DE967319C - Anordnung mit einer oder mehreren gasgefuellten Leuchtroehren in einem hochfrequenten elektrostatischen Feld - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 31. OKTOBER 1957

S 39055 VIII c/21f

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einer Anzahl von gasgefüllten Leuchtröhren., welche in einem hochfrequenten elektrischen. Feld zwischen ungleichartigen. Leitern untergebracht sind und durch Ionisierung ihrer Gasfüllung auf elektrostatischem Wege zum Leuchten, gebracht werden für ein Leuchtschild. Damit die exforderlichen Blindströme in dem Leitersystem entstehen können, sind die Leiter mit einer Selbstinduktion, bisher in der Form einer einzigen Spule, verbunden, deren Induktivität zusammen mit der Kapazität des Ledtersystems einen auf die Frequenz der Hochfrequenzquelle abgestimmten Parallelresonanzkreis bilden.

. ' Bei solchen Anordnungen ist man bezüglich der ausgestrahlten elektromagnetischen Energie auf die Anwendung einer von der betreffenden Behörde bestimmten Frequenz der Hochfrequenzquelle angewiesen, welche Frequenz verhältnismäßig hoch (13,56 MHz) ist. Es hat sich als schwierig erwiesen, größere Anordnungen als Leuchtschilder in der Form einer einzigen Einheit zu betreiben, weil . die dabei unvermeidbar hohe Kapazität des Leitersystems einen wesentlich verminderten Wirkungs-

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grad infolge erhöhter Widerstandverluste zur Folge hat, insbesondere infolge Stromverdrängung, aber begreiflicherweise auch rein ohmscher Verluste wegen der verlängerten Stromwege in dem Leitersystem. Die Schwierigkeiten haben sich besonders bei gewissen bekannten Anlagen bemerkbar gemacht, bei denen die hochfrequente Energie dem Leitersystem über eine an die Hochfrequenzquelle angeschlossene Spule zugeführt wird, da diese ίο Spule zwecks Abgleichung mit der Kapazität des Leitersystems einen außerordentlich niedrigen Induktivitätswert erhalten muß, was sehr große Stromverdrängungsverluste in der Spule verursacht. Die Spule ist hierbei gewöhnlich mit der Spule eines abgestimmten Ausgangskreises der Hochfrequenzquelle mit einem für maximale Energieübertragung angepaßten Kopplungsgrad gekoppelt. Es hat sich dann herausgestellt, daß Schwierigkeiten entstehen, den richtigen Kopplungsgrad bei einer aus vielleicht einer einzigen; Windung oder einem Teil einer Windung bestehenden Spule zu erhalten.

Solche Leuchtschilder werden gewöhnlich aus einer von Fall zu Fall verschiedenen Anzahl Leuchtröhren gebildet, die verschiedene Gestalt haben können, was zur Folge hat, .daß die Kapazität des Leitersystems dann auch verschieden ist. Um die Abstimmung des Systems auf die Frequenz der Hochfrequenzquelle beizubehalten, muß dann eine entsprechende Kompensation des Kapazitätsoder Induktivitätswertes vorgenommen werden.. Es ist hierbei notwendig, diese Kompensation mittels eines veränderlichen Abgleichkondensators zu bewirken, weil eine Kopplungsspule mit veränderlicher Induktivität nicht angewendet werden kann, da sich eine Änderung des Induktivitätswertes der Kopplungsspule ohne Änderung des -Kopplungsgrades nicht bewirken läßt. Ferner ist es notwendig, den Abgleichkondensator in, Reihe mit dem Leitersystem zu schalten, um nicht in zu hohem Grade die gesamte Kapazität des Leitersystems mit den obenerwähnten Nachteilen als Folge zu erhöhen. Ein wesentlicher Teil der Spannung geht dabei als Spannungsabfall in dem Abgleichkondensator verloren.

Die Erfindung hat zum Zweck, bei Anordnungen der hier in Frage stehenden Art mit einer oder mehreren gasgefüllten Leuchtröhren in einem-hochfrequenten elektrostatischen Feld die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Selbstinduktion aus zwei oder mehreren Spulen besteht und diese mit Abstand voneinander zwischen die ungleichartigen Leiter geschaltet sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erklärt, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung besteht das Leitersystem aus einer Metallplatte, Folie od. dgl. 1 und den in einiger Entfernung davon aufgespannten Drähten 2_a, 2_Ö und 2_C, die von Metallschienen 3_a und 3₆ ausgehen, welche längs zweier einander gegenüberliegender Seiten der Bodenplatte 1 angeordnet sind. Die Schienen. Sa und 3_& sind miteinander über getrennte Stromversorgungsleitungen 4_fl und 4& verbunden. Die Bodenplatte 1 einerseits und die Drähte 2_a und 2₆ anderseits bilden also Belegungen eines Kondensators, zwischen welchen die beispielsweise als Buchstaben, gestalteten Leuchtröhren ζ_α und 5₆ untergebracht sind. Diese Belegungen werden mit hochfrequenter Spannung von einem Hochfrequenzgenerator 6 gespeist, der einen abgestimmten Ausgangskreis, sogenannten Tankkreis, enthält. Mit der Spule 8 des Tankkreises ist eine Spule 9 induktiv gekoppelt, und die letztgenannte Spule ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an eine Ecke des Leitersystems des Schildes angeschlossen, so daß sich ein elektrostatisches Feld zwischen den zwei obenerwähnten, Belegungen ausbildet, wodurch die Leuchtröhren ζ_α und 5₆ zum Leuchten gebracht werden. Der Kopplungsgrad zwischen den Spulen 8 und 9 ist in bekannter Weise so gewählt, daß eine maximale Übertragung der Hochfrequenzenergie erzielt wird. Die bisher beschriebene Anordnung ist an sich bekannt. Dabei ist die Induktivität der Spule 9 so bemessen, daß sie zusammen mit der Kapazität des Leitersystems und den übrigen Leitungsinduktivitäten u.dgl. auf die Frequenz der Hochfrequenzquelle abgestimmt ist. Dies bedeutet, daß die Spule 9 den ganzen oder jedenfalls annähernd den ganzen Blindstrom führen muß. was erhebliche Schwierigkeiten bei der Dimensionierung der Spule ergibt, so daß beträchtliche Stromwärmeverluste in dieser unvermeidlich sind. Wegen des erforderlichen niedrigen Induktivitätswertes der Spule entstehen weitere, schon in der Einleitung erwähnte Schwierigkeiten. Ferner haben die Blindströme Strombahnen von beträchtlicher Länge im Leitersystem zurückzulegen, um an die von der Speisungsstelle entferntesten Teile zu gelangen, was Schwierigkeiten verursacht, die erforderliche Spannung in dem System zu halten, und auch beträchtliche Verluste zur Folge hat.

Gemäß der Erfindung sind nun auch an die übrigen Ecken des Leiter systems Spulen 10, ii und

12 angeschlossen. Wenn sämtliche Spulen" denselben Induktivitätswert haben, was meistens vorteilhaft ist, wird folglich dieser Induktivitätswert viermal so groß wie die Induktivität der Spule 9 sein, wenn diese, wie bei bekannten Anordnungen, allein verwendet würde. Durch die weiteren, Spulen 10, 11 und 12 hat man gewissermaßen eine Aufteilung des Leitersystems in mehrere lokale, gegenseitig parallel geschaltete Schwingungskreise bewirkt. Durch das möglichst gleichmäßige Verteilen dieser Schwingungskreise über den Bereich des Leitersystems erzielt man, daß der Blindstrom sich gleichförmiger über das System verteilt, ohne lange, verlustbringende Strombahnen passieren zu müssen. Die erhöhten Induktivitätswerte der Spulen und die Verminderung der Stromstärke in jeder von, ihnen beseitigen die Nachteile und Schwierigkeiten, die in der Einleitung erwähnt wurden.

In der Zeichnung ist ein Abgleichkondensator gezeigt, der für die Einstellung des erf order-

lichen Kapazitätswertes bei Auswechseln von Leuchtröhren usw. bestimmt ist. Dieser kann bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ohne weiteres zu der Speisungsspule 9 und/oder zu einer oder einigen der Spulen 10 bis 12 parallel geschaltet werden. Eine oder mehrere von den Spulen 10 bis 12 können weiter als eine veränderliche Selbstinduktion, ausgebildet werden, ohne daß dabei Schwierigkeiten bezüglich der Kopplung an einer Primärspule entstehen. Werden solche veränderlichen Selbstinduktionen benutzt, so kann selbstverständlich auf den Abgleichkondensator 13 verzichtet werden, da das erforderliche Abgleichen bei verschiedenen Leuchtröhrenkombinationen mittels einer solchen Selbstinduktion erfolgen kann.

Die Erfindung kann selbstverständlich auf viele verschiedene Weisen abgewandelt werden, ohne daß der grundsätzliche Erfindungsgedanke verlassen wird. Die Anzahl und die Unterbringung der Spulen können von Fall zu Fall geändert werden. So können z. B. nur zwei Spulen verwendet werden, wobei diese zweckmäßig einander gegenüber im Leitersystem liegen. Eine möglichst symmetrische Anordnung der Spulen ist meistens vorteilhaft, da ja der Blindstrom möglichst gleichförmig verteilt werden soll; aber selbstverständlich kann man dies unterlassen, wenn es auch auf Kosten des Wirkungsgrades geschieht, ohne daß der Erfindungsgedanke dadurch aufgegeben wird.

Weiter ist es nicht notwendig, daß eine der Spulen induktiv an die Hochfrequenzquelle gekoppelt ist, sondern die Speisung des Systems kann statt dessen durch kapazitive Kopplung an die Hochfrequenzquelle erfolgen. Natürlich können auch andere beliebige Methoden, für die Speisung des Systems verwendet werden, z. B. mittels einer besonderen, an die Hochfrequenzquelle gekoppelten Spule mit einer so hohen Induktivität, daß sie den Schwingungsvorgang nicht beeinflußt/Verschiedene Arten direkter galvanischer Kopplung an den Hochfrequenzgenerator können auch in Frage kommen. · Ferner ist es nicht notwendig, daß die Leuchtröhren sich zwischen den ungleichartigen Leitern befinden, sondern sie können sich auch in an sich bekannter Weise neben den Leitern befinden, so daß sie durch das Streufeld um die ungleichartigen! Leiter des Leitersystems erregt werden.

Claims (5)

PaTENTANSPKÜCHE: :

1. Anordnung mit einer oder mehreren gasgefüllten Leuchtröhren in einem hochfrequenten elektrostatischen Feld, das zwischen ungleichartigen Leitern erzeugt ist, die an eine Hochfrequenzquelle gekoppelt sind und deren gegenseitige Kapazität zusammen mit einer Selbstinduktion und gegebenenfalls jeweiligen Abgleich- und Leitungskapazitäten oder Leitungsinduktivitäten einen auf die Frequenz der Hochfrequenzquelle abgestimmten Schwingungskreis bilden für ein Leuchtschild, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Selbstinduktion aus zwei oder mehreren Spulen besteht und diese mit Abstand voneinander zwischen die ungleichartigen Leiter geschaltet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spulen an eine von der Hochfrequenzquelle gespeiste, z. B. in einem abgestimmten Ausgangskreis der Hochfrequenzquelle enthaltene Spule induktiv gekoppelt ist zwecks Übertragung der hochfrequenten Energie an das Leitersystem.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivitätswerte der einzelnen Spulen und die Stellen ihrer Einschaltung im Leitersystem im Verhältnis zu der Form und der Größe des Leitersystems so gewählt sind, daß der Strom etwa gleichmäßig in dem Leitersystem verteilt wird.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen wenigstens annähernd die gleiche Induktivität haben.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Spulen eine veränderliche Induktivität hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 512040.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 609 736/304 12.56 (703' 741/18 10.57)