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Einrichtung zum Zünden von elektrischen Niederdruckentladungsleuchtröhren
für Netzspannungsbetrieb Die Erfindung bezieht sich auf elektrische, mit mittelbar
geheizten Glühelektroden ausgerüstete Niederdruckentladungsleuchtröhren, bei denen
die Heizdrähte der Glühelektroden der Entladungsstrecke vorgeschaltet sind und zur
Begrenzung des Entladungsstromes dienen, Beim Einschalten derartiger Entladungsröhren
bewirkt der über die Heizdrähte fließende Hilfsstrom die Aufheizung der meist aus
langgestreckten Hohlblechzylinderri bestehenden Glühelektroden. Sobald diese eine
genügende Temperatur erreicht haben, kann die Entladung zünden. Der Hilfsheizstrom
wird-dann meist abgeschaltet. _ Derartige Entladungsröhren weisen eine Reihe von
Vorteilen auf. Das Vorheizen der Glühelektroden setzt die Zündspannung der Röhre
wesentlich herab und schont die Glühelektroden beim Zündvorgang. Nach erfolgter
Zündung bewirken die vom Entladungsstrom durchflossenen Glühelektrodenheizdrähte
eine Verminderung der Kathodenfälle und ermöglichen bei Wechselstrombetrieb durch
Herabsetzen der Wiederzündspannung eine günstige Erhöhung der zulässigen Röhrenbrennspannung.
Außerdem können genügend groß bemessene Elektrodenheiz-drähte unter Umständen allein
zum Stabilisieren des Entladungsstromes ausreichen, so daß dann äußere, getrennt
von der Röhre angeordnete Vorschaltwiderstände nicht mehr notwendig sind.
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Ein wesentlicher Nachteil dieser Entladungsröhren liegt jedoch darin,
daß beim
Einschalten der Röhren das Aufheizen der Glühelektroden
wegen ihrer beträchtlichen Wärmekapazität längere Zeit, etwa 2o bis 3o Sekunden,
in Anspruch nimmt und daß daher die Röhre erst nach Ablauf dieser Ut aufleuchtet.
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Dieser Nachteil wird bei einer mittelbar geheizte Glühelektroden aufweisenden
Niederdruckentladungsröhre erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in den Heizkreis
einer oder jeder Glühelektrode noch ein vom Heizstrom durch Stromdurchfluß oder
durch eine Hilfsentladung rasch auf Emissionstemperatur erhitzter Zündglühdraht
eingeschaltet ist, und zwar, vom Netzpol der zugehörigen Glühelektrode aus gerechnet,
hinter ihrem Heizdraht, so daß der am Zündglühdraht ansetzende Zündentladungsstrom
über den Heizdraht der Glühelektrode fließt. Diese außerhalb der Glühelektroden
angeordneten, frei der Entladung ausgesetzten Zündglühdrähte sind so bemessen, daß
sie beim Einschalten der Röhre durch den Heizstrom praktisch sofort, nämlich oft
schon in Bruchteilen einer Sekunde, auf Emissionsglut erhitzt «-erden und daß demgemäß
sofort eine leuchtende Zündentladung zwischen den an verschiedenen Netzpolen angeschlossenen
Zündglühdrähten auftritt. Die Stromstärke dieser Zündentladung wird zweckmäßig durch
geeignete Bemessung der in ihrem Stromkreis liegenden Widerstände etwa ebenso groß
eingestellt wie diejenige der später auftretenden Hauptentladung, so daß sich die
Leuchtstärke dieser vorab entstehenden leuchtenden Zündentladung praktisch nicht
von der Leuchtstärke der später entstehenden Hauptentladung unterscheidet. Der über
den Heizdraht der Glühelektrode fließende Strom der Zündentladung heizt die Glühelektrode
in etwa 2o bis 3o Sekunden auf, worauf sich dann die Hauptentladung zwischen den
Glühelektroden ausbildet.
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Durch eine geeignete Anordnung der Glühelektroden und der Zündglühdrähte
ini Entladungsraum, z. B. Stellung der Zündglühdrähte hinter den Glühelektroden,
sowie durch eine geeignete Festsetzung ihrer Glühtemperaturen und durch richtige
Auswahl ihrer Emissionsbaustoffe kann leicht das Ausbilden der Hauptentladung zwischen
den Glühelektroden unterstützt und erreicht werden, daß dabei die Zündentladung
erlischt. Dieser Übergang der Entladung von den Zündglühdräliten auf die Glühelektroden
wird bei Entladungsröhren, deren Heizkreis beim Zündvorgang .zur Ausschaltung kommt,
auch durch den bekanntlich wesentlich niedrigeren Kathodenfall mittelbar geheizter
Glühelektroden gegenüber jenen entladungsgeheizten Glühelektroden gefördert. Schließlich
besteht noch die Möglichkeit, durch Einschalten eines Hilfswiderstandes zwischen
der Glühelektrode und ihrem Zündglühdraht das Potential des Zündglühdrahtes zu erniedrigen
und dadurch ein. bevorzugtes Ansetzen der Entladung an cler Glühelektrode zu erreichen.
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Bei der neuen Entladungsröhre kann der Heizkreis einer oder jeder
Glühelektrode für sich vom Netz oder einer Hilf sstromquelle gespeist werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich bei Entladungsröhren
mit zwei mittelbar geheizten Glühelektroden, wenn diese in an sich bekannter Weise
durch eine Leitung überbrückt werden, in der ein selbsttätiger Schalter sowie der
oder die Zündglühdrähte und gegebenenfalls noch ein Hilfswiderstand eingeschaltet
sind. Eine solche Entladungsröhre ist als Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung
in Abb. i scheiniatisch dargestellt.
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Die etwa i in lange und 30 mm «-ente Entladungsröhre i enthält
eine Edelgasfüllung von niedrigem Druck, etwa ein -Neon-.@rgon-Gemisch von 2 bis
io Torr, dem gegebenenfalls noch verdampfbares Metall, z. B. Quecksilber, zugesetzt
sein kann.
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Die beiden in der Achse der Entladungsröhre angeordneten mittelbar
-geheizten Glühelektroden 2 bestehen aus 1 ickelhohlbleehzylindern, die etwa eine
Länge von 2 ciii bei einem Durchmesser von 1,5 mm aufweisen und mit stark elektronenemittierenden
Stoffen überzogen sind. Im Innern jeder Glühelektrode 2 ist ein Heizdraht 3 isoliert
untergebracht, der einerseits mit einem -Netzpol und andererseits mit der Glühelektrode
2 verhundeii, also der Entladungsstrecke vorgeschaltet ist. Die Heizdralitabniessungeii
sind beispielsweise so gewählt, dall bei einer Stromstärke von ioo niA etwa ein
Spannungsabfall von 35 `' auftritt.
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Die Glühelektroden 2 sind durch eine Leitung d. überbrückt, die zweckmäßig
längs der Entladungsröhre i auf der Aullenwandunr aufgekittet ist. In dieser f'lierbrückungsleitung
.I liegen der Binietallschalter 5, der Hilfswiderstand G, beide vorzugsweise in
den Sockeln der Röhre eingebaut, sowie die beiden verschieden ausgebildeten Zündglüiidrälite;
und B. Der Zündglühdralit; ist als frei stehende Drahtwendel neben dein rückwärtigen
Teil der Glühelektrode angeordnet, während der Zündglülidraht 8 auf die über den
rückwärtigen Teil der Glühelektrode geschobene Isolierhülse q aufgewickelt ist.
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leim Einschalten der Röhre fließt über die Überbrückungsleitung .I
ein durch die Heizdrähte 3 und den Hilfswiderstand 6 begrenzter Anheizstrom, der
sofort die blanken oder mit aktivierenden Stoffen versehenen Zündglühdrähte
7,
8 auf Emissionstemperatur aufheizt. Unmittelbar anschließend, etwa eine Sekunde
nach dem Einschalten der Röhre, wird durch selbsttätiges Öffnen des Bimetallschalters
5 die Überbrückungsleitung unterbrochen, Worauf der zwischen den Zündglühdrähten
7, 8 auftretende Spannungsunterschied einen Entladungsbogen zwischen den Zündglühdrähten
7, 8 herbeiführt. Die Röhre sendet demgemäß beim Einschalten praktisch sofort Licht
aus.
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Der über die Heizdrähte 3 fließende Strom der Zündentladung heizt
nunmehr die Glühelektroden ? auf, die dann nach etwa 2o bis 30 Sekunden den
Entladungsbogen übernehinen. Die Zündglühdrähte 7, 8 werden also immer nur kurzzeitig
beim Einschaltvorgang beansprucht. Ihre Lebensdauer reicht infolgedessen auch dann
leicht aus, wenn sie mit besonders gut zündenden, aber empfindlicheren Stoffen aktiviert
sind oder nur sehr kleine Abmessungen erhalten, um ihre Aufheizung zu beschleunigen
und eine höhere Glühtemperatur zu erreichen.
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Der im Heizkreis fließende Strom kann den Zündglühdraht auch durch
eine Hilfsentladung aufheizen, wie Abb. 2 zeigt. Hier ist der Zündglühdraht io nicht
unmittelbar mit dem Stromzuführungsdraht i i verbunden, sondern es befindet sich
zwischen beiden eine kleine Entladungsstrecke, die beim Einschalten der Röhre sofort
.durch eine den Zündglühdraht io aufheizende Hilfsentladung überbrückt wird. In
diesem Falle lassen sich die Spannungs- und Stromverhältnisse leicht so bemessen,
daß beim Einsetzen der Zündentladung diese Hilfsentladung erlischt, also die Überbrückungsleitung
ohne einen weiteren besonderen Hilfsschalter selbsttätig abgeschaltet wird, Der
in Abb. i angegebene -Hilfswiderstand 6 kann so ausgebildet sein, daß sein Widerstandswert
beim Erwärmen sehr. stark, beispielsweise auf den 5- bis 6fachen Wert ansteigt und
-infolge des dabei ansteigenden Spannungsunterschiedes zwischen den Zündglühdrähten
7, 8 die Zündentladung entsteht. Der Widerstandswert kann gegebenenfalls auch erst
nach erfolgter Ausbildung der Zündentladung einen so hohen Wert erreichen, daß ein
Abschalten der Überbrückungsleitung nicht mehr notwendig ist, also der Schalter
5 wegfallen kann.
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Bei der in Abb. i gezeigten Anordnung kann statt des Bimetallschalters
5 auch irgendein anderes Schaltmittel verwendet «-erden, beispielsweise eine kleine
Hilfsentladungsstrecke, die beim Einsetzen der Zündentladung selbsttätig erlischt
und die Überbrückungsleitung damit abschaltet.
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Die- dargestellte Entladungsröhre, die mit Leuchtstoffen überzogen
oder aus Leuchtgas hergestellt sein kann; brennt wie eine Glühlampe ohne äußeren
Vorschaltwiderstand an üblichen Netzspannungen, z. B. an 220 V, wobei dann
die beiden Heizdrähte 3 beispielsweise bei einem Betriebsstrom von etwa ioo inA
zusammen etwa 7o bis go V aufnehmen.
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Da die dargestellte Leuchtröhre nur zwei Stromanschlüsse aufweist,
kann sie bei U-förmiger oder gewundener Gestalt des zweckmäßig mit einem Hüllgefäß
versehenen' Entladungsrohres mit einem gewöhnlichen Schraubsockel versehen und in
üblichen-Glühlampenfassungen eingesetzt werden.
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Bei besonders stark schwankenden Netzspannungen empfiehlt es sich,
zur weiteren Stromstabilisierung der Entladungsstrecke noch einen Eisenwasserstoffwiderstand
vorzuschalten, der beispielsweise in einem Hüllgefäß der Röhre oder im Sockel eingebaut
ist.