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Elektrische Leuchtröhre Es sind elektrische Leuchtröhren mit Gasfüllung
bekannt, bei denen die Entladung zum Anregen eines Leuchtstoffes dient, der in der
Röhre angebracht ist und der in einer weiter bekanntgewordenen Ausführung die Form
von Buchstaben, Zahlen oder sonstigen Zeichen besitzt. Derartige Röhren werden z.
B. für Reklamezwecke verwendet. Es empfiehlt sich, den Stromverbrauch derartiger
Röhren auf möglichst geringer Höhe zu halten, da diese Röhren vielfach in Dauerschaltung
benutzt werden, z. B. um die ganze Nacht hindurch als Reklamemittel oder auch als
Orientierungsmittel zu wirken. Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige
Ausführung und gegebenenfalls Verwendung von Leuchtröhren der genannten Art, durch
die eine Reihe von Aufgaben erfüllt werden, beispielsweise die Erzielung eines extrem
geringen Stromverbrauches, ferner die Schaffung betriebssicherer Notbeleuchtungen,
die auch nach Ausfall der normalen Stromquelle noch wirksam sind, u. a. m. Der Grundgedanke
der Erfindung besteht darin, daß der Leuchtstoff, der in solchen elektrischen Leuchtröhren
mit Gasentladung verwendet wird, so ausgebildet ist, daß er ein extrem langes Nachleuchten
aufweist. Beispielsweise werden hierfür phosphoreszierende:
Stoffe
verwendet, wie sie für Markierungszwecke üblich geworden sind.
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Eine weitere Verbesserung in dieser Richtung besteht darin, die Gasfüllung
bzw. die Leuchtstoffe so auszubilden, daß ,sie vorwiegend ultraviolette oder ähnliche
aktinische Strahlen aussenden, durch die außerhalb der Röhre befindliche Leuchtstoffe
angeregt werden.
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Durch derartige Maßnahmen werden solchen Leuchtröhren vorwiegend folgende
Anwendungsmöglichkeiten erschlossen: Zum ersten können die Röhren an solchen Stellen
benutzt und angebracht werden, an denen beim plötzlichen Fortfall der Betriebsspannung
die Raumbeleuchtung wenigstens bis zu einem gewissen Grade erhalten bleiben muß,
also z. B. für die Zwecke der Notbeleuchtung von Theater-, Kino-, Keller- oder Lagerräumen
oder auch im Freien." Eine in ähnlicher Richtung liegende Anwendungsmöglichkeit
besteht darin, die Röhren nach ungewolltem Ausfall der normalen Stromversorgung
oder auch aus Gründen der Stromersparnis mit schwachen Hilfsstromquellenweiterzubetreiben,
deren Leistung ausreicht, um den Leuchtstoff so weit anzuregen, da'ß er zum mindesten
für eine behelfsmäßige Beleuchtung bzw. Orientierung ausreicht.
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Die Aufgabe der Stromersparnis kann im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung speziell in der Weise gelöst werden, daß der Entladungsstrom solcher Leuchtröhren
wechselweise ein- und ausgeschaltet wird. Dieses Ein- und Ausschälten kann entweder
in der Weise vor sich gehen, daß eine an sich bekannte Schaltung mit Relais oder
Tyratronröhren benutzt wird, die abwechselnd das Ein- und Ausschalten der Leuchtröhre
vornimmt. Im einfachsten Falle kann der intermittierende Betrieb dadurch erreicht
werden, daß die Stromquelle einen geeignet bemessenen Kondensator auflädt. Dieser
Kondensator wird nach dem Erreichen der Zündspannung bis zur Löschspannung entladen.
Nach dem Erlöschen der Entladung beginnt wieder das Aufladen des Kondensators usw.
In den meisten derartigen. Fällen wird es sich dabei erreichen lassen, daß sehr
kurzen Zeiten, in denen der Entladungsstrom der Röhre fließt; erheblich längere
Zeiten gegenüberstehen, in denen lediglich das Nachleuchters des Leuchtstoffes wirkt.
Die Häufigkeit, mit der das Ein- und Ausschalten in der Zeiteinheit stattfindet,
wird sich dabei vielfach nach dem Verwendungszweck der Röhre richten. Wird sie beispielsweise
als Reklamemittel verwendet, das z. B. nachts als Blickfang in einer Geschäftsauslage
wirken soll, so empfehlen sich verhältnismäßig rasche Wechselzeiten, etwa in der
Größenordnung von einer oder mehreren Sekunden, während bei anderen Verwendungszwecken,
z. B. als Hinweis- oder Orientierungsmittel in dunklen Straßen oder Räumen ein möglichst
langsamer Wechsel angebracht ist.
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Der Wechsel zwischen Ein- und Ausschalten kann gegebenenfalls auch
durch eine Kontroll-Photozelle hervorgerufen werden, die die Aufgabe hat, nach erfolgtem
Abschalten des- Entladungsstromes der Leuchtröhre ein Relais od. dgl. zum Ansprechen
zu bringen, wenn die von der Leuchtschicht ausgesandte Lichtstärke unter einen bestimmten
Betrag abgesunken ist. Durch das Ansprechen dieses Relais erfolgt dann die erneute
Wiedereinschaltung des Entladungsstromes, der entweder nach einer bestimmten, z.
B. durch ein Zeitrelais festgelegten Zeit oder auch nach Erreichung einer bestimmten
;mnaximialen Lichtstärke der Leuchtfläche vermittels der gleichen oder einer anderen
Kontrollphotozelle abgeschaltet wird.
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In,diesem Zusammenhang wird erfindungsgemäß eine weitere Maßnahme
angegeben, die auf folgender Überlegung beruht: Für die eingangs genannten Zwecke
der neuen Leuchtröhren spielt es eine erhebliche Rolle, ob sie in dunklerer oder
hellerer Umgebung benutzt werden. Beispielsweise muß eine tagsüber verwendete Reklameleuchtröhre
eine gewisse Mindestintensität aufweisen, da das Leuchten sonst nicht oder schwer
feststellbar ist. In dunkleren Räumen oder beispielsweise nachts genügt hingegen
schon eine sehr geringe Leuchtkraft, um die Röhre gegenüber ihrer Umgebung herauszuheben.
Man wird daher die Schaltung, in der die neuen Leuchtröhren zu verwenden sind, erfindungsgemäß
so gestalten, daß das Verhältnis der Entladungsstromzeiten zu den Nachleuchtzeiten
bei Verwendung in dunklerer Umgebung geringer gewählt wird als bei Verwendung in
heller Umgebung. Hierdurch hat man im Sinne der erfinderischen Aufgabe weitere Möglichkeiten
zu einer außerordentlich billigen und stromsparenden Verwendung der genannten Leuchtröhren.
Auch in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, eine Kontrollphotözelle zu verwenden,
deren Steuerspannung von der Helligkeit der Umgebung der Leuchtröhre abhängig ist.
Als Kontröllphotozellen werden mit Vorteil vorspannungsfrei arbeitende Zellen, z.
B. Halbleiterschichtzellen, benützt.
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Sowohl für die vorher beschriebene Verwendung von Kontrollphotozellen,
die von der Leuchtfläche der Röhren bestrahlt werden, als auch für die Verwendung,
bei der die Kontrollphotozelle den umgebenden Raum zu kontrollieren hat, kann man
ein und dieselbe Zelle benutzen, beispielsweise eine Differentialzelle. Eine solche
Zelle wird beispielsweise derart gebaut, daß sie flach ausgebildet ist und auf jeder
Seite eine vors der anderen unabhängige lichtempfindliche Fläche aufweist. Die Differentialzelle
wird dann so angeordnet, daß ihre eine lichtempfindliche Fläche der Leuchtfläche
der Lampe, und ihre andere lichtempfindliche Fläche dem Außenraum zugewendet ist.
Die Schaltung der beiden Differentialelemente dieser Zelle ist dann so; daß ihre
beiderseitigen Wirkungen sich aufzuheben suchen, d. h. beispielsweise, daß ein im
Stromkreis des von der Röhrenleuchtfläche gesteuerten Zellenelementes liegendes
Relais um so später anspricht, je geringer die Gegen-EMK des Zellenelementes ist,
das die ,Helligkeit der Urigebung registriert.
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Die genannten Differentialphotozellen lassen sich besonders vorteilhaft
in der Weise herstellen, däß auf einer gemeinsamen flachen Metallunterlage
beiderseitig
je eine lichtempfindliche Halbleiterschicht, z. B. aus Selen oder einer Selenverbindung,
vorgesehen ist, von denen- jede eine Stromabnahmeelektrode trägt. .
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Die beschriebenenKontrollphotozellen lassen sich beispielsweise in
der Röhre selbst anordnen, z. B. in unmittelbarer Nähe der Leuchtfläche. Es genügt
zu diesem Zweck, die Photozelle sehr kleinflächig zu gestalten, so daß sie eine
Fläche von beispielsweise weniger als i qcm besitzt. Ein anderer Weg besteht darin,
die Kontrollphotozelle außerhalb der Röhre, aber selbstverständlich auch möglichst
in deren Nähe, anzuordnen.
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Als Stromquelle für den Entladungsstrom der Leuchtröhre kann das Kraftstromnetz
verwendet werden. Der besonders geringe Stromverbrauch der neuen Röhren und ihre
Schaltanordnung macht sie jedoch speziell auch für Batteriebetrieb geeignet. Sie
können damit vor allem an solchen Stellen verwendet werden, an denen kein Netzstrom
vorhanden ist, z. B. als Orientierungs- oder Hinweismittel an abgelegenen Orten
oder auf Schiffen und Fahrzeugen bzw. allgemein in solchen Fällen, in denen bei
einem etwaigen Ausfall eines Kraftstromnetzes unbedingt die Gewähr gegeben sein
muß, daß die Hinweisangaben bestehen bleiben. Dies ist z. B. der Fall bei Panik-
und Notbeleuchtungen.
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Eine für den vorliegenden Zweck besonders geeignete Stromquelle sind
sogenannte Tablettenbatterien, bei denen, um ein vorzeitiges Selbstverbrauchen zu
verhüten, ein Batterieelektrolyt beim Einwerfen einer aus den entsprechenden chemischen
Stoffen bestehenden Tablette in das Batterieinnere erzeugt wird.
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Auch andere einfache und preiswerte Stromquellen, wie z. B. Voltasche
Säulen, lassen sich für die Zwecke der Erfindung mit Vorteil verwenden. Insbesondere
in Verbindung mit solchen Stromquellen besteht ein besonders einfaches und billiges
Mittel für das ständig abwechselnde Ein- und Ausschalten der Leuchtröhre in der
Verwendung eines abwechselnd aufgeladenen und entladenen Kondensators.
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Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, die Gasfüllung
bzw. die Leuchtschicht der Röhre so auszubilden, daß sie außer dem sichtbaren auch
ultraviolettes Licht oder entsprechende aktinische Strahlen ausstrahlt, die imstande
sind, in der Nähe der Röhre befindliche Flächen aus Phosphoreszenzstoffen zum Leuchten
anzuregen. Diese Verwendung kommt hauptsächlich in ständig oder vorwiegend dunklen
Räumen in Betracht, wo weder natürliche noch künstliche Lichtquellen in ausreichendem
Maße vorhanden sind, um etwaige für Orientierungszwecke vorgesehene Zeichen aus
Phosphoreszenzstoffen zu erregen. Es werden in diesem Fall solche Stellen des erleuchteten
Raumes, die für eine Ingebrauchnahme oder Orientierung im Notfall wichtig sind,
mit derartigen Leuchtfarben bestrichen, also z. B. Türen, Handgriffe, Schlösser,
Klinken, Mauervorsprünge, Treppenstufen usw. In Verbindung mit den bereits beschriebenen
Maßnahmen zur Herabsetzung des Eigenverbrauchs der Leuchtröhren empfiehlt es sich
besonders, als Ultraviolettleuchtstoffe solche zu verwenden, deren relativer spektraler
UV-Anteil mit sinkender Erregerstromleistung ansteigt, z. B. Calciumwolframat.