DE621661C - Vorrichtung zum Zuenden einer langgestreckten Leuchtroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM II. NOVEMBER 1935

REICHSPATENTAMT,

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 f GRUPPE 84 οι

Vorrichtung zum Zünden einer langgestreckten Leuchtröhre

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. August 1931 ab

Bekanntlich ist die Zündspannung von gasgefüllten Leuchtröhren beträchtlich höher als die Betriebsspannung, während auch der absolute Wert der Zündspannung in vielen Fällen sehr hoch ist.

Zwecks Erreichung einer leichten Zündung hat man schon vorgeschlagen, in einer Leuchtröhre neben den Hauptelektroden ein Elektrodenpaar, das aus zwei draht- oder streifenförmigen, in der Längsrichtung der Leuchtröhre angeordneten Hilfselektroden besteht, anzuordnen und jede Hilfselektrode unmittelbar oder über einen Widerstand mit der ihr benachbarten Hauptelektrode zu verbinden.

Es sind auch Leuchtröhren sowohl mit kalten als auch mit glühenden Hauptelektroden bekannt, bei denen in der Nähe jeder Hauptelektrode eine mit der anderen Hauptelektrode verbundene kleine Hilfselektrode angeordnet ist. Jede Hauptelektrode und die ihr zugeordnete Hilfselektrode weisen in diesen Röhren entgegengesetzte Polaritäten auf.

Bekannt sind weiter Leuchtröhren mit einer Kathode, mehreren Anoden und einer Hilfsanode, welche gegenüber der Kathode eine höhere Spannung hat als die Hauptanoden.

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Vorrichtung zum Zünden einer langgestreckten Leuchtröhre, in der neben den Hauptelektroden ein oder mehrere Elektrodenpaare angebracht sind, deren jedes aus zwei draht- oder streifenförmigen, in der Längsrichtung der Leuchtröhre angeordneten Hilfselektroden besteht. »5

Gemäß der Erfindung werden solche Hilfselektroden in einer Leuchtröhre mit Glühelektroden verwendet und unter Zwischenschaltung einer Impedanz an eine Hilfsstromquelle angeschlossen, deren Spannung höher ist als die der Stromquelle für die Hauptelektroden; gleichzeitig sind die Elektroden der Leuchtröhre in an sich bekannter Weise derart mit den Stromquellen verbunden, daß jede Hauptelektrode und die ihr benachbarte Hilfselektrode entgegengesetzte Polarität aufweisen.

In der Leuchtröhre befinden sich also mehrere die Zündung fördernde Hüfsentladungsstrecken, nämlich die zwischen den Hauptelektroden und den Hilfselektroden liegenden Strecken, die mit Hinsicht auf die Elektronenemissionsfähigkieit der Hauptelektroden besonders wirksam sind, und die Strecken zwischen den Hilfselektroden. Infolgedessen werden durch die Hilfsentladungen über die ganze Röhrenlänge Vorionisationen herbeigeführt. Diese auf der ganzen Länge der Röhre stattfindenden Hilfsentladungen sind deshalb besonders wirksam, weil die den Hilfselektroden zugeführte Spannung größer ist als die Spannung zwischen den Hauptelektroden. Die Hilfsspannung verläuft dadurch im Anfang jeder Halbwelle wesent-

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

Hendrik Lems in Eindhoven, Holland.

lieh steller als die Hauptspannung. Diese steile Wellenfront erzeugt eine schnelle Ionisation der Gasfüllung. Zwischen jeder Hauptelektrode „und eier ihr benachbarten Hilfselektrode liegt infolge der ungleichen Polarität eine hohe Spannung, die sehr wirksame Hilf sentladungen verursacht. Bei den Hilfsentladungen scheinen die von den Hauptelektroden abgewendeten Enden der Hilfselektroden eine Saugwirkung auf die Elektronen auszuüben, die in der Nähe der Hauptelektroden gebildet werden. Die fast dauernd stattfindenden Hilfsentladungen bewirken nicht nur eine niedrige Zündspannung, sondern auch eine Verringerung des Flackerns des von der Röhre ausgesandten Lichtes.

Es ist festgestellt worden, daß die Zündung bei einer niedrigeren Spannung stattfindet, als wenn man die Hilfselektroden mit den Hauptelektroden verbindet. Man könnte die Zündung der Leuchtröhre auch ohne Anwendung der besonderen Hilfsstromquelle höherer Spannung erreichen, indem man die den Hauptelektroden zugeführte Spannung erhöhen würde. Falls die Leuchtröhre jedoch aus einer vorhandenen Stromquelle, z.T3. einem Netz, gespeist werden soll, ist man an die Spannung dieser Stromquelle gebunden. Leuchtröhren, die zu lang sind, um durch die Spannung einer vorhandenen Stromquelle gezündet zu werden, können bei Anwendung der Erfindung unter Zuhilfenahme eines billigen Hilfstransformators, dessen Leistung nur gering zu sein braucht, ohne weiteres gezündet werden. Es hat sich herausgestellt, daß auch in den Fällen, in denen als Hauptstromquelle ein Transformator verwendet wird, es vielfach billiger ist, einen Transformator zu wählen, dessen Spannung zur Zündung der Röhre, nicht ausreicht, und zusätzlich einen Hilfstransformator von höherer Spannung, aber geringerer Leistung zu verwenden, anstatt den Haupttraneformator so groß zu wählen, daß er zur Zündung der Leuchtröhre *5 imstande ist.

Die "oben gegebene Erläuterung für die Wirkungsweise der Röhre ist nur als wahrscheinliche Erklärung der beobachteten Erscheinungen gegeben, möglicherweise sind diese auch anders zu erklären. Welches auch die richtige Erklärung sein möge, es ist festgestellt worden, daßi durch die Erfindung eine erhebliche Herabsetzung der Zündspannung erreicht werden kann.

Der Stromkreis der Hilfselektroden kann gegebenenfalls mit dem Kreis des Hauptentladungsstroms leitend verbunden werden. Falls eine solche Verbindung nicht vorgenommen wird, ist es zweckmäßig, zwischen jede Hilfselektrode und die Hilfsstromquelle die Hälfte der Impedanz zu schalten, die in den von den Hilfselektroden und der Hilfsstromquelle gebildeten Stromkreis aufgenommen ist.

Es geschieht öfters, daß während des Betriebes der Röhre die Hilfselektroden an ihrer-' Oberfläche zerstäuben. Dies kann dadurch vermieden werden, daß die Hilfselektroden an den gefährdeten Stellen mit einer isolierenden Schicht bedeckt werden. Die Stellen, welche am leichtesten zerstäuben, kann man z. B. mit einem Porzellanröhrchen, das auf die Elektroden geschoben wird, abdecken.

Wenn die Hilfselektroden zerstäuben, so setzen sich die Materialteilchen auf der inneren Röhrenwandi ab, wodurch diese geschwärzt und die Lichtausstrahlung ungünstig beeinflußt wird. Außer durch Abdeckung der zerstäubenden Stellen durch eine isolierende Schicht kann dieser Nachteil auch dadurch vermieden werden, daß die Hilfselektroden mindestens über einen Teil ihrer Länge von einem gitterförmigen Teil umgeben werden. Dieser gitterförmige Teil fängt die zerstäubten Materialteilchen auf, so daß die Lichtdurchlässigkeit der Wand nicht beeinträchtigt wird.

Die einander zugewandten Enden der Hilfselektroden werden zweckmäßig mit Hilfe eines isolierenden Teils, z. B. einer Glasperle, go miteinander verbunden, wodurch eine feste gegenseitige Lage der Hilfselektroden bewirkt wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt.

Die in Fig. 1 gezeichnete Röhre 1 besitzt zwei Elektrodenkammern 2 und 3, in denen sich die Glühelektroden 4 und 5 befinden. Diese auf die Füßchen 6 und 7 aufgestellten Glühelektroden bestehen in bekannter Weise aus einem schraubenförmig gewundenen Draht, der mit Erdalkalioxyd oder einer anderen die Elektronenemission erhöhenden Substanz bedeckt ist. In der Röhre sind zwei drahtförmige Hilfselektroden 8 und 9 angebracht. Diese metallenen Hilfselektroden no ind in der Achse der Röhre ausgespannt und an dem einen Ende durch die Glasperle 10 miteinander verbunden, während das andere Ende durch das Füßchen 6 bzw. 7 herausgeführt ist. Die Hilfselektroden brauchen nicht in einer Linie zu liegen und können in vielen Fällen mit Vorteil aus Metallstäben hergestellt sein. Wie schon bemerkt wurde, können auch mehrere Paare Hilfselektroden in der Röhre angeordnet werden. In manchen Fällen ist es empfehlenswert, die Hilfselektroden einander über einen kleinen Teil ihrer Länge

überragen zu lassen. Die Strecke, über die die Hilfselektroden dann parallel verlaufen, soll zweckmäßig höchstens ein Drittel der Röhrenlänge betragen.

Manchmal ist es zweckmäßig, neben diesen Glühelektroden in an sich bekannter Weise eine plattenförmige Anode anzuordnen und diese leitend mit ersterer zu verbinden.

Die Glühelektrode und die plattenförmige ίο Elektrode, die, wie bekannt, z. B. zylinderförmig sein kann, arbeiten dann in jeder Wechselstromperiode abwechselnd als Kathode und Anode.

Die Röhre ist mit einer an sich bekannten Gasfüllung, die z. B. aus einem oder mehreren Edelgasen besteht, gefüllt. Die Füllung kann auch aus Dampf oder aus einem Gemisch von Dampf und Gas bestehen, weshalb hier unter Gasfüllung auch eine solche einen Dampf enthaltende Füllung verstanden wird. Beim Betrieb wird in dieser Gasfüllung eine positive Säulenentladung erzeugt, welche Lichtstrahlen aussendet.

Die Hilfselektroden 8 und 9 sind über die Widerstände 11 bzw. 12 mit der Sekundärwicklung 13 des Transformators 14 verbunden, dessen Primärwicklung 15 beispielsweise an ein Lichtnetz üblicher Spannung 16 angeschlossen werden kann. Die Glühelektroden 4 und S werden von den sekundären Transformatorwicklungen 17 und 18 gespeist. Die Primärwicklung 24 des betreffenden Transformators ist ebenfalls an die Wechselstromquelle 16 angeschlossen. Der Entladungsstrom, der zwischen den Hauptelektroden 4 und 5 fließt, wird der Wechselstromquelle 16 unmittelbar entnommen, wozu die Klemmen dieser Stromquelle durch die Leiter 19 und 20 mit den Mitten der Transformatorwicklungen 17 und 18 verbunden sind; außerdem ist eine Vorschaltimpedanz 21 mit der Entladungsbahn in Reihe geschaltet. Genügt die Spannung der Stromquelle 16 nicht, um die Leuchtröhre zu betreiben, so wird in bekannter Weise die Spannung des Netzes mit Hülfe eines Transformators herauftransformiert. Wenn in diesem Fall von der Spannung der Wechselstromquelle, an die die Hauptelektroden angeschlossen sind, gesprochen wird, so ist damit selbstverständlich die Spannung der Sekundärwicklung des Aufwärtstransformators gemeint. Ebenso ist die Spannung der Sekundärwicklung 13 gemeint, wenn die Rede ist von der Spannung der Hilfsstromquelle, welche an die Hilfselektroden gelegt wird.

Der Transformator 14 ist so dimensioniert, daß die Spannung der Sekundärwicklung 13 höher ist als die Spannung der Stromquelle 16. Die Verbindungen sind so gemacht, daß, wenn die mit der Elektrode 4 verbundene Klemme der Stromquelle 16 negativ ist, der mit der Hilfselektrode 8 verbundene Pol der Sekundärwicklung 13 positiv ist. Infolge der höheren Spannung der Wicklung 13 steigt bei jeder Zündung der Röhre die zwischen den Hilfselektroden 8 und 9 angelegte Spannung schneller an als die Spannung zwischen den Elektroden 4 und 5. Zwischen den einander zugewendeten Enden der Hilfselektroden 8 und 9 entsteht sehr schnell eine Glimmentladung, während auch zwischen der momentan als Kathode arbeitenden Glühelektrode und der benachbarten Hilfselektrode eine Bogenentladung auftritt. Wirkt die Elektrode 4 als Kathode, so scheinen die in der Bogenentladung gebildeten Elektronen von dem linken Ende der Hilfselektrode 9 abgesaugt zu werden, was mit zu einer schnellen Zündung der Hauptentladung führt.

Der Strom, der durch den von der Transformatorwicklung 13 und den Hilfselektroden 8 und 9 gebildeten Stromkreis fließt, bleibt infolge der Einschaltung der Widerstände 11 und 12 sehr klein. Diese Widerstände können z. B. je 1000 bis 10 000 Ohm betragen. Demzufolge kann die Leistung des Transformators 14 sehr klein gewählt werden. Die Widerstände 11 und 12 können durch eine Drosselspule oder durch einen Kondensator ersetzt werden.

Versuche haben ergeben, daß z. B. eine Leuchtröhre mit einer Länge von 1 Meter, einem Durchmesser von 40 mm und einer Neonfüllung mit einem Druck von 1,8 mm, mit einer Spannung von 180 bis 190 V der Stromquelle 16 gezündet wurde. Die Spannung der Sekundärwicklung 13 war dabei 360 V.

Die in Abb. 2 dargestellte Röhre stimmt in der Hauptsache mit der Röhre 1 der Abb. 1 überein. Nur sind die Hilfselektroden 8 und 9 teilweise mit isolierenden Porzellanröhrchen 22 abgedeckt, und zwar sind diese Röhrchen in der Nähe der Glühelektroden 4 und 5 angebracht, denn dort scheinen die Hilfselektroden stark zu zerstäuben. Auch die einander zugewandten Enden der Hilfselektroden zerstäuben ziemlich schnell, weshalb diese Enden von einem Metallnetz 23, das gegen die Röhrenwand abgestützt ist, umgeben sind. Dieses Netz fängt die zerstäubten Metallteilchen auf, so daß eine Schwärzung der Wand vermieden wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Zünden einer langgestreckten Leuchtröhre, in der neben den Hauptelektroden ein oder mehrere Elektrodenpaare angebracht sind, deren jedes aus zwei draht- oder streifenförmigen, in der Längsrichtung der Leuchtröhre angeordneten Hilfselektroden besteht, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Hilfs elektroden der mit Glühelektroden versehenen Leuchtröhre unter Zwischenschaltung einer Impedanz an eine Hilfsstromquelle angeschlossen sind, deren Spannung höher ist, als die der Stromquelle für die Hauptelektrodeji, und daß die Elektroden der Leuchtröhre in an sich "bekannter Weise derart mit den Stromquellen verbunden sind,- daß jede Hauptelektrode und die ihr benachbarte Hilfselektrode entgegengesetzte Polarität aufweisen.

   ,2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Hilfselektrode und der Hilfsstromquelle gleich große Impedanzen eingeschaltet sind.

   3- Vorrichtung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden der Leuchtröhre über einen Teil ihrer Länge mit einer isolierenden Schicht bedeckt sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden der Leuchtröhre mindestens über einen Teil ihrer Länge von einem gitterförmigen Teil umgeben sind.

   5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Enden der Hilfselektroden der Leuchtröhre mit Hilfe eines isolierenden Teils, etwa einer Glasperle, miteinander verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen