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Vorrichtung zum Zünden des Kathodenflecks von Entladungsgefäßen mit
Gas- oder Dampffüllung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung für Entladungsgefäße
mit Gas-oder Dampffüllung, die vorzugsweise mit einer Quecksilberkathode ausgerüstet
sind. Es ist bekannt, in solchen Entladungsgefäßen den Kathodenfleck mittels einer
Entladung hoher Spannung zwischen einer Zündelektrode und der Kathode zu erzeugen.
Mit diesen bekannten Einrichtungen gelingt es Jedoch nicht immer, das Entladungsgefäß
zu einem bestimmten vorgegebenen Zeitpunkt zu zünden, wie das für viele Zwecke wichtig
ist. So ist es zum Beispiel bei der Verwendung der Entladungsgefäße als Wechselrichter
oder als Umrichter nötig, daß der Arbeitslichtbogen periodisch an bestimmten Punkten
der Welle des Stromes, welcher zwischen den Anoden und der Kathode übergeht, gezündet
wird.
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Es ist bekannt, daß eine sichere und einwandfreie Erzeugung des Kathodenflecks
zu einem bestimmten Zeitpunkt schwer durch eine Entladung hoher Spannung erhalten
werden kann, welche zwischen der Kathode und einer im Gasentladungsgefäß angeordneten
Hilfselektrode übergeht. Bei aus Glas bestehenden Entladungsröhren hat man bessere
Ergebnisse erzielt, indem man die Zündentladung zwischen der Kathode und einer außen
an dem Glasgefäß angeordneten Hilfselektrode durch die Glaswand hindurchgehen ließ.
Diese Anordnung läßt sich jedoch nicht für die üblichen Entladungsgefäße mit Metallgehäuse
verwenden. Man hat deshalb versucht, im Innern des Entladungsgefäßes in Glas eingeschmolzene
Zündelektroden anzuordnen, die die Innenwand des sie umgebenden Glasröhrchens an
der Stelle berührte, an der dieses Röhrchen in das Kathodenmetall eintaucht. Diese
Anordnung hat sich jedoch nicht bewährt.
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Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung ;wm Zünden des
Kathodenflecks von Entladungsgefäßen mit Gas- oder Dampffüllung, vorzugsweise solchen
mit Quecksilberkathode, mittels einer im Innern eines gegen das Innere des Entladungsgefäßes
abgeschlossenen Isolierrohres untergebrachten Zündelektrode, bei der diese Nachteile
vermieden sind. Die Zündelektrode berührt nämlich erfindungsgemäß die Innenwand
des mit einem Glas von einem zur Erzeugung der Glimmentladung ausreichenden Druck
gefüllten Isolierrohres an den der Kathodenoberfläche gegenüberliegenden Stellen
nicht. Diese Anordnung hat ferner den Vorteil, daß
die Zündung mit
bedeutend kleinerer Leirt stung erreicht werden kann als bei den bekannten Anordnungen,
bei denen die Zündelektrode die Innenwand des Glasrohres den der Kathodenoberfläche
gegenüberliege. den Stellen berührt. Der physikalische Vr,=: gang, der dieser Erscheinung
zugrunde liegt' ist noch nicht völlig geklärt. Es erscheint jedoch nicht ausgeschlossen,
daß durch die Glimmentladung hochfrequente Schwingungen entstehen, durch die die
Zündung wesentlich erleichtert wird. Das die Zündelektrode enthaltende Isolierstoff
rohr wird zweckmäßig so angeordnet, daß es von außen die Wand des Entladungsgefäßes
durchdringt Lind mit dem Kathodenmetall in Berührung kommt. Zweckmäßig durchdringt
dabei das Zündelektrodenrohr das Kathodengefäß und das Quecksilber von unten her
und ragt bis über den Quecksilberspiegel hinaus. Damit die Zündentladung sich von
der Zündelektrode durch die Wand der Glasröhre zum Xathodenquecksilber gut ausbreitet,
ist erfindungsgemäß das obere Ende der Zündelektrode, welches über dem Quecksilberspiegel
liegt, besonders gestaltet, z. B. ist eine flache, runde Scheibe, welche eine günstige
Ausbreitung des elektrischen Feldes bewirkt, auf das Ende der Elektrode aufgesetzt.
Ferner kann auch durch Verstärken der Wand des Zündelektrodenrohres die Entladung
gezwungen werden, nur an bestimmten Stellen, an denen die Wandstärke gering gehalten
ist, in den Raum des Gasentladungsgefäßes und zur Kathode überzugreifen.
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Der Druck im Innern des Zündelektrodenrohres kann von der Höhe einer
Atmosphäre sein. Es ist jedoch vorteilhaft, ihn nur gering, ungefähr von der Größe
einiger Millimeter Quecksilbersäule, zu wählen. Dadurch wird es möglich, die Zündelektrode
in größerer Entfernung von der Stelle der Wand des Zündelektrodenrohres anzuordnen,
an welcher die Entladung in das Gasentladungsgefäß übertreten soll. Das ergibt eine
einfache Konstruktion der Zündvorrichtung.
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Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Abb. i bis 4. der Zeichnungen,,Ausführungsbeispiele
dargestellt. 1111 Die Abb. i zeigt die Kathode eines Quecksilberdampfentladungsgefäßes
mit metallischem Gehäuse und der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung. Die Kathodenschüssel
i wird im unteren Teil des Napfes .2 durch den Isolator 3 festgehalten. Durch die
Dichtungen 4 ist der Kathodenisolator mit den Metallwänden des Gefäßes verbunden.
Die Zündelektrode 5 ist im Innern eines Rohres 6 angeordnet, das vorzugsweise aus
schwer schmelzbarem Material, wie Borosilicatglas oder Quarz, besteht. Die Durchführung
des Zündelektrodenrohres 6 durch den Kathodenboden ist mittels der Dichtung 7, 8
abgedichtet. Das Innere des Rohres 6 kann mit 1r Atmosphäre in Verbindung stehen
oder -älter abgeschlossen sein. In letzterem Falle kann es mit Luft oder irgendeinem
anderen .Gas unter irgendeinem Druck gefüllt sein. Die Elektrode 5 endet dicht über
dem Quecksilberspiegel in einer flachen, zylindrischen Platte g. Von dieser Platte
g geht die Glimmentladung zum Zünden des Entladungsgefäßes aus und erreicht durch
die Wand 6 hindurch die Kathode io.
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Das Rohr 6 besitzt in der Abbildung gleichmäßige Wandstärke. Es ist
jedoch zweckmäßig, an den Stellen, an denen es mit der Wand des Gasentladungsgefäßes
oder mit dein Quecksilber selbst in Berührung ist, die Wandstärke zur besseren Isolation
zu vergrößern.
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In Abb. -- ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung
dargestellt, bei welchem die Zündelektrode 14 nur sehr kurz ausgeführt ist und nicht
bis zum Kathodenquecksilber ragt. Das Zündelektrodenrolir i i besitzt einen langen,
schmalen Kanal 12, der sich dicht über dem Kathodenspiegel zu einer Auswölbung 13
erweitert. Das Rohr i i ist mit Luft, Gas oder einem Dampf von geringem Druck gefüllt.
Die Eiitladung geht von der Elektrode 14 aus, folgt dem Kanal 1-2 und geht durch
die Wand der Auswölbung 13 an der Stelle hindurch, an welcher es die Wandstärke
erlaubt. Sie folgt dann der äußeren Wand des Rohres i i und erreicht das Kathodenquecksilber
io. Dadurch, daß die Wand des Zündelektrodenrolires i i an den Durchführungen sehr
verstärkt ist und nur bei 13 dünn ist, wird verhindert, daß die Entladung, von der
Elektrode 14 ausgehend, direkt durch die Wand hindurch das Quecksilber erreicht.
Die Entladungsbahn führt vielmehr erst bis über den Quecksilberspiegel hinaus und
dann außerhalb des Zündelektrodenrohres durch das zu ionisierende Gas bzw. den Dampf
hindurch zur Kathode.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen Abänderungen des in Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Bei der Anordnung nach Abb.3 wird der Entladungskanal 12 des Zündelektrodenrohres
i i nicht von einer dicken, isolierenden Wand umgeben, wie bei der Anordnung nach
A:bb.2, sondern von einem zweiten Rohr 15, welches an das Rohr 1a angeschmolzen
ist. Dadurch wird eine gute Isolation gegenüber den das Zündelektrodenrohr umgebenden
leitenden Teilen erreicht. Das ringförmige Rohr 15 ist dabei zweckmäßig mit einem
Gas von nur geringem Druck gefüllt.
Im Ausführungsbeispiel, das
in Abb. 4 dargestellt ist, ist der Kanal 12 des Zündelektrodenrohres durch ein rohrförmiges
Stück i; bis ins Innere der Aushöhlung i3 verlängert, um zu vermeiden, daß die Entladungsbahn
direkt zum Quecksilber io geht, ohne mit dem zu ionisierenden Dampf des Gasentladungsgefäßes
außerhalb des Zündelektrodenrohres 13 in Berührung gekommen zu sein.