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Schaltung einer insbesondere zum Aussenden von Lichtstrahlen bestimmten
-elektrischen Entladungsröhre mit Glühkathode Es ist bekannt, in Reihe mit einer
gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre eine Drosselspule und parallel zu der
Röhre einen Kondensator zu schalten und dabei diese Drosselspule und diesen Kondensator
derart zu bemessen, daß sie für die Grundfrequenz der Wechselstromquelle, aus der
die Entladungsröhre gespeist wird, in Resonanz sind. Diese bekannte Schaltung bezweckt,
die Entladungsröhre durch die zwischen den Kondensatorbelegungen auftretende hohe
Spannung zünden zu lassen.
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Es hat sich aber gezeigt, daß dieser Schaltung, falls sie auf mit
einer Glühelektrode versehene Entladungsröhren angewendet wird, wesentliche Nachteile
anhaften. Hierbei hat nämlich der parallel geschaltete Kondensator einen sehr ungünstigen
Einfluß auf die Lebensdauer der Glühkathode und' infolgedessen auf die der Entladungsröhre;
außerdem wird die in der Röhre auftretende Entladung bei parallel geschaltetem Kondensator
in vielen, Fällen sehr unregelmäßig.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden und wird
dennoch eine leichte Zündung der Entladungsröhre dadurch erzielt, daß die Drosselspule
und der Kondensator nicht auf die Grundfrequenz, sondern auf eine höhere Harmonische
(zweckmäßig die dritte) der Wechselstromquelle, aus der die Entladungsröhre gespeist
wird, abgestimmt sind. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei einer solchen
Einrichtung 'die Unregelmäßigkeit der Entladung nicht eintritt und daß auch der
ungünstige Einfluß des parallel geschalteten Kondensas tor s .auf die Lebensdauer
der Röhre erheblich geringer ist.
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Wenn die der Einrichtung zugeführte Spannung keine höhere Harmonische
aufweist, können zur Erzeugung von höheren Harmonischen besondere Maßnahmen getroffen
werden. Zu diesiem Zweck kann man eine Drosselspule mit einem stark gesättigten
Eisenkern benutzen. Durch,eine solche Drosselspule werden, wie an sich bekannt,
höhere Harmonische, namentlich die dritte, erzeugt.
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Auch kann man vorteilhaft eine kleine Hilfsgasentladungsstrecke in
den Stromkreis der Drosselspule und des Kondensators aufnehmen. Auch hierdurch werden
höhere Harmonische erzeugt. Dies ie Hilfsentladungsstrecke
kann
in der Hauptentladungsrö.hr.e selbst untergebracht werden. Dadurch wird dann gleichzeitig
eine Ionisation der Gasfüllung der Hauptentladungsröhre herbeigeführt, wodurch bekanntlich
die Zündung erleichtert wird. Wenn -die Hauptentladungsrölire zwei Glühelektroden
hat, so kann in der Nähe einer jeden Glühelektrode eine Hilfselektrode angebracht
werden, wobei jede Hilfselektrode über einen für eine höhere Harmonische auf die
Drosselspule abgestimmten Kondensator mit der nicht benachbarten Glühelektrode verbünden
wird. Man kann auch einem einzigen Kondensator verwenden und diesen zwischen die
beiden Hilfselektroden schalten.
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Wenn; man die Hilfsentladüngsstrecke nicht in der Hauptentladungsröhre.
unterbringt, sondern wenn man ein besonderes Entladungsröhrchen verwendet, so kann
man dieses vorteilhaft dazu benutzen, den Kondensator nach der Zündung der Hauptentladungsröhre
außer Betrieb zu setzen. Dabei wird somit eine Hilfsentladungsröhre mit kalten Elektroden
in Reihe mit dem Kondensator in den .parallel zu der Hauptentladungsröhre geschalteten
Stromzweig aufgenommen und derart bemessen, daß die während des normalen Betriebes
der Hauptentladüngsröhre zwischen den Elektroden der Hilfsentladungsröhre auftretende
Spannung in dieser Röhre keine Entladung aufrechterhalten kann. Gewünschtenfalls
kann der Kondensator natürlich nach der Zündung der Hauptentladungsröhre auch auf
andere Weise abgeschaltet werden, z. B. mittels eines Bimetalls.
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In der Zeichnung stellen die Fig. 1, '2; 3 und q. vier Ausführungsformen
der Schaltung gemäß der Erfindung beispielsweise dar.
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Die in Fig. i dargestellte Schaltung enthält eine Entladungsröhre
i, die mit Gas, z. B. Neon, unter geringem Druck gefüllt und mit zwei Glühelektroden
ä ausgestattet ist. Die Entladungsröhre -wird aus einer Wechselstromquelle 3 gespeist,
die z. B. aus einem Lichtnetz normaler Frequenz besteht. Dabei ist in Reihe mit
der Entladungsröhre i eine Drosselspule ¢ und parallel zu der Röhre i ein Kondensator
5 geschaltet. Diese Drosselspule q. und der Kondensator 5 sind derart bemessen,
daß sie für eine höhere Harmonische der Wechselstromquelle 3 miteinander in Resonanz
sind. Bei einer Frequenz der Wechselstromquelle 3 von 5o Hz kann die Selbstinduktion
der Drosselspule z. B. o,6 Henry und die Kapazität des Kondensators, i,7 ,#iF betragen.
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Die in der Schaltung nach Fig.2 enthaltene Entladungsröhre 6 ist U-förmig
ausgebildet und ist an den beiden Enden mit einer Glühelektrode 7 bzw. 8 und einer
zylindrischen Hilfselektrode g. bzw: io versehen:. (Gegebenenfalls. können auch
-emittierende Hilfselektroden Anwendung finden.) Die Entladungsröhre enthält neben
einer Edelgasfülläng auch eine Menge Natrium, dessen Dampf sich während des Betriebes
stark an der Lichtausstrahlung beteiligt. Um die Entstehung des erforderlichen Natriumdampfdruckes
zu fördern, wird die Entladungsröhre 6 während des Betriebes mit einer nicht dargestellten
doppelwandigen Hülle umgeben, wobei der Raum zwischen den. Wänden der Hülle entlüftet
ist.
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Die Glühelektrode 7 ist über den Kondensator i i mit der Hilfselektrode
io verbunden. Ebenso steht die Glühelektrode 8 über den Kondensator 12 mit der Hilfselektrode
9 in Verbindung. Die Glühelektrode 7 ist auch mit einem Ende der Drosselspule 13
verbunden, deren anderes Ende an eine Klemme der Wechselstromqüelle 14 angeschlossen
ist. Die andere Klemme dieser Wechselstromquelle steht mit der Glühelektrode 8 in
Verbindung.
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Auf diese Weise sind zwei Stromzweige parallel zu der zwischen den
Glühelektroden 7 und 8 gebildeten Entladungsstrecke geschaltet. Dar eine Stromzweig
besteht aus. dem Kondensator 12 und der Hilfs.entladungsstrecke zwischen der Glühelektrode
7 und der Hilfselektrode g, während der andere Stromzweig aus dem Kondensator i
i und der Hilfsentladungsstrecke zwischen der Glühelektrode 8 und der Hilfselektrode
iö besteht. In Reihe mit den beiden Stromzweigen liegt die Drosselspur 13. Diese
Drosselspule und die Kondensatoren i i bzw. 12 sind derart bemessen, daß ,sie für
die dritte Harmonische der Wechselstromquelle in Resonanz sind: Die Entstehung dieser
Harmonischen wird dadurch gefördert, daß in den Stromkreisen der Drosselspule und
der Kondensatoren eine Hilfsgastentladungsstrecke liegt. Die Hilfsentladungen zwischen
den Elektroden 7 und 9 bzw. 8 und i o tragen nicht nur zur Erzeugung einer höheren
Harmonischen bei, sondern bewirken auch eine Ionisation der Gasfüllung der Entladungsröhre
6, durch welche die Zündung dieser Röhre noch weiter erleichtert wird.
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Die Glühelektroden der Entladungsröhren i und 6 können mittels besonderer
Wechselströme geheizt werden. Es ist aber auchmöglich, diese Glühelektroden durch
die Entladung auf der erforderlichen: hohen Temperatur zu halten. Falls, die Glühelektroden
nicht gesondert geheizt -,verden, fördern die Hilfsentladungen auch die Heizung
der Glühelektroden.
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Es hat sich gezeigt, daß mittels der dargestellten Schaltungen die
Zündung der Entladungsröhren: sehr leicht erfolgen kann; wobei die Nachteile, die
einem Kondensator anhaften,
der für die Grundfreiquenz auf die Drosselspule
abgestimmt ist, vermieden werden.
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Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung ist verschieden von: der nach
Fig. 2, indem nur ein ,einziger Kondensator 15 vorhanden ist, der mvischen die Hilfselektroden
g und io geschaltet ist. Auf diese Weise ist ein durch die beiden Hilfsentladungsstrecken
und den Kondensator 15 gebildeter Stromzweig parallel zu der Entladungsstrecke zwischen
den Elektroden 7 und 8 geschaltet.
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Fig. ¢ stellt 'eine Schaltung dar, die durch die Verwendung einer
besonderen Drosselspule von der Schaltung nach Fig. i verschieden ist.
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Diese Drosselspule enthält .einen Eisenkern mit zwei Schenkeln verschiedenen
Querschnittes. Der Schenkel 16 hat einen wesentlich kleineren Querschnitt als der
Schenkel 17. Die beiden Teile 18 und i9 der Drosselspule sind derart gewickelt,
daß ein die beiden Teile in Reihe durchfließender Strom entgegengesetzt gerichtete
Kraftflüsse in dem Kern erzeugt. Wenn die Entladungsröhre i noch nicht gezündet
hat, so fließt ein Strom durch den Teil 18 der Drosselspule und den Kondensator
5. Der Schenkel 16 ist derart bemessen, daß bei diesem Strom der Schenkel 16 stark
gesättigt wird, .so daß dann eine starke dritte Harmonische erzeugt wird. Nach der
Zündung der Röhre i tritt in dem Kern einschwächerer Kraftstrom auf, was im Hinblick
auf den stärkeren Strom erwünscht ist.