DE590743C - Verfahren zum Zuenden von elektrischen Leuchtroehren mit geheizter Gluehkathode und einer die Zuendung erleichternden Hilfsanode - Google Patents

Description

Bei elektrischen Leuchtröhren mit geheizter Glühkathode und einer die Zündung erleichternden Hilfsanode zeigt sich oft der Übelstand, daß beim Zündvorgang die Kathode beschädigt oder aber aus dieser zufolge stellenweiser Überhitzung unerwünschte, das Röhrenfüllgas verunreinigende Gase frei gemacht werden. Der Grund hierfür- ist darin zu sehen, daß sich sofort bei Stromeinschaltung eine Hilfsentladung

ίο zwischen der Kathode und der Hilfsanode ausbildet, welche die Hauptentladung oft schon dann nach sich zieht, wenn die Kathode noch nicht genügend allstellig erwärmt und die Hauptentladungsstrecke noch nicht genügend ionisiert ist. Die Hauptentladung setzt dann nicht auf der ganzen Fläche der Kathode, sondern nur- punktförmig an, was naturgemäß eine stellenweise Überhitzung der Kathode unter Freimachen unerwünschter Gase und unter Umständen sogar ein vorzeitiges Zerstören der Kathode zur Folge hat. Andererseits tritt auch leicht eine Beschädigung der als zusätzliche" Elektronenquelle dienenden Hilfsanode ein, weil diese während der Zündperiode einer hohen Strombelastung unterliegt.

Die vorliegende Erfindung weist nun einen Weg, um bei elektrischen Leuchtröhren mit geheizter Glühkathode und einer die Zündung erleichternden Hilfselektrode diese Elektroden zuverlässig vor Beschädigung zu schützen, und zwar dadurch, daß beim Anlegen der Spannung zunächst der Hilfsstromkreis ausgeschaltet bleibt und nur die Glühkathode geheizt wird, bis diese ihre Emissionstemperatur erreicht hat, worauf dann der Hilfsstromkreis entweder durch den Emissionsstrom der Kathode oder durch Schaltelemente selbsttätig eingeschaltet wird. Hierdurch wird nicht nur erreicht, daß die Hauptentladung erst nach genügend vorgeheizter Glühkathode sicher eintritt, sondern auch noch der Vorteil erzielt, daß die mit einer vorgeheizten Glühkathode zusammenwirkende Hilfselektrode nur während einer ganz kurzen Zeitspanne, meist nur für den Bruchteil einer Sekunde, zur Einschaltung gelangt, was naturgemäß ihre Be-Schädigung praktisch ausschaltet. Die Hilfsentladung wird hier also nicht mehr wie bisher als zusätzliche Elektronenquelle, sondern nur noch als Ansatzbasis für die Hauptentladung für den Bruchteil einer Sekunde ausgenutzt.

Auf der Zeichnung sind in den Abb. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß ausgebildeten Leuchtröhren schematisch dargestellt.

Die in Abb. 1 dargestellte Leuchtröhre besitzt in bekannter Weise ein mit beliebigen Gasen,

Gasgemischen oder auch Gasdampfgemischen gefülltes zylindrisches Glasgefäß i, das an beiden Enden durch eingeschmolzene Fußrohre 2, 3 abgeschlossen ist. Durch das Fußrohr 2 ist die Stromzuführung 4 für die Anode 5 luftdicht hindurchgeführt, die zweckmäßig au; einem gesinterten Gemisch von schwer schmelzbaren Metallen und Elektronen emittierenden Stoffen, etwa einem Gemisch von Wolfram und Bariumoxyd, besteht. Durch das andere Fußrohr 3 ist die Stromzuführung 6 für eine hülsenförmige Kathode 7 hindurchgeführt, die zweckmäßig aus Metallblech besteht, dessen Oberflächen mit einer Schicht aus gut Elektronen emittierenden Stoffen, insbesondere Erdalkalimetallen oder deren Verbindungen, bedeckt sind. Im Innern der hülsenförmigen Kathode 7 ist eine Heizdrahtwicklung 7' untergebracht, deren eines Ende mit der Kathode 7 leitend verbunden ist, während ihr anderes Ende an einen im Fußrohr 3 eingeschmolzenen zweiten Stromzuführungsdraht 8 angeschlossen ist. Durch das Fußrohr 3 ist endlich noch ein dritter Stromzuführungsdraht 9 hindurchgeführt, welcher eine der Kathode 7 vorangestellte ringförmige Hilfsanode 10 trägt. Damit die zwischen der Kathode 7 und der Hilfsanode 10 herzustellende Hilfsentladung nicht auf den Stromzuführungsdraht 9 übergeht und nur in Richtung nach der Hauptentladungsstrecke hin entwickelt wird, ist der Draht 9 in einem Glasrohr 11 eingeschlossen. Die beiden Hauptelektroden 5, 7 sind durch Leitungen 12,13, von denen erstere einen kleinen Ballastwiderstand 14 enthält, an die Klemmen 15, 16 eines Netzes üblicher Gebrauchsspannung angeschlossen, das mit Gleichstrom oder auch Wechselstrom gespeist werden kann, da nach Herstellung der Hauptentladung die Elektrode 5 durch diese bis zum Glühen erhitzt wird, so daß sie dann ebenso wie die geheizte Elektrode 7 als Kathode wirken kann. Der Stromzuführungsdraht 8 ist durch eine Leitung 17 mit der Hauptstromleitung 12 verbunden, so daß die Heizdrahtwicklung 7' einerseits durch diese Leitung 17 und andererseits durch die Leitung 13 vom Netz aus gespeist wird. Die Hilfselektrode 10 bzw. ihre Stromzuführung 9 liegt an einer einen großen Widerstand 18 enthaltenden Leitung 19, die an einen einstellbaren Zwischenpunkt 20 einer Potentiometerwicklung 21 angeschlossen ist, welche die beiden Hauptstromleiümgen 12, 13 überbrückt.

Bei Stromeinschaltung wird sofort die Heizdrahtwicklung 7' zum Glühen gebracht und damit die Kathode 7 geheizt. Eine Hilfsentladung zwischen der Kathode 7 und der Hilfsanode 10 kommt jedoch vorerst nicht zustande, weil zwischen der Hilfsanode 10 und der Kathode 7 nicht die volle Netzspannung, sondern nur ein durch die Einstellung des Zwischenpunktes 20 bestimmter kleiner Teil der Netzspannung, beispielsweise nur 40 Volt bei einer Netzspannung von 110 Volt, liegt. Sobald jedoch die Kathode 7 genügend allstellig erhitzt ist und dadurch dann genügend Elektronen emittiert hat, reicht die an der Hilfsanode 10 liegende niedrige Spannung zur Ausbildung der Hilfsentladung aus. Diese zieht dann in bekannter Weise unmittelbar anschließend die Hauptentladung nach sich, da die Hauptentladungsstrecke inzwischen ebenfalls genügend ionisiert wurde.

Bei der Leuchtröhre nach Abb. 2, die im wesentlichen die gleiche Ausbildung wie die Leuchtröhre nach Abb. 1 besitzt, ist in die Leitung 19 außer dem Widerstand 18 noch eine kleine Kathodenglimmlichtlampe 22 eingebaut. Die Leitung 19 ist in diesem Falle an einen hinter dem kleinen Ballastwiderstand 14 liegenden Punkt 23 der Hauptstromleitung 12 angeschlossen. Die Kathodenglimmlichtlampe 22 ist so eingerichtet, daß sie bei einem größeren Teilbetrag der Netzspannung, angenommen 70 Volt bei einer Netzspannung von 110 Volt, anspricht. Da die Hilfsentladungsstrecke in Reihe mit der Kathodenglimmlichtlampe 22 liegt, so verbleibt für erstere nur ein kleiner Teilbetrag der Netzspannung. Dies hat aber zur Folge, daß wiederum bei Stromeinschaltung nur die Heizung der Kathode 7, nicht aber sofort die Hilfsentladung go eintritt. Letztere bildet sich unter Ansprechen der Glimmlampe 22 vielmehr erst dann aus, wenn nach genügender Anheizung der Kathode 7 die Hilfsentladungsstrecke ionisiert ist. Die also wiederum verzögerte Hilfsentladung löst dann in bekannter Weise unmittelbar anschließend die Hauptentladung aus.

Die Leuchtröhre nach Abb. 3 besitzt gleichfalls eine geheizte Kathode 7, 7' und eine beim Betriebe glühend werdende Anode 5, so daß auch too diese Leuchtröhre sowohl an Gleichstrom als auch an Wechselstrom üblicher Gebrauchsspannung betrieben werden kann. In der von der Hauptstromleitung 12 abzweigenden Leitung 19 für die Hilfsanode 10 ist in diesem Falle außer dem üblichen großen Vorschaltwiderstand 18 ein aus einem Bimetallstreifen 24 bestehender Zeitschalter eingebaut. Letzterer steht unter der Heizwirkung einer Heizdrahtwicklung 25, welche in eine die beiden Hauptstromleitungen 12, 13 überbrückende Leitung eingebaut ist. In· letzterer ist noch ein Schalter 27 angeordnet, der unter dem Einfluß des Kernes 28 einer in der Leitung 12 eingebauten Elektromagnetwicklung 29 steht.

Bei Stromeinschaltung ist der Zeitschalter 24 in der Offenlage, so daß der Hilfsstromkreis vor- :rst stromlos ist. Gleichzeitig mit der Heizdrahtwicklung 7' der Kathode 7 wird auch die Heizdrahtwicklung 25 für den Zeitschalter 24 um Glühen gebracht, da der Schalter 27 vorerst auf dem Kontakt 30 auf ruht. Durch die

Heizwirkung der Wicklung 25 tritt nach einer gewissen Zeitdauer, etwa nach 20 Sekunden und darüber, ein Krümmen des Schalters 24 und damit dann ein Schließen des Hüfsstromkreises ein. Inzwischen ist jedoch die Hilfsentladungsstrecke und auch die Hauptentladungsstrecke bereits genügend ionisiert, so daß die Hilfsentladung und unmittelbar anschließend auch die Hauptentladung ohne Schaden für die Röhre vor sich gehen können. In dem Augenblick, wo sich die Hauptentladung ausbildet, wird durch Erregen des Elektromagnets 28, 29 der Schalter 27 in die Offenlage gezogen, wodurch die Heizdrahtwicklung 25 stromlos wird. Dies hat weiter zur Folge, daß der Schalter 24 wieder von selbst in die Offenlage zurückgeht und daß damit dann der Hilfsstromkreis selbsttätig unterbrochen wird.

Die Elektroden der Röhren können eine beliebige Ausbildung erhalten. Gegebenenfalls können die Röhren auch an jedem Ende je eine geheizte Elektrode nebst Hilfselektrode aufweisen. Der bei der Ausführungsform nach Abb. 3 verwendete thermisch betätigte Schalter 24, 25 kann ebenfalls anders gestaltet werden. Er kann beispielsweise, wie bekannt, aus einem U-förmigen Gefäß bestehen, welches außer einer als Schaltorgan dienenden Quecksilbersäule noch ein ausdehnbares Gas und eine Heizdrahtwicklung enthält, so daß bei eingeschalteter Heizdrahtwicklung der Hilfsstromkreis erst dann eingeschaltet wird, wenn, nach gewisser Zeitdauer die Quecksilbersäule im U-förmigen Gefäß verschoben wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Zünden von elektrischen Leuchtröhren mit geheizter Glühkathode und einer die Zündung erleichternden Hilfsanode, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anlegen der Spannung zunächst die Glühkathode geheizt wird und daß erst nach Erreichen der Emissionstemperatur der Glühkathode der Hilfsstromkreis, dessen früheres Einschalten unmöglich gemacht ist, entweder durch den Emissionsstrom der Kathode oder durch Schaltelemente selbsttätig eingeschaltet wird.
2. 2. Zündeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsanode (10) über einen Widerstand (18) an einen Zwischenpunkt (20) einer die beiden Hauptstromleitungen (12, 13) der Röhre überbrückenden Potentiometerwicklung (21) angeschlossen ist, welche die Spannung zwischen der Hilfsanode (10) und der Glühkathode (7) auf einen Wert herabdrückt, der die Ausbildung der Hilfsentladung erst nach genügender Ionisierung der Hilfsentladungsstrecke durch von der geheizten Glühkathode (7) abgegebene Elektronen zuläßt.
3. 3. Zündeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Hilfsanode (10) ein Widerstand (18) und eine die Spannung der Hilfsentladungsstrecke herabsetzende Kathodenglimmlichtlampe (22) gelegt sind.
4. 4. Zündeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hilfsstromkreis (19) außer dem üblichen Widerstand (18) ein thermisch betätigter Zeitschalter (24) eingebaut ist, der unter der Wirkung einer zwischen den Hauptstromleitungen (12, 13) eingebauten Heizdrahtwicklung (25) steht, die zweckmäßig nach erfolgter Haupte'ntladung selbsttätig ausgeschaltet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen