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Elektrische Nied'erdruckleuchtröhre für Netzspannungsbetrieb mit mittelbar
geheizten Glühelektroden Man hat bereits vorgeschlagen, bei elektrischen Niederdruckleuchtröhren
mit mittelbar geheizten Glühelektroden deren Heizdrähte der Entladungsstrecke vorzuschalten,
so daß sie auch zur Begrenzung des Entladungsstromes dienen. Versuche mit derart
ausgebildeten Leuchtröhren haben gezeigt, daß ein einigermaßen zufriedenstellender
Betrieb nur dann möglich ist, wenn der durch die Heizdrähte gebildete Ohmsche Widerstand
größer ist als. der Betriebswiderstand der Entladungssäule, insbesondere wegen der
bei Spannungsschwankungen des Netzes sich einstellenden, für die Praxis unerträglich
großen Schwankungen der Lichtleistung. Bei Verwendung üblicher Röhrenfüllungen erreichen
diese Leistungsschwankungen anteilmäßig das Vielfache der Netzspannungsschwankungen,
weil praktisch die gesamte Spannungsschwankung nur ,allein von dem Vorschaltwiderstand
aufgenommen werden muß und weil sich im vorliegenden Fall bei jeder Stromänderung
auch die BetrIebstemp.eratur der Glühelektrode verändert, und zwar in dem Sinne,
daß eine Netzspannungserhöhung durch verstärkten Strom in den Elektrodenheizdrähten
eine Steigerung
der Betriebstemperatur und.Emissions. fähigkeit
der Glühelektrode herbeiführt, was sich wiederum stromsteigernd auswirkt. Die Zuhilfenahme
eines großen Ohmschen Vorsch.altwiderstandes bringt naturgemäß im Betrieb der Leuchtröhre
einen erheblichen Leistungsverlust mit sich.
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Nach der Erfindung wird ein wesentlich besserer Wirkungsgrad bei weitgehender
Verminderung der im Betrieb durch Netzspannungsschwankungen verursachten Lichtleistungss:chwankungen
erzielt, wenn zur Begren7ung des Entladungsstromes sowohl die Elektrodenheizdrähte
als auch ein Eisenwasserstoffwiderstand, dessen Betriebswiderstand höchstens gleich,
zweckmäßig aber kleiner ist als der Summenbetriebswiderstand der Elektrodenheizdrähte,
der Nied.erdruckleuchtröhre vorgeschaltet sind bei einem so großen El.ektrodenabstand,
daß die Entladungsröhre mindestens 6oo,'o der Netzspannung aufnimmt.
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Die Begrenzung des Entladungsstromes erfolgt demgemäß bei einer nach
der Erfindung ausgebildeten Leuchtröhre in erster Linie durch die Heizdrähte der-Glühelektroden.
Der verhältnismäßig kleine Eisenwasserstoffwiderstand verhindert, daß Netzspannungsschwankungen
zu erheblichen Stromstärken- und Lichtleistungsänderungenführen. Diese Unterdrückung
der Lichtleistungsschwankungen ermöglicht nunmehr die Verwendung des größeren Elektrodenabstandes
und damit einer höheren Brennspannung der Entladungssäule. Ein wesentlicher Vorteil
der neuen Niederdruckleuchtröhre besteht darin, daß die bisher in der Praxis benutzten
umständlichen Vorschaltgeräte fortfallen. Der kleine Eisenwasserstoftwiderstand
kann gegebenenfalls ohne Schwierigkeit in der Leuchtröhre untergebracht werden.
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Die zusätzliche Verwendung eines Eisen-,vasserstoffwiderstand,es,
der als Vorschaltgerät für Leuchtröhren an sich bekannt ist, erscheint bei Leuchtröhren
mit mittelbar geheizten Elektroden und mit der Entladungsstrecke vorgeschalteten
Elektrodenheizdrähten auf den ersten Blick befremdlich, weil bekanntlich die Heizglühdräht,e
der Elektroden schon eine ähnlich steile Stromspannungskennlinie auf-«-eisen wie
ein Eisenwasserstoffwiderstand. Es erscheint aus diesem Grunde naheliegend, bei
ungenügender Stromstabilisierung einfach die Elelztrodenheizdrähte zu vergrößern.
Diese Maßnahme bringt jedoch wenig Erfolg, .da die Vergrößerung der Elektrodenheizdrähte
durch verstärkte Aufheizung der Glühelektroden in nachteiliger Weise zu .einer Abnahme
des Widerstandes der Entladungsstrecke führt. Ein Eisenwasserstoffwiderstand mit
zwar annähernd gleicher Stromspannungskennlinie übt dagegen keine Heizwirkung auf
die Glühelektroden aus und verursacht daher auch keine Widerstandsabnahme der Entladungsstrecke.
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Zum Herabsetzen der Erstzündspannung der neuen Leuchtröhre können
an sich bekannte Mittel Verwendung finden. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform
wird erhalten, wenn die Elektroden durch eine Leitung überbrückt werden, in der
ein Zündschalter und gegebenenfalls noch ein Hilfswiderstand liegen. Beim Einschalten
der Leuchtröhre fließt dann sofort ein Vorheizstrom über die Elektrodenheizdrähte
und die Überbrückungsleitung, bis dann nach Aufheizen der Glühelektroden der Zündschalter
von Hand oder selbsttätig geöffnet und die Zündung der Leuchtröhre herbeigeführt
wird. Mit Vorteil wird eine solche überbrückungsleitung im Innern oder außerhalb
der Leuchtröhre auf der Leuchtröhrenwand befestigt, etwa aufgekittet. Sie wirkt
dann in bekannter Weise als kapazitive Zündhilfselektrode.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung
ausgebildete Niederdruckleuchtröhre für eine Anschlußspannung von 22o V schematisch
dargestellt.
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Die etwa i m lange, aus Glas bestehende Röhre i weist einen Innendurchmesser
von 25 mm auf und enthält außer einem Quecksilberbodenkörper 2 noch eine Edelgasgru.ndfüllung
aus Argon mit einem Druck von etwa 2 Torr.
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Die beiden mittelbar geheizten Glühelektroden 3 sind in einem so großen
Abstand voneinander angeordnet, daß bei der Betriebsstromstärke von etwa ioo mA
der Spannungsabfall der Entladungssäule etwa i55 V beträgt.
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Die Heizdrähte ¢ der aus Nickelhülsen bestehenden und mit aktivierenden
Stoffen überzogenen Glühelektroden 3 sind der Entladungsstrecke vorgeschaltet. Außerdem
ist in die eine Verbindungsleitung zum Netz ein Eisenwasserstoffwiderstand 5 üblicher
Bauart eingeschaltet. Der Summenbetriebswiderstand der Elektro.denh,eizdrähte q.
ist größer bemessen als der Betriebswiderstand des Eisenwasserstoffwiderstandes
5, und zwar derart, daß im Betrieb in den Elektrodenheizdrähten q. ein Spannungsabfall
von etwa 2 X 20 V, am Eisenwasserstoffwiderstand 5 dagegen nur ein Spannungsabfall
von etwa 25 V auftritt.
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Die Elektroden 3 sind ferner durch die Überbrückungsleitung 6 miteinander
verbunden, die auf der Außenwand der Glasröhre i aufgekittet ist und daher als kapazitive
Zündhilfselektrode ionisierend auf die Röhrenfüllung wirkt und in der der Hilfswiderstand
; von etwa 1500 Ohm und ferner ein in einem Glasgefäß eingeschlossener Bimetallzündschalter
8 eingeschaltet sind. Dieser Bimetallschalter
ist so bemessen,
daß er nach Erreichen der richtigen Kathodentemperatur (etwa nach einigen Sekunden)
den üb:erbrükkungsheizkreis unterbricht. Gegebenenfalls kann der Bimetallschalter
8 auch in Abhängigkeit von der Temperatur einer GlühelAtrode gebracht werden. Wie
die Zeichnung zeigt, sind sowohl der Eisenwasserstoffwiders.tand 5 als auch der
Hilfswiderstand 7 in je :einem Sockel 9 der Leuchtröhre untergebracht. Da zum Betrieb
keine sonstigen Vorschaltgeräte mehr notwendig sind, kann die Leuchtröhre wie :eine
Glühlampe unmittelbar an übliche Netzspannungen angeschlossen werden.
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Bei der dargestellten Leuchtröhre ist die Innenwandung der Glasröhre
z in an sich bekannter Weise mit Leuchtstoffen überzogen, um besondere Farbwirkungen
oder hohe Lichtausbeuten durch Ausnutzung der Ultraviolettstrahlung der Quecksilberentladung
zu erreichen. Die Röhre r kann statt dessen auch aus Leuchtgas bestehen.
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Für Bestrahlungs- und Sterilisationszwecke wird die Röhrenwand, wie
üblich, aus Quarz oder einem gut ultraviolettdurcblässigen Glase hergestellt. '
Besonders geringe Lichtleistungsschwankungen treten auf, wenn eine Leuchtröhre verwendet
wird, deren Füllung und Rohrdurchmesser sowie deren Betriebsstromstärke in an sich
bekannter Weise so bemessen sind, daß die Stromspannungskennlinie der Leuchtröhre
waagerecht oder sogar steigend verläuft. Eine solche Eigenschaft ergibt sich beispielsweise
bei :einer mindestens 3o mm weiten Leuchtröhre, die außereinemQuecksilb:erbodenkörper
eine Neonfüllung mit einem Druck von höchstens 2 Torr bei Betriebsstromstärken zwischen
roo bis 300 mA aufweist.
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Die dargestellte Leuchtröhre kann mit Gleich- oder Wechselstrom" betrieben
werden. In einzelnen Fällen genügt es, wenn nur :einn der beiden Elektroden als
mittelbar geheizte Glühelektrode ausgebildet ist. Der Bimetallschalter 8 kann ebenso
wie der Eisenwasserstoff-widerstand 5 und der Hilfswiderstand 7 im Innern :eines
Tellerfußröhrchens untergebracht sein.