DE620443C - Anordnung zur Speisung von Gluehelektroden wechselstromgespeister Entladungsroehren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 21. OKTOBER Ϊ935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 12

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. November 19.31 ab

Dia Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, in der sich eirfe wechselstromgespeiste elektrische Entladungsröhre mit positiver Säulenentladung befindet, welche Röhre eine oder mehrere Glühelektroden aufweist. Diese Glühelektroden werden in üblicher Weise mittels eines Transformators, dessen Sekundärwicklung den Heizstrom für die Glühelektrode liefert, gespeist.

Derartige -Röhren weisen bekanntlich eine negative Stramspannungscharakteristik auf, so daß es erforderlich ist, eine Stabilisierungsimpedanz in Reihe mit der Röhre zu schalten. In dieser Impedanz tritt im allgemeinen ein erheblicher Energieverlust auf, durch den der Wirkungsgrad beeinträchtigt wird..

Die Erfindung hat den Zweck, diesen Nachteil zu verringern und wenigstens einen Teil der sonst in der Vorschaltimpedanz verlorengegangenen Energie zu benutzen.

Gemäß der Erfindung wird die Primärwicklung des HeizBtromtransformators zwischen und in der Reihe mit der Entladungsstrecke und der Stromquelle, aus der die Entladungsstrecke gespeist wird, geschaltet.

Die Primärwicklung des Transformators bildet somit die Vorschaltimpedanz der Entladungsrohre. Wenn nötig, kann neben dieser Transformatorwicklung noch eine zusätzliche Impedanz (Widerstand, Selbstinduktion oder Kapazität) in Reihe mit der Röhre geschaltet werden. Die in die vorgeschaltete Transformatorwicklung aufgenommene Energie liefert den' Heizstrom für die Glühkathode und wird somit nutzbar gemacht. Außerdem fallen der Heizstromtransformator und die Vorschaltimpedanz zusammen, so daß auch eine Materialersparnis erzielt wird.

Bei der Inbetriebsetzung der Entladungsröhre wird in manchen· Fällen zwischen den anfangs kalten Elektroden eine Glimmentladung auftreten. Der geringe Glimmentladungsstrom fließt durch die vorgeschaltete Primärwicklung des Transformators, so daß in der Sekundärwicklung ein Strom indiiziert wird, der die Glühkathode auf eine höhere Temperatur erhitzt, so daß die Entladung in der Nähe der Glühelektroden den Charakter eines Bogens und im übrigen Teil der Röhre einer positiven Säule annimmt.

Wenn der Glimmentladungsstrom zu schiwach ist, um in der Sekundärwicklung einen hinreichend starken Strom hervorzurufen, oder wenn eine Glimmentladung gar

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Gustav Zecher in Eindhoven, Holland.

nicht auftritt, so läßt sich die Zündung der Entladungsröhre vorteilhaft dadurch erzielen, daß parallel. zu der Entladungsstrecke ein , Kreis, in den ein Unterbrecher aufgenommen ist, geschaltet wind. Wenn man diesen· Unterbrecher schließt, so ist die Entladungsstrecke kurzgeschlossen, so daß ein Strom durch die Primärtransformatorwicklung fließen kann und die Glühelektrode auf die erforderliche ίο Temperatur erhitzt wird.

Wird darauf der Unterbrecher geöffnet, so wird der Kurzschluß der Entladungsstrecke aufgehoben, so daß sich die Röhre zündet.

Einer der Vorteile dieser Vorrichtung besteht darin, daß im Augenblick, wo der Kurz-. schluß aufgehoben wird, den Glühelektroden kein oder nur ein kleiner Heizstrom zugeführt wird, so daß der Spannungsabfall, der durch den Entladungsstrom in· der Primärwicklung des Heiztransformators verursacht wird, null oder nur klein ist, wodurch die Zündung erleichtert wird. Dieser Vorteil wird auch erhalten, wenn- die Röhre vor der Zündung nicht kurzgeschlossen, sondern mit Hilfe eines Glimmstromes gezündet wird

Die Erfindung- kann bei Entladungsröhren mit zwei Glühelektroden verwendet werden, die wechselweise als Kathode und Anode dienen, oder bei Röhren mit mehr als zwei Glühelektroden und ferner bei Entladungsröhren mit einer Glühkathode und einer oder mehreren kalten Anoden.

Wenn zwei oder mehrere Entladungsröhren je mit zwei Glühelektroden parallel geschaltet werden, so kann man» vorteilhaft eine der Glühelektroden einer jeden Röhre mittels ' eines gemeinsamen Transformators erhitzen, während die andere» Glühelektroden der Entladungsröhren je mittels der Sekundärwicklung eines Transformators, dessen Primärwicklung in Reihe mit der Entladungsröhre geschaltet ist, erhitzt werden. Auch wenn die Vorrichtung zwei Glühelektroden enthält, kann man eine dieser Elektroden mittels eines besonderen Transformators erhitzen. Bei der Inbetriebsetzung wird dann diese Elektrode zunächst erhitzt, so daß die Entstehung einer Glimmentladung an der anderen Elektrode erleichtert wird.

Falls die Entladungsröhre mit einer Glühkathode und zwei oder mehreren kalten Anoden ausgestattet ist, wird vorzugsweise zwischen jede Anode und^r die Stromquelle, mit der die Röhre betrieben wird, eine Primärwicklung eines Transformators ge-' schaltet, der derart ausgebildet ist, daß in . einer auf dem Transformator vorhandenen Sekundärwicklung ein Wechselstrom induziert wird, der die Glühkathode erhitzt. Die Erfindung ist sowohl zur Verwendung bei Entladungsröhren mit direkt geheizten Glühelektroden als auch für Röhren mit indirekt geheizten Elektroden geeignet.

"Unter einer gasgefüllten Entladungsröhre ist hier auch 'eine Entladungsröhre zu verstehen, die mit einer oder mehreren Dämpfen oder mit einem: Gemisch von Gas und Dampf gefüllt ist.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dar- gestellt.

Fig. ι zeigt die Schaltung einer Vorrichtung, in der eine Entladungsröhre mit zwei Glühelektroden verwendet wird'.

Fig. 2 zeigt die Schaltung einer derartigen Vorrichtung,, in der eine Entladungsröhre mit einer Glühkathode und einer kalten Anode angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt die Schaltung einer Vorrichtung mit zwei parallel 'geschalteten Entladungsröhren.

Fig. 4 ist ein Schaltbild einer Vorrichtung, die mit einer Entladungsröhre, bestehend aus einer Glühkathode und zwei kalten Anoden, ausgestattet ist.

Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Vorrichtung, die mit einer Entladungsröhre mit zwei indirekt erhitzten Glühelektroden versehen ist. In Fig. ι ist mit 1 eine gasgefüllte elektrische Entladungsröhre bezeichnet. Die Gasfüllung kann z.B. aus Argon-mit einem Druck von 2 mm bestehen, dem eine Menge von Quecksilber zugesetzt ist. In der Röhre sind zwei Glühelektroden 2 und 3 angeordnet, die aus einem schraubenlinienförmig gewundenen Draht bestehen, der an der Oberfläche mit einer Schicht eines stark Elektronen emittierenden Stoffes, z. B. mit einer Erdälkalioxydschicht überzogen ist. Die Glühelektroden sind an die sekundären Transformatorwickhingen 4 und 5 angeschlossen. Die Primärwicklung dieses Transformators ist mit 6 bezeichnet. Das rechte Ende dieser Primärwicklung ist an die Glühelektrode 2 angeschlossen, während das linke Ende mit einem der Pole der Wechselstromquelle 7 verbunden ist. Der andere Pol dieser Stromquelle ist an die Glühelektrode 3 angeschlossen. Selbstverständlich können diese Anschlüsse an die Glühelektroden 2 oder 3 in jedem beliebigen Punkt des Glüh Stromkreises erfolgen, z. B. in der Mitte der Wicklungen 4 und 5.

Bei der Inbetriebsetzung der Vorrichtung tritt, nachdem die Wechselstromquelle 7 eingeschaltet ist, eine Glimmentladung zwischen den anfänglich kalten Elektroden 2 und 3 auf. Der Glimmentlaidungsstrom durchfließt die Primärtransformatorwicklung 6, so daß in den Sekundärwicklungen 4 und 5 Wechselströme erregt werden, welche die Kathoden 2 und 3 auf die zur Elektronenemission erforderliche Temperatur erhitzen. Durch die

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starke Elektronenemission ändert sich die Natur der Entladung. In der Nähe der Elektroden 2 und 3 setzt eine Bogenentladung ein,_ während der übrige Teil der Entladungsröhre eine positive Säule aufweist.

Der Abstand zwischen den Elektroden oder andere Umstände können derart sein, daß ein zu schwacher Glimmentladungsstrom durch die Röhre fließt, um in den Wicklungen 4

to und 5 hinreichend starke Ströme zu indu-■ zieren. Unter bestimmten Umständen fließt sogar gar kein Gl immentladungs strom durch die Röhre. In diesen Fällen kann man die Zündung der Entladungsröhre dadurch fördem, daß die Entladungsröhre kurzgeschlossen wird. Dieser Nebenschluß ist in Fig. 1 mit der gestrichelten Linie 8 angegeben. In dieser leitenden Verbindung der Elektroden ist ein Schalter 9 angeordnet. Wenn bei der Inbetriebsetzung der Schalter 9 geschlossen wird, so ist die Entladungsröhre 1 kurzgeschlossen, so daß ein starker Strom durch die Transformatorwicklung 6 fließen kann und die Glühelektroden 2 und 3 binnen kurzer Zeit auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden. Wenn der Schalter wieder geöffnet wird, wird der Kurzschluß aufgehoben und die Zündentladung angefacht. Es ist möglich, den Schalter 9 selbsttätig zu bedienen. Zu diesem Zweck kann z. B. ein Bimetall verwendet werden. Der Schalter wird dann z. B. derart ausgebildet, daß der Kurzschluß aufgehoben wird, wenn die Elektroden 2 und 3 eine hinreichend hohe Temperatur erreicht haben.

Die Primärtransformatorwicklung 6 ist derart bemessen, daß sie als Stabilisierungsimpedanz der Entladungsröhre dient. Ein großer Teil der in diese Impedanz aufgenommenen Energie wird in die Heizströme für die Glühelektroden umgewandelt, so· daß diese Energie nutzbar gemacht wird. Außerdem sind keine besonderen Primärwicklungen zur Erzeugung des Heizstromes erforderlich, so daß auch eine Ersparnis der Herstellungskosten erzielt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Entladungsröhre 10 hat nur eine Glühkathode 11, die mittels der Sekundärwicklung· 12 eines Transformators erhitzt wird, dessen Primärwicklung mit 13 bezeichnet ist. Auch diese Primärwicklung ist mit der Entladungsröhre iru Reihe geschaltet. Weiter ist die Entladungsröhre mit einer kalten Anode 14 ausgestattet. Nur während der Hälfte einer jeden Wechselstromperiode fließt ein Strom durch die Wicklung 13. Dieser ununterbrochene Gleichstrom induziert einen hinreichend starken Sekunidärstrom in der Wicklung 12.

Die Vorrichtung, deren Schaltbild in Fig. 3 dargestellt ist, weist zwei parallel geschaltete Entladungsröhren 15 auf, die je mit einer Glühelektrode 16 und einer Glühelektrode 17 versehen sind. Die Elektroden 16 werden mittels eines Transformators erhitzt, der auf die im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebene Weise geschaltet ist. Die Glühelektroden 17 sind miteinander und mit der Sekundärtransformatorwicklung 18 in Reihe geschaltet. Parallelschaltung der Glühelektroden ist auch möglich. Die Primärtransformatorwicklung ist mit 19 bezeichnet. Hierbei wird der Vorteil erhalten, daß zur Erhitzung der beiden Elektroden 17 nur ein Transformator erforderlich ist.

In der schematisch in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist eine Entladungsröhre 20 angeordnet, die mit der Glühkathode 21 und zwei Anoden 22 und 23 versehen ist. Die Entladungsröhre wird mittels eines Transforaiators mit einer Primärwicklung 24 und einer Sekundärwicklung 25 betrieben. Die Anoden

22 und 23 sind mit den Enden der Sekundärwicklung 25 verbunden, und¹ zwischen diese Anoden und die Wicklung 25 sind die Transformatorwickltmgen¹ 26 und 27 geschaltet. Diese Wicklungen sind auf zwei Schenkeln eines dreibeinigen Transformatorkernes angeordnet. Auf ■ dem dritten Schenkel dieses Kernes ist die Sekundärwicklung 28 angeordnet, deren Enden mit den Stromzuführungsdrähten der Glühkathode 21 verbunden sind. Diese Glühkathode ist mittels des Leiters 29 mit der Mitte der Transformatorwicklung* 25 verbunden. Die Transformatorwicklungen 26 und 27 sind derart gewickelt, daß während der halben Wechselstromperiode, in welcher der Strom durch die Wicklung 26 fließt, der Kraftlinienstrom die Richtung hat, die in Fig. 4 mit einer vollen Linie angegeben ist, und während der Halbperiode, in welcher der Strom durch die Wicklung zj fließt, der Richtung der Kraftlinien entgegengesetzt ist, was in Fig. 4 mit einer gestrichelten Linie angegeben ist. Infolgedessen wird in der Sekundärwicklung 28 eine Wechselspannung induziert werden, welche die Glühkathode 21 erhitzt.

Auch bei dieser Vorrichtung tritt bei der Inbetriebsetzung eine Glimmentladung zwisehen der Kathode 21 und den Anoden 22 und

23 auf. Dieser Glimmentladungsstrom ruft in der sekundären Transformatorwicklung 28 einen Strom hervor, der die Glühkathode auf eine solche Temperatur erhitzt, daß eine Bogenentladung entsteht, die von einer positiven Säule begleitet wird. Die Stabilisierungsimpedanzen werden auch bei dieser Vorrichtung durch die Primärwicklungen 26 und 27 gebildet.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 ist mit einer Entladungsröhre 30 versehen, die mit zwei in-

*" direkt erhitzten Kathoden 31 und 32 ausgestattet ist. Die Kathode 31 ist unmittelbar - mit einem Pol der Wechselstromquelle 33 verbunden, während die Kathode 32 über die primäre Transformatorwicklung 34 mit dem anderen Pol dieser Stromquelle verbunden ist. Die Heizkörper der indirekt erhitzten Kathoden sind mit 35 bezeichnet und miteinander und mit der sekundären. Transf oimatorwicklung 36 in Reihe geschaltet. Die Kathoden 31 und 32 sind derart ausgebildet, daß zwischen ihnen eine Glimmentladung auftreten kann. Zu diesem Zweck wird diese Kathode vorzugsweise mit spitzen Unebenheiten, die z.B. durch eine Oxydechicht gebildet werden, bedeckt. Auch in dieser Vorrichtung dient die Primärtransformatorwicklung 34 als Stabilisierungsimpedaniz.

Die in den beschriebenen Vorrichtungen vorhandenen Entladungsrohren können verschiedenartig ausgestaltet sein. Die Erfindung kann z. B. bei Entladungsröhren mit positiver Säulenentladung für Reklame- und andere Zwecke verwendet werden. Die Röhren können dabei wie Buchstaben ausgestaltet sein und eine erhebliche Länge haben.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Speisung von Glühelektroden wechselstromgespeister Entladungsröhren, die eine oder mehr Glühelektroden und positive Säulenentladung aufweisen, mittels eines Transformators, dessen Sekundärwicklung den Heizstrom für die Glühelektrode liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Heizstromtransformators zwischen und¹ in Reihe mit 'der Entladungsstrecke und der Stromquelle, aus der die Entladungsstrecke gespeist wird, geschaltet ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Entladungsstrecke ein Kreis mit einem Unterbrecher geschaltet ist, der bei Inbetriebsetzung der Röhre vorübergehend bis zur erfolgten Aufheizung der Glühelektrode geschlossen ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, die zwei oder mehr Entladungsröhren aufweist, von 'denen jede mit zwei Glühelektroiden versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur eine Glühelektrode jeder Entladungsröhre mittels der Sekundärwicklung eines Transformators !erhitzt ist, dessen Primärwicklung zwischen und in Reihe mit der Entladungsstrecke und der Stromquelle der . Entladungsstrecke geschaltet ist, während die anderen Glühelektroden aus einem gemeinsamen Transformator gespeist werden, dessen Primärwicklung direkt an die Stromquelle der Entladungsstrecke angeschlossen ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Entladungsröhre mit einer Glühkathode und zwei oder mehr kalten Anodeti enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstromtransformator zwei Primärwicklungen aufweist, von denen jede derart zwischen je eine Anode und die Stromquelle, mittels der die Entladungsstrecke betrieben ist, geschaltet ist, daß in der gemeinsamen Sekundärwicklung ein die Glühkathode erhitzender Wechselstrom induziert ist.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen