eine. annähernd die Form der Außenelektroden besitzende
Glimment-Iadung erzeugt wird, wobei die elektrische Brücke zwischen den Elektroden
oder Gruppen verschiedener Polung derselben durch eine ionisierte, in anderer Farbe
oder schwächer als die Leuchtformen oder gar nicht leuchtende Gasstrecke im Lampeninnern
gebildet wird. Beispielsweise ruft eine in Buchstabenform ausgebildete Außenelektrode
eine Glimmlichterscheinung in Form dieses Buchstabens hervor. Es lassen sich auf
diese Weise .beliebig gestaltete Flächen darstellen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. sind die Außenelektroden
zweckmäßig leicht auswechselbar angeordnet. Die Speisung erfolgt vorzugsweise mit
Hochfrequenzstrom.
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Da die Zeichenelektroden dem Einfluß der Gasentladung entzogen sind,
kann nunmehr auch ihre Herstellung aus beliebigem leitendem .Material erfolgen.
Durch die ferner mit der Erfindung gegebene Möglichkeit zur Darstellung leuchtender
Flächenformen in Verbindung mit deren einfacher Auswechselmöglichkeit wird ein erheblicher
technischer und wirtschaftlicher Fortschritt erzielt.
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Bei der praktischen Ausführung erwiesen sich einige gleichfalls Gegenstand
der Erfindung bildende Maßnahmen als äußerst zweckmäßig, nämlich die Wahl von Gefäßen
geeigneter Ausbildung und eine besondere Abstimmung des Gasdrucks.
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Es erwies sich beispielsweise als vorteilhaft, ein solches Gefäß zum
Erzeugen der bezeichneten Glimmentladung. zu -verwenden,
bei dem
der Abstand der beiden gegenüberliegenden Gefäßwandungen im Verhältnis zu ihrer
Längenausdehnung klein ist, so daß also ein Gasraum geringer Stärke entsteht. Hierdurch
wird eine erheblich bessere visuelle Wirkung der leuchtenden Zeichen erreicht. ,
In besonderem Maße sind für den angestrebten Zweck an sich bekannte, nach Art der
Dewargefäße gebaute Entladungslampen geeignet, da sie den erforderlichen Gasraum
geringer Stärke besitzen und die Herstellung solcher Dewargefäße bekanntlich keine
Schwierigkeiten bereitet.
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Die optimale Konturenschärfe der durch die kapazitive Einwirkung .eher
Außenelektroden auf den Gasraum hervorgerufenen , Leuchtformen .sowie die spektrale
und Intensitätsbeeinflussung der elektrischen Brücke, die zwischen den Elektroden
oder Gruppen von ihnen verschiedener Polung durch eine ionisierte, in anderer Farbe
bzw schwächer als die Leuchtformen oder gar nicht leuchtende Gasstrecke im Lampeninnern
gebildet wird, können durch geeignete Abstimmung des. Gasdrucks erreicht werden.
Beispielsweise ergab sich für eine Neon-Helium-Mischung , bei einem Wandabstand
von etwa io mm ein Gasdruck zwischen 55 und 70 mm als Opti-Tnum. Für die Luft wurde
-der geeignete !Gasdruck bei gleichem Wandabstand .mit etwa 35 :bis 40 mm ,ermittelt.
Im allgemeinen hängt der passendste- Gasdruck von der freien Weglänge der Gasionen
der jeweiligen Gasnnischüng .ab.
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In den Abbildungen ist .die Erfindung in beispielsweisen @ Ausfährungsarten
dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i das Prinzip der Erzeugung von Leuchtformen
durch entsprechend ausgebildete Außenelektroden, i Abb. z die Anordnung der Elektroelen
aal einem Dewargefäß, Abb. 3 eine andere Anordnung der Elek-I troden, Abb..4 leine
weitere Eiektrodenaiwrdnung an. feiner einfachen Röhre und Abb. 5 an .einem offenen
Dewargefäß. Abb. 16 neigt ' rlie Anordnung unter Verwendung flüssiger Außenelektroden.
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In Abb: i ist 2 :eine, « Vakuumgefäß, bei- ; spielsweise eine einfache
Röhre, an deren! Außenwand 'zwei erfindungsgemäß in Buchstabenform ausgebildete
Außenelektroden S und O liegen. Die Elektroden werden .beispielisweise von einem
Teslatransformator gespeis't, an dessen einem Pol sie liegen!, während der andere
I'Gl nichtgezeichnet und auf eine der nachstehend näher beschriebenen Arten mit'
der Einrir-htung verbunden äst. ; Gegenüber den Außenelektroden SO bildet sich,
wie in der ,Zeichnung ersichtlich, .eine Glimmentladung 3 und q. -in annähernd derselben
Form.
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Die Abb. a zeigt die Anordnung unter Verwendung eines Dewargefäßes
als Gasentladungslampe. Die Außenelektroden 5, 6, 7, 8, -9, io entsprechender Form
sind auf einem nichtleitenden Träger, z. B. einem bequem auswechselbaren Karton-
oder Pertinaxrohr 11, angebracht und in geeigneter Weise untereinander und
finit dem einen Pol i2 der Speisestromquelle verbunden. 13 ist eine Innenelektrode
und an den andern Pol 14 der Stromquelle gelegt. Sie ist vorzugsweise lichtdurchlässig
ausgebildet und besteht beispielsweise aus einem Netz. oder einer durchscheinenden
Verspiegelung der Lampeninnen-Wandung. Die Außenelektroden erzeugen im Lampeninnern
die Leuchtformen 1s, 16, 17, 18, i9, 2o. Sie können reflektierend ausgebildet, beispielsweise
hochglanzpoliert sein, wodurch die visuelle Wirkung der Leuchterscheinungen wesentlich
erhöht wind. Sie können auch ganz eder teilweise abgedeckt sein, beispielsweise
mit Farben, welche mit fluoreszierenden; Zusätzen versehen sein können. Sie könhen
aus Metallfolie bestehen, z. B. aus Zinkblech geschnitten sein oder auch mittels
leitenden Werkstoffs, z. B. mittels Metallpulver, Graphit o. dgl. auf den nicht
leitenden Träger x i oder aua! die Außenwandung der Lampe aufgebracht werden.
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Abb. 3 zeigt =die Anordnung, bei welcher sowohl die zur Zeichendarstellung
dienenden als auch die lichtdurchlässige zweite Elektrode kapazitive Außenelektroden
sind. Diese Anordnung hat gegenüber der vorerwähnten den Vorzug, daß das zum Lichterzeugen
dienende Gefäß keinerlei stromzuführende Innenteile mehr enthält, so daß sich z.
B. die Entgasung lediglich auf den Lampenkörper, -also gewöhnlich auf Glas beschränkt,
wodurch sie sehr vereinfacht wird. Es findet naturgennä.ß auch keine Gasabsorption
mehr durch stromzuführende meiallische Teile statt; infolgedessen besitzt die Glimmlampe
eine praktisch unbegrenzte Haltbarkeit, und der Kreis der verwendbaren Gas- oder
Dampffüllungen wird wesentlich erweitert.
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Bei dem in Abb. 3 dargestellten Beispiel besteht die Entladungslampe
aus einem Doppelgefäß mit den Innenwandungen 21 und 22 und nder gemeinsamen Außeaawandung
23. Der Spalt 24 ist zur günstigeren Verteilung der Glasspannungen vorgesehen. Die
in Zeichenform ausgebildeten Außenelektroden 25, 26, -27, 28, 29, so sind untereinander
und mit .denn einen Pol 340i der Stromquelle verbunden. Auf .der den Zeichenelektroden
gegenüberliegenden Seite der Adenoberfläche ist .cfle zweite, durchsichtige Elektrode
32 Mit dem Anschlußpol33, welche wiederum ein
leitendes Netz oder
eine durchscheinende Verspiegelung sein kann, angeordnet. Die Zeichenelektroden
.erzeugen im Lampeninnern die entsprechenden Leuchtformen 34, 35, 36, 37, 38,39-Die
Abb. 4. zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei weicher die zur Zeichendarstellung
dienenden, kapazitiv wirkenden Außenelektroden oder Gruppen von ihnen mit verschiedenen
Polen der Speisestromquelle verbunden und vorzugsweise auf derselben Seite. der
Außenoberfläche der elektrischen Gasentladungslampe angeordnet sind. Diese Anordnung
bedeutet gegenüber den vorher beschriebenen insofern eine weitere Verbesserung,
als dadurch, äaß alle Elek-' trollen Hauptelektroden sind, eine wesentlich bessere
Energieausnutzung stattfindet und außerdem durch die erwähnte Lage auf derselben
Seite der Außenoberiiäche der Lampe der bei. den Einrichtungen gemäß Abb. 2 und
3 durch die vorgelagerte Hilfselektrode entstehende Lichtverlust vermieden wird.
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40 ist das Entladungsgefäß, in diesem Beispiel eine einfache Röhre
mit eingepreßten Enden. 41 und 42 sind die als Zeichen ausgebildeten Außenelektroden,
welche finit den beiden Polen 43, 4.4 der Stromquelle z. B. eines Teslatransformators
verbunden sind. Sie bewirken in der Lampe 40 die entsprechenden Glimmentladungsformen
4.5 und 46. 47 ist die die elektrische Brücke bildende ionisierte Gasstrecke, deren
Leuchtfarbe zumeist eine andere ist als die der Glimmentladung 45 oder .46. Beispielsweise
leuchten bei einer aus Neon-Helium-Gemisch bestehenden Gasfüllung die Zeichen 45
und 46 rötlich, während -die ionisierte Gasstrecke 47 ein blaues Licht ausstrahlt.
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Die Abb.5 zeigt das gleiche Prinzip bei einem Dewargefäß 48, welches
offen ist, so daß der Elektrodenträger 49 von der einen oder der anderen Seite eingeschoben
werden kann. Es ist zweckmäßig mit den Wülsten 50, 54 52, 53 zum Ausgleich der thermischen
Ausdehnung .des Gefäßmaterials versehen. 54, 55, 56, 57, 58, 59, 6o, 61 sind die
Zeichenaußenelektroden, welche in der in der Zeichnung dargestellten Weise miteinander
verbunden und an die beiden Pole 62 und 63 der Stromquelle angeschlossen sind. Sie
bewirken die Leuchtformen 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71. Zwischen den Elektroden
verschiedener Polung liegen die ionisierten Gasstrecken 72, 73,
74, 75, 76, 77. Die zweckmäßigste Polung ergibt sich im übrigen jeweils aus
der Zahl, Größe und Anordnung der darzustellenden Zeichen.
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Es kann zweckmäßig sein, den Elektrodenträger 49 elastisch, z. B.
als Gummiblase auszubilden, welche nach Einbringen in den Hohlraum der Lampe 48
aufgeblasen bzw. vor Entfernen aus diesem wieder entleert wird. Dadurch wird. eine
Beschädigung der Lampenwandung, welche beim Einschieben oder Herausziehen eines
starren Elektrodenträgers entstehen kann, vermieden und außerdem eine sichere, innige
Berührung von Außenelektroden und Lampenwandung bewirkt.
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Durch Verschieben eines geeigneten Elektrodenträgers gegenüber der
Entladungslampe kann man eine Laufschrift erzielen, da das Leuchtzeichen mitwandert.
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Man kann ferner durch die Leuchten, welche beliebig lang und geknickt
gestaltet sein können, Flüssigkeiten mit oder ohne iufteinschluß als Elektroden
schicken, man bekommt dann ein scheinbar -flüssiges Licht, -las sehr effektvoll.
ist und viele Verwendungsmöglichkeiten bietet. Man kann auch einen Gummischlauch
rnit flüssigen Elektroden durch diese -Röhren geradlinig oder geschlungen hindurchführen,
um eigenartige Lichteffekte hervorzurufen.
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Die Abb. 6 stellt eine andere Ausführungsart der erfindungsgemäßen
Gesamtentladungsiampe, und zwar in der Form einer doppelwandigen Halbkugel dar.
In diesem Beispiel wird die eine Elektrode durch eine ruhende Flüssigkeit 78 dargestellt.
Wenn diese fluoreszierend ioder phosphoreszierend ist, ergeben sich effektvolle
Lichterscheinungen, die man als flüssiges Licht bezeichnen kann. 79 und 8o sind
Außen- und Innenmantel des Gefäßes. .8i ist das Netz bzw. die durchscheinende Verspiegelung,
die sich jedoch außerhalb des Vakuums befindet. 8z ist die Abschmelzstelle, 83 die
Tauchelektrode zum Anschluß der flüssigen Elektrode, 84 ist der andere Anschluß
der Außenelektrode; 85 deutet das Glimmlicht an, welches sich gegenüber der Außenkapazität
der flüssigen Elektrode 78 bildet.
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Der - Speisestromgenerator kann mit der Apparatur konstruktiv vereinigt
sein, sich z. B. in dem Sockel eines die Lampe tragenden .Stativs oder in einem
Gehäuse mit Haken zum Aufhängen der Lampe befinden. Es ist klar, daß mehrere Lampen
gleichzeitig von einem Generator gespeist werden können.