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Elektrische Leuchtröhre mit Entladung durch die positive Säule und
mit kompakten, kalten Metallelektroden Um bei elektrischen Leuchtröhren mit kalten
Metallelektroden die Zündung zu erleichtern, ist es bekannt, in Nähe der Hauptelektroden
Hilfselektroden anzuordnen. Auch ist es bereits bekannt, den Kathodenfall und damit
die Betriebsspannung dadurch herabzusetzen, daß die Hauptelektroden und gegebenenfalls
auch die Hilfselektroden mit elektronenemittierenden Stoffen, wie insbesondere Erdalkalimetallen
und deren Verbindungen, bedeckt sind, sofern sie nicht sogar unmittelbar aus derartigen
Stoffen hergestellt werden. Durch die sofort bei der Stromeinschaltung zwischen
den Hauptelektroden und den Hilfselektroden entstehende Glimmentladung werden Elektroden
frei gemacht und der Hauptentladungsstrecke zugeführt, damit nach genügender Ionisation
der letzteren die Entladung zwischen den Hauptelektroden übergehen kann.
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Die Erfindung bezweckt, bei der Stromeinschaltung zwischen den Haupt-
und Hilfselektroden eine sehr kräftige Hilfsentladung mit starker Elektronenabgabe
hervorzurufen, so daß der Kathodenfall auf etwa 9o Volt herabgesetzt und Röhren
kürzerer Länge ohne weitere Anlaßvorrichtung an üblichen Netzspannungen betrieben
werden können. Zu diesem Zwecke sind in bekannter Weise die Hauptelektroden und
gegebenenfalls auch die Hilfselektroden mit nach der Entladungsbahn gerichteten
taschenförmigen Vertiefungen versehen, die jedoch erfindungsgemäß entweder mit elektronenemittierenden
Stoffen bedeckt oder in einen aus derartigen Stoffen bestehenden Elektrodenkörper
oder Elektrodeneinsetzkörper eingearbeitet sind. Bei dieser Ausbildung der Eelektroden
wird die bei Stromeinschaltung zwischen den Haupt- und Hilfselektroden entstehende
Glimmentladung auf die verhältnismäßig kleinen taschenförmigen Vertiefungen der
Elektroden beschränkt: Durch die die letzteren bedeckenden starken Glimmschichten
wird der an den Vertiefungen befindliche elektronenemittierende Stoff beträchtlich
erwärmt und sofort in erheblichem Maße zur Elektronenabgabe veranlaßt. Es wird daher
sehr schnell und sicher die Hauptentladungsstrecke ionisiert und damit die Zündung
erleichtert.
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Es sind zwar schon elektrische Leuchtröhren bekannt, bei denen in
einem aus elektronenemittierenden Stoffen bestehenden Elektrodenkörper eine taschenförmige
Vertiefung vorgesehen ist. Hierbei war jedoch. letztere bis zu einem im Elektrodenkörper
eingebetteten
metallischen Stroinzuführungsteil durchgeführt, damit die Hauptentladung an diesem
metallischen Strömzuführungsteil bei der Spannungsanlegung ansetzen und beim Durchtritt
durch die enge taschenförmige Vertiefung die angrenzenden Teile des Ele-: trodenkörpers
bis zum Glühen erhitzen kann.'. Die Zündung der Röhre erfolgt dabei ausschließlich
durch Verwendung einer genügend hohen, zur Überbrückung der weit voneinander entfernt
aufgestellten Hauptelektroden ausreichenden Spannung. Bei der Röhre nach der Erfindung
wirken die taschenförmigen Vertiefungen der Hauptelektroden mit in ihrer Nähe aufgestellten
Hilfselektroden zusammen zu dem ganz anderen Zwecke, bei der Spannungsanlegung auf
der Elektrodenoberfläche vorübergehend besonders starke, punktförmige Glimmentladungen
und durch diese eine Ionisierüng der Entladungsstrecke und Herabsetzung des Kathodenfalls
zu erzielen, so daß dann die Hauptentladung bei wesentliclL niedrigerer Spannung
gezündet wird. Letztere setzt dabei an der ganzen Oberfläche der Hauptelektroden
an, da die während der Zündperiode auftretenden punktförmigen Glimmbedeckungen zufolge
des üblicherweise im Hilfsstromkreis liegenden Widerstandes nach eingetretener Zündung
stark zurückgellen bzw. vollkommen verschwinden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Leuchtröhre in Abb. i in Ansicht, zum Teil im Längsschnitt, und in
Abb. a im Querschnitt dargestellt.
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Die Abb.3 zeigt eine- andere für Gleichstrombetrieb geeignete Ausführungsform
der neuen Leuchtröhre ebenfalls in Ansicht, zum Teil im Schnitt.
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Die Abb. ,: zeigt eine dritte Ausführungsform in Ansicht.
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Die in den Abb. i und-, dargestellte Leuchtröhre besteht aus
einem Glasgefäß i, das mit beliebigen Gasen, Gasgemischen oder auch Gasdampfgemischen
gefüllt sein kann. Die an den Enden des Gefäßes i vorgesehenen Elektrodenräume 2
besitzen eingeschmolzene Füßchen 3, 'an denen je eine stabförinige Hilfselektrode
4 axial zum Glasgefäß i befestigt ist. Jede Hilfselektrode ,. ist unter Zwischenfügung
einer aus Isolationsmaterial bestehenden Hülse 5 aus Glimmer o. dgl. -von einer
ringförmigen Hauptelektrode 6 umschlossen, die wie die Hilfselektroden aus Eisen,
Aluminium, Wolfram, Kupfer, Magnesium oder anderem geeignetem Metall bestehen kann.
jede Hauptelektrode 6 ist mit geringem Spiel in einen Elektrodenraum 2 eingesetzt
und derart bemessen, daß ihre der Entladungsbahn zugewendete Stirnfläche mit der
Stirnfläche der eingeschlossenen Uilfselektrode 4: bündig liegt. In jeder Hauptelektrode
6 sind eine Anzahl von pfropfenartigen Körpern 7 aus stark elektronenemittierenden
Stoffen, etwa aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, seltenen Erden oder auch Verbindungen
derselben eingesetzt. Diese .''Ensetzkörper 7 besitzen taschenförmige, und `zwar
zweckmäßig kegelförmige Vertiefungen 8, die in der Stirnfläche der Hauptelektroden
ausmünden. Die beiden Hilfselektroden,. besitzen ebenfalls je eine nach ihrer Stirnfläche
ausmündende taschenförmige Vertiefung 9, die zweckmäßig mit elektronenemittierenden
Stoffen bedeckt ist. Von dieser Bedeckung kann jedoch abgesehen werden, wenn die
Hilfselektroden in ihrer Gesamtheit aus elektronenemittierenden Stoffen, etwa aus
Magnesium oder Barium, bestellen.
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Die beiden Hauptelektroden 6 sind mittels der Leitungen io, ir an
ein Wechselstromnetzangeschlossen. In der einen Leitung iö ist in üblicher Weise
ein Beruhigungswiderstand 12 und in der anderen Leitung ein Schalter 13 eingebaut.
Die beiden Hilfselektroden .4 sind durch eine Leitung 14. untereinander verbunden,
die einen hohen Widerstand 15 und einen Schalter 16 enthält.
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Zwecks Inbetriebsetzung der Röhre sind beide Schalter 13 und 16 zu
schließen, worauf sich dann sofort durch die zwischen den Haupt- und Hilfselektroden
entstehende Glimmentladung die taschenförmigen Vertiefungen ä, 9 mit starken Glimmschichten
überziehen. Schon nach wenigen Sekunden ist durch die sofort eintretende heftige
Elektronenemission die Hauptentladungsstrecke genügend ionisiert, so daß alsdann
die Entladung auf die Hauptelektroden überspringt. Der Hilfsstromkreis 14 kann alsdann
durch Öffnen des Schalters 16 ausgeschaltet werden, sofern dies nicht, wie
an sich bekannt, mit einsetzender Hauptentladung selbsttätig geschieht. Der Hilfsstromkreis
kann aber auch während des Leuchtröhrenbetriebes in Wirkung verbleiben, da mit eintretender
Hauptentladung die Glimmschichten stark zurückgehen und dann nicht mehr zu einer
unerwünschten Zerstäubung des elektronenemittierenden Stoffes an den Haupt- und
Hilfselektroden Anlaß geben.
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Die Leuchtröhre nach Abb. 3 ist für Gleichstrombetrieb gedacht, und
demgemäß ist nur die Kathode 6 und die ihr zugeordnete Hilfsanode 4 erfindungsgemäß
mit nach der Entladungsbahn gerichteten taschenförmigen Vertiefungen ä, 9 versehen.
Die Anode besteht bei dieser Leuchtröhre aus einem topfförinigen Metallkörper 17,
der durch die den hohen Widerstand 15 enthaltende Leitung 14 mit der Hilfsanode
4 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Kathode keine be-.
sonderen
Einsetzkörper aus elektronenemittierenden Stoffen; die taschenförmigen Vertiefungen
8, 9 sind vielmehr ebenso wie an der Hilfsanode unmittelbar in die Kathode eingearbeitet.
Die taschenförmige Vertiefung 8 besitzt ebenso wie die Vertiefung g einen Überzug
aus , elektronenemittierenden Stoffen, sofern nicht die Kathode und auch die Hilfsänode
unmittelbar aus' gut elektronenemittierenden Metallen oder Stoffen bestehen.
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Die Abb. 4. zeigt eine für Wechselstrombetrieb geeignete Leuchtröhre
von der in Abb. i gezeigten Art, deren Glasgefäß jedoch in an sich bekannter Weise
U-förmig gebogen ist. Da die Röhre zufolge der erfindungsgemäß bewirkten Herabsetzung
des Kathodenfalls auf 9o Volt bereits an üblichen Netzspannungen ohne weitere Anlaßvorrichtungen
zündet, so kann die U-förmig gebogene Röhre, wie dargestellt, in einer gesockelten
überglocke 18 von der Größe und Gestalt einer normalen elektrischen Glühlampe untergebracht
werden. Diese Leuchtröhre kann dann wie eine gewöhnliche Glühlampe in eine paßrechte
Fassung eingesetzt und nur durch Stromeinschaltung in Betrieb gesetzt werden.
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Bei größerer Ausbildung der Leuchtröhre können die Elektrodengefäße
gegebenenfalls mit Kühleinrichtungen versehen werden, etwa in Form eines übergeschobenen
metallischen Rippenmantels oder aber auch eines wasserdurchflossenen Doppelmantels.
Die Anzahl und Gestalt der an den Hauptelektroden vorzusehenden taschenförmigen
Vertiefungen kann eine beliebige sein. Die Hilfselektroden können gegebenenfalls
auch ohne taschenförmige Vertiefungen ausgeführt werden.