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Elektrische Vakuumglülampe.
Bei der allgemein üblichen Anordnung der Elektroden und der Glühdrähte in elektrischen Vak, uum- glühlampen tritt, häufig schon bei der Herstellung der Lampen, beim Pumpen unter Strom oder beim Vorbrennen die sogenannte Kurzschlusserscheinung auf. Diese Erscheinung, welche auch als "Abbrennm" oder "Durchbrennen" bezeichnet wird, erfolgt meistens an der Übergangsstelle von Elektrode zum Glühdraht, bei Gleichstrom ausnahmslos an der positiven Elektrode (Fig. 1, Stelle 1'). Bei Lampen höherer Spannung, z. B. 200 Volt oder darüber, oder bei Spannungsüberlastung von Lampen niederer Spannung erfolgt dieses Abbrennen des öfteren.
Diese Abbrennerscheinung wird durch einen starken Ionisationsstrom verursacht, welcher in Form einer blauen Strahlung sichtbar wird. Dieser Strom wird durch die in der Lampe verbliebenen Gasreste oder aber durch die bei den ersten Einschaltungen aus dem Glühkörpermaterial freiwerdenden Gase hervorgerufen. Die Gase werden stromleitend und bilden dabei einen Nebenschluss zum glühenden Leuchtkörper ; der Strom geht also nicht nur durch den Leuchtkörper selbst, sondern als Ionenstrom auch durch das Gas. Dadurch ist die Strombelastung des Leuchtkörpers an den, den Elektroden benachbarten Stellen naturgemäss am grössten, weil ein Teil des Gesamtstromes in Form von Ionisationsssrom längs des Leuchtkörpers abzweigt.
Dies ist in Fig. 1 durch Pfeile, welche die positive Stromrichtung anzeigen, veranschaulicht. Die erhöhte Belastung dieser Stellen ist bei jeder derart gashaltigen Lampe sichtbar.
Wird dabei die Lampe mit Gleichstrom beschickt, so glüht das anodische Leuchtkörperende stärker als das kathodische und es tritt an dem anodischen Teil ausser der Jouleschen Wärme durch den Aufprall der negativen Thermionen eine ganz erheblich gesteigerte Wärmeentwicklung auf, die das Abbrennen des Leuchtkörpers an seinem anodischen Ende zur sicheren Folge hat. Gleichzeitig oder nach bereits erfolgtem Abbrennen des Leuchtkörpers selbst, bringt der starke Ionisationsstrom die anodische Elektrode
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den Elektroden, bzw. zu einem explosionsartigen Bersten und Auseinandersprengen des Glasfusses bzw. der ganzen Lampe.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Erscheinungen durch Anordnungen der Elektroden vermieden, welche die negative Thermionenströmung nicht zum anodischen Ende des Leuchtkörpers gelangen lassen.
Es sind bereits Anordnungen bekannt, welche gewissen Ausführungsformen, die laut vorliegender Erfindung angebracht werden können, ähnlich sind. Die Erfinder dieser Anordnung haben aber das Wesen der in den vorhergehenden Absätzen genau beschriebenen Erscheinungen nicht richtig erkannt und haben sich demgemäss gar nicht dieselbe Aufgabe gestellt, welche durch die vorliegende Erfindung vollkommen gelöst ist.
Diese Lösung besteht nun darin, dass man die positive Elektrode näher an das negative Glühkörperende bringt, als der gegenseitige Abstand der Leuchtkörperenden höchster Potentialdifferenz.
Dadurch wird erreicht, dass die negativen Thermionen eher zu dem positiven Anodenteil, als zu dem positiven Leuehtkörperende übergehen, so dass dieses gegen das Abbrennen geschützt ist. Nachdem es nun nicht möglich ist, die Glühkörperenden bzw. ihre Polarität, im voraus zu bestimmen, ist es zweckmässig, beide Elektroden jeweils auf die im Sinne der Erfindung liegende Weise auszubilden.
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zusammen.
Selbstverständlich können die nachstehend angegebenen beispielsweisen Anordnungen der Elektroden unter sinngemässer Abänderung auch für alle andern Gestaltungen des Leuehtkörprs (also z. B. für die spiralförmige Anordnung) verwendet werden.
Fig. 2 zeigt eine Durchführung der Elektroden 1 bzw. l'bis zu dem in der dargestellten Lage oberen Kranz und sind dort die Elektroden bis ungefähr in die Richtung der Leuchtkörperenden 2 bzw. zurückgebogen. Nachdem die Elektroden von solcher Materialstärke sind, dass in denselben praktisch
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niedriger, als in den Leuehtkörperabsehnitten 2, 3 usw. Demzufolge wird, wenn ausser dem Leitungs- strom auch ein lonisationsstrom auftritt, der Strom der negativen Ionen vollständig von der Elektrode l' selbst aufgenommen, während die Leuchtkörperabsehnitte 2, 3 usw. nur von der Leitungsstrommenge durchflossen werden.
Versuche haben gezeigt, dass es beispielsweise für diese Ausführung überhaupt nicht möglich ist, den Leuchtkörper zum,, Abbrennen" zu bringen. Wird eine solche Lampe absichtlich übermässig gashaltig erzeugt, und mit Überspannung eingeschaltet, so wird eher die anodische Elektrode, z. B. an der mit 4 bezeichneten Stelle, glühend und schmilzt ab, als dass der Leuchtkörper irgendwie Schaden erleiden würde.
Eine ähnlich wirkende Anordnung zeigt Fig. 3 und ist diese Gestaltung der Elektrode ganz besonders für Lampen mit schraubenförmigem Leuchtkörper geeignet.
Will man, etwa aus besonderen Konstruktionsgründen, den Weg der Elektrode 1 (Fig. 2) der ersten Zickzackhälfte nicht preisgeben, so kann man beispielsweise die Ausführungen der Fig. 4 und 5 wählen. In denselben ist das Leuchtkörperende 2 bzw. 2'jeweils in der bisher üblichen Weise mit der Elektrode verbunden, jedoch sind gleichzeitig besondere Verlängerungen 6 und 61 an den Elektroden angebracht, welche ganz, zur Hälfte oder zu einem noch kleineren Teil, je nach ihrer Länge, die benach- barten Leuchtkörperabschnitte vor dem Einfluss des lonenstromes schützen. Diese Verlängerungen können in der Richtung der benachbarten Leuchtkörperabsehnitte verlaufen, können aber z. B. ebensogut auch hörnerartig oder ähnlich gestaltet sein.
In Fig. 6 sind Abschnitte des Leuchtkörpers selbst, welche von dem Leitungsstrom der Lampe
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Die vorliegende, unerwartete und neue Wirkung des an den Sehutzteilen angebrachten Phosphors, sei in folgendem erläutert :
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spannung wird allmählich erhöht. Es geht dann durch die Gasreste ein Ionisationsstrom und die Schutzelektrode wird durch die aufprallenden negativen Thermionen allmählich erwärmt, wodurch der Phosphor langsam verdampft, wobei er in Wirksamkeit tritt und die vorhandenen Gasreste bindet. Da nun die Gase verschwunden sind, hört gleichzeitig der lonisationsstrom auf, wodurch wieder eine weitere Erwärmung der Sehutzelektrode und ein weiteres Verdampfen des Phosphors verhindert wird.
Dieser Vorgang spielt sich automatisch ab und es wird nicht mehr, aber auch nicht weniger Phosphor entwickelt, als zur Bindung der Gasreste nötig ist. Falls sich aus den Bestandteilen der Lampe in den ersten Brennstunden noch Gase entwickeln, so tritt der an den Schutzelektroden verbliebene Teil des Phosphors
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reste in der Vakuumglühlampe angegeben.
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