DE632048C - Einrichtung zur Erzeugung von Licht hoher Blinkfrequenz fuer Signalzwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung von Licht hoher Blinkfrequenz für Signalzwecke unter Verwendung gittergesteuerter Entladungsgefäße mit Gas- oder Dampffüllung, insbesondere Neonfüllung, bei denen die Entladung unter Lichtentwicklung vor sich geht. Derartige Einrichtungen können für Signalzwecke verschiedener Art Verwendung finden. Sie können beispielsweise dazu benutzt werden, ein Luftfahrzeug durch Aussenden ultraroten Lichtes bei Nebel zu einem Landeplatz zu -leiten. An sich sind Vorrichtungen zur Modulierung des Stromes in einem Lichtbogengleichrichter durch Änderung der Phasenverschiebung zwischen dem Lichtbogenkreis und dem Steuerelektrodenkreis in einem Entladungsgefäß für die Signalgebung und Nachrichtenübermittlung bekannt.

Gemäß der Erfindung wird den Entladungsgefäßen, die mit "einer Anodenwechselspannung technischer Frequenz (aus einem Wechselstromnetz) gespeist werden, eine Gitterspannung von einer demgegenüber großen Frequenz mitgeteilt, welche periodisch das Einsetzen der Entladung bewirkt. In Verbindung mit dem Anodenkreis ist dabei ein Schwingungskreis vorgesehen, durch dessen Schwingungen in jeder Halbwelle der Anodenwechselspannung die Entladung peri-, odisch (mehrmals) gelöscht wird.

Die Ausführungsbeispiele, welche gleichzeitig auch einige für den weiteren Ausbau der Erfindung zweckmäßig zu treffende Anordnungen enthalten, werden an Hand der Abb. ι bis 7 beschrieben. Im einzelnen enthält die

Abb. ι die vollständige Schaltung eines Entladungsgefäßes und seiner Steuergitter, Abb. 2 eine andere Art der Gittersteuerung, 4"

Abb. 3 bis 5 verschiedene Einrichtungen zur Gittersteuerung für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Entladungsgefäße,

Abb. 6 und 7 zeitliche Darstellungen des Verlaufs von Strom und Spannung zur Erläuterung der Einrichtung nach Abb. 5.

In der Abb. 1 bedeutet 10 ein Entladungsgefäß, durch dessen Lichtausstrahlung ein Luftfahrzeug geleitet werden soll. Die Anoden des Entladungsgefäßes sind mit 11, seine Kathode mit 12 bezeichnet. Die Anodenspannung für das Gefäß wird von einer Wechselstromquelle 13 normaler technischer Wechselstromfrequenz geliefert und in dem Spartransformator 14 auf die erforderliche Spannung gebracht. In der Verbindung zwischen den Sekundärklemmen des Transformators und den Anoden sind Drosselspulen

15 und ferner nicht ausdrücklich bezeichnete Widerstände --eingeschaltet; In der Rückleitung 16 von "der Kathode 12 des Gefäßes zu dem Mittelpunkt deä^u Transformators liegt· eine Drosselspule 17. Die Steuergitter des Gefäßes sind mit 18 bezeichnet und liege unter sich parallel und an der Gitterspari^ nungsquelle 13«. Der bereits erwähnte Schwingungskreis enthält die Induktivität 19 und >o den Kondensator 20 und liegt zwischen der Kathode 12 und den Anoden 11, und zwar an den letzteren über Blockkondensatoren 21. Das Entladungsgefäß 10 besitzt ferner noch eine Erregerelektrode 23, welche über den Widerstand 24 an einen besonderen Erregerkreis, bestehend aus der Drosselspule 22 und dem Druckknopfschalter 2 5, gelegt ist. Dieser Erregerkreis schließt sich, wie aus der Abb. ι hervorgeht, über die der Kathode 12 vorgeschaltete Drosselspule 17 und wird von der rechten Hälfte der Sekundärwicklung des Transformators 14 gespeist.

Wenn von dem Schwingungskreis 19, 20 und den Blockkondensatoren 21 sowie von den Steuergittern 18 zunächst abgesehen wird, stellt die beschriebene Schaltung einen normalen Doppelweggleichrichter dar. Ein solcher Gleichrichter liefert, wie bekannt, einen nahezu vollkommenen gleichgerichteten Strom, der nur eine geringe Wechselstromkomponente in der Größenordnung von etwa 10 0/0 des Gleichstromes enthält.

Die Erregerelektrode 23 erhält bei Öffnung des Druckknopf schalters 25 eine hohe Spannung, die ihr über den Widerstand 24 zugeführt wird. Für die nachfolgend beschriebene Wirkungsweise sei vorausgesetzt, daß der Schalter 25 betätigt worden sei. Die Frequenz der Wechselstromquelle 13«, welche an den' Steuergittern 18 hegt, sei hoch gegenüber der Frequenz der Anodenspannung und möge etwa 1000 Hertz betragen. Es sei ein Zeitpunkt betrachtet, in dem die linke der Sekundärklemmen des Transformators 14 ein positives Potential gegenüber dem Mittelpunkt der Transformatorwicklung besitzen möge. Das Potential der Steuergitter 18 sei gleichzeitig negativ gegenüber der Kathode 12, so. daß zwischen der Kathode und der linken der Anoden 11 trotz 'der positiven Anodenspannung keine Entladung stattfindet. Auch die rechte der Anoden 11 führt keinen Strom, da ihr Potential negativ gegenüber demjenigen der Kathode ist. Der Kondensator 20 möge keine Ladung besitzen. Wenn nun die Gitterspannung positiv -wird, fließt zwischen der linken der Anoden 11 und der Kathode 12 Strom und schließt sich über die in der Leitung 16 liegende, der Kathode vorgeschaltete Drosselspule 17. In dem Schwingungskreis, bestehend aus der Drosselspule 19 und dem Kondensator 20, setzt nun ein elektrischer Schwingungsvorgang ein, so daß die J-gntere Belegung des Kondensators 20 ein "$|§itives Potential gegenüber seiner oberen .'J|p§egung erhält. Der S chwingungsVorgang ^ird jedoch nach der Dauer einer Halb ^"schwingung wieder unterbrochen, da dann die Anodenspannung für das Entladungsgefäß verschwindet und dieses keinen Strom in umgekehrter Richtung zu leiten vermag. Die Ladung des Kondensators 20 fließt nun über die Drosselspule 17 und die Leitung 16 wieder ab, wobei für diesen Entladungsstromkreis die linke und die rechte Hälfte der Sekundärwicklung des Transformators 14 und die ihnen vorgeschalteten Drosseln 15 und Blockkondensatoren 21 unter sich parallel geschaltet sind. Die Gitterspannung möge bereits vor der Beendigung der genannten Halbschwingung wieder negativ geworden sein. Die Entladung zwischen der Kathode 12 und der linken der Anoden 11 setzt nun erst wieder ein, wenn die Gitterspannung wieder einen positiven Wert angenommen hat. Der Kondensator 20 ist in diesem Zeitpunkt über den genannten Entladungsstromkreis vollkommen entladen; es wiederholt sich also der vorher beschriebene Aufladevorgang, der Lös'chvorgang des Entladungsgefäßes und der beschriebene Entladungsvorgang. Wenn die Anodenspannung ihre Polarität wechselt, also während der nächsten Halbwelle der von der Wechselstromquelle 13 gelieferten Spannung, findet die Zündung und die Löschung des Anodenstromes zwischen der rechten Anode und der Kathode statt, und zwar in derselben Weise, wie eben für die linke der Anoden beschrieben. In der Nähe des Nulldurchgangs der von der Wechselstromquelle 13 gelieferten Spannung sind beide Anoden gleichzeitig in Betrieb, ähnlich wie bei einem normalen Gleichrichter, der mit Drosseln in den Anodenzuleitungen versehen ist, sich die einzelnen Anodenströme überlappen. Um die beschriebene Aufeinanderfolge der Zünd- und Löschvorgänge sicherzustellen, ist es notwendig, daß nach Erlöschen des Anodenstromes eine negative Gitterspannung vorhanden ist, wenn während der Entladung des Kondensators 20 die positive Änodenipannung wieder erscheint. Um dies zu erreichen, wird, wie bereits erwähnt, die Dauer einer Halbschwingung, die sich aus der

rößel. der Drosselspule 19 und der Größe C des Kondensators 20 nach der Formel π · y'ITC bestimmt, größer gewählt als die Dauer der positiven Gitterspannungshalb welle. Da andererseits die Entladung des Kondensators 20 beendet sein muß, wenn die positive Gitterspannung wieder erscheint, muß die HaIbschwingungsdauer im Schwingungskreise jeden-

falls kleiner sein als die Periodendauer der Gitterspannung.

Bei dem in der Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung nach Abb. 1 nicht eine besondere Gitterspannungsquelle vorhanden, sondern die Gitterspannung wird einem weiteren Schwingungskreis 26, 27 entnommen, der mit dem erstgenannten Schwingungskreis 19, 20 über einen Widerstand 28 gekuppelt und im übrigen auf dieselbe Frequenz wie dieser abgestimmt ist. Die Drosselspule 26 des Schwingungskreises ist über einen Eisenkern hoher Permeabilität, beispielsweise einen solchen aus Permalloy, der in der Abbildung mit 31 bezeichnet ist, mit einer im Gitterkreis liegenden Wicklung 30 magnetisch verkettet. Dieser Eisenkern besitzt an einer Stelle eine Querschnittsverminderung 32, so daß die an den Klemmen der Wicklung 30 auftretende Spannung eine stark ausgeprägte Spannungsspitze erhält. In dem Gitterkreis ist außerdem eine Gittervorspannungsbatterie 29 angeordnet. Der Erregerkreis für das Entladungsgefäß stimmt mit dem an Hand der Abb. ι beschriebenen überein mit dem einzigen Unterschied, daß die Erregerspannung von der rechten Hälfte der Sekundärwicklung des Transformators 14 über einen besonderen Erregertransformator 33 geliefert wird.

Der Zünd-, Schwingungs- und Löschvorgang spielt sich in ähnlicher Weise ab, wie an Hand der Abb. 1 beschrieben. Wenn die Gitterspannung positiv ist, setzt die Entladung zwischen der Kathode und derjenigen Anode, welche sich gerade auf positivem Potential gegenüber der Kathode befindet, ein, und' der Schwingungskreis 19, 20 führt eine Halbschwingung aus, nach deren Vollendung die Entladung wieder erlischt. Der Schwingungskreis 26, 27 wird dabei angestoßen, führt eine Reihe von Schwingungen aus und überträgt dabei wegen des stark gesättigten Eisenkernes 31 auf den Gitterkreis eine Spannung mit stark ausgeprägter Spitze. Jedesmal, wenn diese Spannung ihre positive Halb welle durchläuft, wird die negative, von der Batterie 29 gelieferte Gittervorspannung zeitweise überwunden und die Entladung in dem Gefäß 10 daher gezündet.

Außer durch die an Hand der Abb. 1 und 2 beschriebenen Schaltungen kann die Gitterspannung auch noch dadurch erzeugt werden, daß der Gitterkreis mit dem Primärschwingungskreis 19, 20 selbst gekoppelt ist. Die zu diesem Zweck zutreffende Schaltung ist weiter unten bei Gelegenheit der Abb. 5 erläutert.

Die Abb. 3 bis 5 zeigen Schaltungen zur Erzeugung der Gitterspannung für mehrere gleichzeitig betriebene Entladungsgefäße. In diesem Falle wird nur ein einziger Schwingungskreis 19, 20 gegebenenfalls in Verbindung mit nur einem einzigen Schwingungskreis 26, 27 für sämtliche EntladungsgefäBe verwendet. Die Gitterkreise aller Gefäße können dabei, wie es Abb. 3 erkennen läßt, über je einen getrennten Eisenkern 31 bzw. 36 gesteuert werden oder, wie Abb. 4 zeigt, über einen gemeinsamen Eisenkern 40. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnungen nach Abb. 3 und 4 stimmt im übrigen mit derjenigen nach Abb. 2 vollkommen über ein. Es kann jedoch auch, wie in Abb. 5 dargestellt, das eine Entladungsgefäß ι ο in der an Hand der Abb. 2 erläuterten Schaltung betrieben werden, die Gitterspannung für das andere dagegen durch magnetische Kupplung mit dem durch das erste Gefäß periodisch angestoßenen Schwingungskreis 19, 20 erfolgen. In dem Gitterkreis des zweiten Gefäßes ist zu diesem Zweck eine Wicklung 42 (Abb. 5) vorgesehen, die mit der Drosselspule 19 des Schwingungskreises induktiv gekuppelt ist. Die Wirkungsweise dieser zuletzt erwähnten Gitter steuerung geht aus Abb. 6 und 7 deutlich hervor. Abb. 6 zeigt den zeitlichen Verlauf des Stromes in der Drosselspule 19. Der durch den entsprechenden Fluß in der Spule 42 erzeugte Spannungsverlauf ist in Abb. 7 dargestellt. Die Gitterspannung für das Gefäß 35 steigt, wie ersichtlich, schnell auf einen positiven Betrag, welcher die negative Vorspannung der Batterie 43 überwindet und das Gefäß zum Zünden bringt und sinkt daraufhin auf einen negativen Wert, so daß bei Beendigung des Halbschwingungsvorganges in dem Schwingungskreis 19, 20 die negative Gitterspannung für das Gefäß 3 5 wieder vorhanden ist und dieses daher gleichzeitig mit dem Gefäß 10 erlischt.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Erzeugung von Licht hoher Blinkfrequenz für Signalzwecke mit Hilfe eines gittergesteuerten Entlädungsgefäßes mit Gas- oder Dampffüllung, ins-' besondere Neonfüllung, und Lichtbogenbzw, lichtbogenähnlicher Entladung, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß, das mit einer Anodenwechselspannung technischer Frequenz (Wechselstromnetz) gespeist wird, eine Gitterspannung von einer demgegenüber großen Frequenz erhält, welche periodisch das Einsetzen der Entladung bewirkt, und daß in Verbindung mit dem Anodenkreis ein Schwingungskreis vorgesehen ist, durch dessen Schwingungen in jeder Halbwelle der Anodenwechselspannung die Entladung periodisch (mehrmals) gelöscht wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer einer Halbschwingung größer ist als die Dauer der dieser zündenden Gitter spannungshalbwellen, aber kleiner als die Periodendauer der Gitterspannung.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis (19, 20) zwischen der Kathode

   (12) und den Anoden (n) des ''Entladungsgefäßes (10) Begt und dessen Kondensator (20) und Drosselspule (19) in Reihe geschaltet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine niederfrequente Wechselspannung gleichzeitig zur Lieferung der Anodenspannung sowie zur Speisung des Stromkreises der Erregerelektrode dient.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung für die Steuergitter (18) von einem besonderen Wechselstromgenerator (13°) geliefert wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung für die Steuergitter von dem Schwingungskreis (19, 20) geliefert wird.
7. 7. "Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung für die Steuergitter einem weiteren Schwingungskreis (26, 27) entnommen wird, der mit dem ersterwähnten Schwingungskreis (19, 20) vorzugsweise über einen Widerstand (28) gekoppelt und im übrigen auf dieselbe Frequenz wie dieser abgestimmt ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwingungskreis mit dem Gitterkreis des Entladungsgefäßes über einen Eisenkörper (31) hoher Permeabilität vorzugsweise aus Permalloy magnetisch verkettet ist, der an einer Stelle (32) eine starke Querschnittsverminderung besitzt, derart, daß die Gitterspannung eine stark ausgeprägte Spannungsspitze erhält.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Steuerung mehrerer Entladungsgefäße nur ein Schwingungskreis (19, 20) und gegebenenfalls nur ein weiterer Schwingungskreis (26, 27) vorgesehen ist und daß die Gitter aller Gefäße parallel geschaltet sind.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Steuerung mehrerer Entladungsgefäße eines oder mehrere dieser Gefäße '(10) an den weiteren Schwingungskreis (26, 27) und die übrigen (35) an den ersterwähnten (19, 20) angeschlossen sind.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen