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Insbesondere zum Aussenden von Lichtstrahlen dienende elektrische
Entladungsröhre mit durch die Entladung geheizten Glühelektroden, die je eine in
sich geschlossene ' Strombahn bilden Es ist bekannt, gasgefüllte elektrische Entladungsröhren
mit einer oder mehreren Glühelektroden zu versehen, die nicht durch einen besonderen
Heizstrom, sondern durch die Entladung geheizt werden. Demzufolge brauchen diese
Elektroden nur einen Durchführungsdraht zu haben. Bei der Herstellung der Röhren
ist es zwecks Entgasung der Elektroden der zur Verbesserung der Elektronenemissionsfähigkeit
jedoch erwünscht, die Elektroden unabhängig von der Entladung auf hohe Temperatur
bringen zu können. Es ist dazu vorgeschlagen worden, die Elektroden einen Teil eines
in der Röhre geschlossenen Stromkreises bilden zu lassen, so daß die Elektroden
mittels in diesem Stromkreis induzierter Hochfrequenzströme geheizt werden können.
Man hat dazu z. B. die eigentliche Glühelektrode zwischen den Schenleeln eines U-förmigen
metallenen Bügels angeordnet, um in dieser Weise einen in sich geschlossenen Stromkreis,
in dem mittels eines hochfrequenten Magnetfeldes Ströme induziert werden können,
zu erhalten.
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Es ist nun gefunden worden, daß bei dieser Elektrodenart besondere
Schwierigkeiten auftreten. Um die Induktion der Hochfrequenzströme in wirtschaftlichem
Maße zu ermöglichen, muß das Elektrodengebilde derart in der Röhre angeordnet werden,
daß die Ebene des in sich geschlossenen Stromkreises etwa senkrecht zu der Achse
der Röhre steht, so daß es möglich ist, die Hochfrequenzspule um die Röhre herumzulegen.
Damit nun Ströme genügender Intensität induziert werden, muß der Stromkreis-so ausgebildet
werden, daß er möglichst viel Kraftlinien umfaßt, d. h. das Elektrodengebilde muß
eine große Ausdehnung haben, z. B. etwa kreisförmig mit möglichst großem Kreisdurchmesser
sein. Hierdurch entsteht jedoch der Nachteil, daß die Elektrode sich in kurzem Abstande
von der Röhrenwand befindet, so daß die Gefahr besteht, daß die an dieser Elektrode
ansetzende Entladung die Röhrenwand schädigt. Dieser Übelstand tritt besonders bei
Hochdruckentladungsröhren auf, die bekanntlich eine eingeschnürte Entladung hoher
Stromdichte aufweisen.
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Die Erfindung, die den Zweck verfolgt, die obener wähnten Nachteile
zu beseitigen, bezieht sich auf insbesondere zum Aussenden von Lichtstrahlen dienende
elektrische Entladungsröhren mit Gasfüllung, worunter hier nicht nur eine aus einem
oder mehreren Gasen bestehende Füllung, sondern auch eine
Dampf-
bzw. Gas-Dampf-Füllung verstanden wird, und einer oder mehreren durch die Entladung
geheizten Glühelektroden, die so ausgebildet sind, daß sie innerhalb der Entlädungsröhre
je eine in sich geschlossene Strombahn bilden, insbesondere Hochdruckentladungsröhren.
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Gemäß der Erfindung wird die bei normalem Betriebe durch die Entladung
zu heizende Glühelektrode aus einer in sich selbst geschlossenen Schraubenwendel
hergestellt, von deren Windungen mindestens eine einen größeren Umfang hat und weiter
von der Entladungsbahn entfernt ist als die übrigen Windungen. Die Schraubenwendel
hat vorzugsweise eine zylindrische Form. Durch die Windung mit größerem Umfang können
beim Induzieren der Hochfrequenzströme leicht so viel Kraftlinien umfaßt werden,
daß eine Hochfrequenzerhitzung mit gutem Wirkungsgrad möglich ist. Die Entladung
wird jedoch an die engeren, der Entladungsbahn mehr genäherten und sich in größerem
Abstaride von der Röhrenwand befindenden Windungen ansetzen. Die Entladung wird
also etwa in der Achse der Röhre gehalten, während trotzdem die Entfernung der Windung
mit größerem Umfang von der Röhrenwand klein gewählt werden kann.
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Vorzugsweise wird der Verbindungsteil der Enden der Wendel durch die
Wendel hindurchgeführt. Das der Entladungsbahn zugewendete Ende dieses Verbindungsteiles
biegt sich dann nach der Wendel hin um, so daß dort etwa in der Röhrenachse eine
mehr oder weniger ausgeprägte Spitze vorhanden ist, die eine leichte Zündung fördert.
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Um bei möglichst geringer Länge der Windung möglichst viel Kraftlinien
zu umfassen, %v ird man die Windung mit größerem Umfang im allgemeinen kreisförmig
machen, unter Umständen ist es jedoch vorteilhaft, von dieser Form abzugehen. Bekanntlich
soll man in Metalldampfentladungsröhren, insbesondere in H:ochdruckdampfentladungsnöbren,
vermeiden, daß sich hinter Iden Elektroden tote Räume, in denen der Dampf übermäßig
kondensieren würde, entstehen; zu diesem Zweck werden die Elektroden in großer Nähe
der Röhrenenden angeordnet. Ist nun die Röhre mit einer außerhalb des Vakuumraumes
hervorragenden Quetschstelle versehen, so wird der Windung mit größerem Umfang zweckmäßig
eine längliche Form gegeben. In diesem Falle ist der Querschnitt der Röhre nahe
bei der Quetschstelle, nämlich länglich. Indem man nun der Windung auch eine gegenüber
der Kreisform zusammengedrückte längliche Form gibt, wird die Elektrode der Form
des Röhrenendes angepaßt, und kann sie näher bei der Quetschstelle angeordnet werden.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Entladungsröhren, die kalte Elektrollen
mit einer Oberfläche von mehr als .i,5 dm"/A aufweisen, diese Elektroden schraubenwendelförrng
zu gestalten und außerhalb der Entladungsröhre in sich schließen zu lassen, so daß
jede Elektrode je zwei Durchführungen nötig hatte.
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Die Zeichnung stellt in den Fig. i und 2 beispielsweise eine Ausführungsform
der Erfindung in zwei Ansichten dar.
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Die abgebildete Leuchtröhre i dient zum Aussenden von Lichtstrahlen,
ist zylindrisch ausgestaltet und aus hartem Glase hergestellt. In den Enden des
Entladungsraumes sind die Glühelektroden 2 und 3 angeordnet, die je aus einer Schraubenwendel
mit drei engeren Windungen q. und einer Windung 5 mit größerem -Umfange bestehen.
Die Achsen der Wendel fallen ungefähr mit der Röhrenachse zusammen, während die
Enden jeder Wendel durch einen sich in der Achse befindenden Verbindungsteil miteinander
verbunden sind, so .daß ein in sich geschlossener Stromkreis gebildet ist. Der Verbindungsteil
ragt etwas aus der ersten engeren Windung hervor.
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Die Wendeln sind als ein zusammengesetzter Körper ausgebildet, der
aus einem Wolframkern besteht, auf dem ein dünner an sich schon schraubenförmig
ausgestalteter Draht schraubenförmig aufgewunden ist. Die Wendeln sind mit einem
stark elektronenemittierenden: Material, zweckmäßig Er:dalkalioxyd, überzogen. DieWintlung
5 derWendeln ist nur wenig enger als die Röhre, so daß, wenn bei der Herstellung
der Röhre eine Hochfrequenzspule um die Röhre herumgelegt wird, möglichst viel Kraftlinien
von dieser Wendung umfaßt werden. Die Windung 5 ist weiter von der Entladungsbahn
entfernt als die Windungen q., die verhältnismäßig eng sind. Demzufolge setzt die
-En ladung an diese in der Röhrenmitte befindlichen engeren Windungen an.
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Die Röhre ist an einem Ende mit einer Quetschstelle G versehen, die
nicht innerhalb, sondern außerhalb des Vakuumraumes hervorragt. Die Röhre hat demzufolge
in der Nähe dieser äußeren O_uetscbstelle keinen kreisförmigen, sondern einen länglichen
Querschnitt. Um die Elektrode :2 sehr nahe am Röhrenende anordnen zu können, ist
die Form der Windung 4. dieser Elektrode dein Röhrenquerschnitt angepaßt, d. h.
auch diese Windung bat eine längliche Form. Die in Fig.2 angegebene Breite dieser
Windung ist daher auch kleiner als die in Fig. z angegebene Abmessung.
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Die Elektroden 2 und 3 'sind an Stützdrähten 7 befestigt, die durch
isolierende, z. B. aus. Glas bestehende Röhrchen 8 tungeben
sind.
Die Stromzuführungsdrähte der Elektroden sind durch die Quetschstelle 6 nach außen
geführt. In der Nähe der Elektrode z ist eine Hilfselektrode g in Form eines dünnen
Stäbchens aus Wolfram angeordnet. Diese Hilfselektrode kann über eine hohe Impedanz
mit dem Stromzuführungsdraht der Elektrode 3 verbunden werden.
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In der Röhre befindet sich Edelgas, z. B. Neon, unter einem Druck
von einigen Milliinetern, außerdem enthält die Röhre auch Quecksilber. Die Quecksilbermenge
ist derart gering gehalten, daß beim normalen Betrieb alles Quecksilber verdampft
und der Quecksilberdampf ungesättigt ist.
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Es bildet sich in der Röhre eine Hochdruckquecksilberdampfentladung,
die daran erkannt «erden kann, daß die Entladung nicht den ganzen Querschnitt der
Röhre füllt, sondern eingeschnürt ist. Wird die Röhrenwand aus einem für ultraviolettes
Licht durchlässigen Material hergestellt, so kann die Röhre auch für Bestrahlungszwecke
verwendet werden.
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Beim Inbetriebsetzen der Röhre bildet sich zwischen der Hauptelektrode
? und der Hilfselektrode g eine Hilfsentladung, durch welche die Elektrode 2 aufgeheizt
und zu gleicher Zeit in der Entladungsbahn eine Anzahl Ionen und Elektronen entwickelt
wird, wodurch die Zündung der Entladung zwischen den Hauptelektroden 2 und 3 erleichtert
wird. Die Hauptelektroden werden also bei der Inbetriebsetzung und beim weiteren
Betrieb nicht durch einen Fremdstrom, sondern durch die Entladung geheizt.
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Obwohl die Elektroden der in der Zeichnung hergestellten Röhre drei
engere Windungen haben, können sie selbstredend auch mit mehreren oder nur mit zwei
oder sogar mit nur einer engen Windung ausgestaltet werden. Auch können mehr als
eine Windung mit größerem Umfange vorhanden sein. Auch brauchen die engeren Windungen
nicht die Form einer zylindrischen Schraubenwendel zu erhalten, sondern können auch
in Form einer z. B. kegeligen Schrauberiw endel angeordnet sein.