DE552060C - Einrichtung zum Zuenden von elektrischen Leuchtroehren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AH
9. JUNI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 552060 KLASSE 21 f GRUPPE

21 f P 338.

Einrichtung zum Zünden von elektrischen Leuchtröhren

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6.JuIi 1930 ab

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Leuchtröhren, die bei Vorsehung von elektronenemittierenden Glühelektroden mittels angelegten Hochfrequenzstromes, und zwar zweckmäßig mittels eines parallel zur Entladungsstrecke gelegten Hochfrequenzapparates gezündet werden, und bezweckt, die bisher von Hand oder mittels eines Zeitschalters bewirkte Ausschaltung des Hoch- frequenzapparates nicht nur sicherer, sondern unter Fortfall jeglicher bewegten Teile durchzuführen.

Dieser Zweck läßt sich gemäß der Erfindung erreichen, wenn einesteils von einem solchen Hochfrequenzapparat Gebrauch gemacht wird, der bei Herabsetzung seiner Betriebsspannung auf annähernd den halben Wert nicht mehr anspricht, und wenn andernteils dieser bestimmt bemessene Hochfrequenzapparat unter Fortfall eines mechanischen Schalters hinter den den nötigen Spannungsabfall der Entladungsstrecke liefernden Widerstand gelegt wird. Bei dieser Ausbildung der Zündeinrichtung liegt nach Einschaltung des Betriebsstromes, d. h. solange die Leuchtröhre noch nicht gezündet hat, also nur während der Anheizperiode der Glühelektroden, die volle Betriebsspannung am Hochfrequenzapparat. Sobald die Entladungsstrecke genügend ionisiert ist und die Entladung einsetzt, kommt der in der Betriebsleitung liegende Widerstand zur Wirkung und setzt in bekannter Weise die

Betriebspannung auf die nur etwa den halben Wert der Betriebsspannung ausmachende Brennspannung- herab. Der hinter diesem den nötigen Spannungsabfall liefernden Widerstand liegende Hochfrequenzapparat erhält dadurch nach eingetretener Zündung der Röhre ebenso wie diese nur noch die halbe oder annähernd halbe Spannung wie vorher beim Einschalten des Betriebsstromes. Bei der bestimmten Bemessung des Hochfrequenzapparates reicht jedoch die halbe Betriebsspannung nicht mehr aus, diesen bzw. seinen Hammerunterbrecher zu betreiben. Der Hochfrequenzapparat wird demgemäß sofort nach eingetretener Zündung der Leuchtröhre, ohne daß ein Schalter von Hand oder durch Relaiswirkung betätigt zu werden braucht, außer Wirkung gesetzt.

Um mit größter Sicherheit ein selbsttätiges Außerwirkungsetzen des Hochfrequenzapparates ohne irgendwelche mechanisch betätigten Teile zu erreichen, kann in der den Hochfrequenzapparat enthaltenden, parallel zur Entladungsstrecke verlaufenden Leitung noch eine kleine Gasentladungslampe, zweckmäßig eine Kathodenglimmlichtlampe, eingeschaltet sein. Die kleine Gasentladungslampe muß hierbei allerdings eine Zündspannung besitzen, die niedriger ist als die Betriebsspannung der Leuchtröhre, während andererseits ihre Abreißspannung die Brennspannung der Leuchtröhre übersteigen muß. Demgemäß spricht die kleine Gasentladungs-

*) Von dem Patentsitcher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Kurt Wiegand, Dr. Hans Eivest und Dr. Martin Reger in Berlin.

lampe sofort beim Einschalten des Betriebsstromes an, ohne den Stromzufluß zum Hochfrequenzapparat zu stören. Sobald jedoch nach eingetretener Zündung der Leuchtröhre die Betriebsspannung auf die Brennspannung und damit auf einen Spannungswert herabgedrückt wird, der unter der Abreißspannung der kleinen, zusätzlich verwendeten Gasentladungslampe liegt, kommt diese zum Erlöschen, was dann durch die eingetretene Stromunterbrechung naturgemäß auch sofort ein selbsttätiges Ausschalten des Hochfrequenzapparates zur Folge hat. Zweckmäßig kann auch, in gleicher Weise wie der Hochfrequenzapparat, ein hinter dem Widerstand angeschlossener Heiztransformator durch eine solche in Reihe mit dem Heiztransformator geschaltete kleine Gasentladungslampe nach bewirkter Zündung der Röhre abgeschaltet werden.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der neuen Einrichtung schematisch dargestellt.

Bei der Schaltung nach Abb. 1 sind an die beiden Netzklemmen 1, 2 mittels der Leitungen 3,4 die elektronenemittierenden Glühelektroden 5,6 einer mit beliebigen Gasen, Dämpfen oder auch einem Gasdampfgemisch gefüllten Leuchtröhre 7 angeschlossen. Die Elektroden 5, 6 können gegebenenfalls, wie an sich bekannt, durch Vorsehung besonderer, zweckmäßig abschaltbarer Heizstromkreise vorgeheizt und damit zum Aussenden von Elektronen gebracht werden. In der Stromzuleitung 4 ist eine die Betriebsspannung auf die Brennspannung herabsetzende, also den nötigen Spannungsabfall der Entladungsstrecke liefernde Drosselspule 8 eingebaut, die aber auch durch einen Ohmschen Widerstand, einen kapazitiven Widerstand oder durch eine Anzahl von' zur allgemeinen Beleuchtung mit heranzuziehenden Glühlampen ersetzt sein kann. Die beiden Leitungen 3, 4 sind hinter der Drosselspule 8 durch eine Leitung 9, 9' überbrückt, die einen Hochfrequenzapparat 10 enthält. Der parallel zur Entladungsstrecke, aber hinter der Drosselspule liegende Hochfrequenzapparat 10 besteht in bekannter Weise aus einem mit einem Hammerunterbrecher versehenen Funkeninduktor, einem Schwingungskreis und einem Hochfrequenztransformator. Vom Hochfrequenzapparat 10 gehen zwei Leitungen 11, 12 aus, deren freie Enden entweder unmittelbar mit den elektronenemittierenden Glühelektroden S, 6 verbunden oder, wie darge-■ stellt, nur in Nähe der Elektroden in Form von Schlaufen 11', 12' um die Leuchtröhre/ herumgewunden sind. Der Hochfrequenzapparat ist in diesem Falle so bemessen, daß er bei Netzspannung, also etwa 220 Volt, anspricht, nicht aber dann, wenn nach eingetretener Zündung die ihm zugeführte Spannung nur noch 100 bis 120 Volt beträgt. Der Hochfrequenzapparat wird demgemäß sofort nach eingetretener Zündung außer Wirkung gesetzt.

Die für Röhren größerer Länge bestimmte Einrichtung nach Abb. 2 unterscheidet sich nur dadurch von derjenigen nach Abb. 1, daß die Leuchtröhre 7 unter Zwischenschaltung eines normalen Transformators mit übereinandergewickelten Spulen 13, 14 an die Netzklemmen i, 2 angeschlossen ist. Die Drosselspule 8 liegt hierbei, um eine Hochspannungsisolation zu vermeiden, in an sich bekannter Weise im Primärstromkreis des Transformators. Auch in diesem Falle ist der auf Netzspannung ansprechende Hochfrequenzapparat so bemessen, daß er nach Zündung der Röhre und Absinken der Betriebsspannung auf die Brennspannung von selbst außer Wirkung tritt.

Bei der Einrichtung nach Abb. 3 ist im Gegensatz zur Einrichtung nach Abb. 2 ein Streufeldtransformator, also ein Transformator mit nebeneinandergestellten Spulen 15, 16 vorgesehen. Wegen des durch die Streuung des Transformators hervorgerufenen induktiven Spannungsabfalles kann, wie an go sich bekannt, in diesem Falle von der Vorsehung einer Drosselspule oder eines sonstigen Widerstandes abgesehen werden. Statt eines auf Netzspannungen ansprechenden Hochfrequenzapparates kann auch ein auf wenige Volt Spannung, etwa 6 Volt Spannung, ansprechender Hochfrequenzapparat Verwendung finden. In diesem Falle ist es nur nötig, den Hochfrequenzapparat 10, wie durch die punktierten Leitungen 17 angedeutet, an einen entsprechend bemessenen Wicklungsteil 16' der Sekundärspule 16 anzuschließen. Natürlich muß auch dieser für eine sehr kleine Spannung eingerichtete Hochfrequenzapparat außerdem so beschaffen sein, daß er beim Absinken seiner Betriebsspannung auf den halben Wert außer Wirkung tritt. In gleicher Weise wie der Hochfrequenzapparat können auch in an sich bekannter Weise die Glühelektroden an entsprechend bemessene Wicklungsteile 16" der Sekundärspule . angeschlossen werden. In diesem Falle werden zweckmäßig außer den Betriebsstromleitungen 3, 4 noch die punktiert gezeichneten Hilfsleitungen 18, 19 vorgesehen und somit die Betriebsstromleitungen 3, 4 gleichzeitig zur Speisung der Glühelektroden mit Anheizstrom ausgenutzt. Nach eingetretener Zündung erhalten die Glühelektroden 5, 6 nur noch die halbe Heizspannung, weshalb es nicht unbedingt erforderlich ist, die Heizstromkreise auszuschalten.

Bei der Einrichtung nach Abb. 4 ist die Leuchtröhre 7 wieder unmittelbar an zwei Netzklemmen 1, 2 mittels der Leitungen 3, 4 angeschlossen. In der zum Hochfrequenzapparat 10 führenden Leitung 9 ist in diesem Falle jedoch noch eine kleine Gasentladungslampe 20 eingebaut, die ebensowohl mit kalten Elektroden als auch mit Glühelektroden ausgerüstet sein kann. Während die Zündspannung dieser kleinen Gasentladungslampe jedoch etwas geringer ist als die Betriebsoder Netzspannung, übersteigt ihre Abreißspannung die Brennspannung der Leuchtröhre. Besitzt die bei der dargestellten Einig richtung verwendete Leuchtröhre bei 220 Volt Betriebsspannung beispielsweise eine Brennspannung von 100 bis 120 Volt, so genügt zum Einbau in die Leitung 9 eine kleine Gasentladungslampe, die bei 160 bis 200 Volt zündet, aber bereits erlischt, wenn die Spannung unter 140 Volt gesunken ist. Hierfür geeignet sind grundsätzlich Kathodenglimmlichtlampen, da bei diesen bekanntlich der Unterschied zwischen Zünd- und Abreißspannung für gewöhnlich nur 10 bis 30 Volt ausmacht. Zur Heizung der Glühelektroden 5, 6 ist ein besonderer kleiner Heiztransformator mit einer Primärspule 21 und zwei Sekundärspulen 22, 23 vorgesehen. Die Primärspule 21 ist in eine die Betriebsstromleitungen 3, 4 hinter der Drosselspule 8 überbrückende Leitung 24, 24' eingebaut, so daß auch dieser Heiztransformator 21, 22, 23, ähnlich wie der Hochfrequenzapparat 10, sowohl parallel zur Entladungsstrecke als auch hinter dem den notwendigen Spannungsabfall erzeugenden Widerstand, also der Drosselspule 8, liegt. Die Sekundärspule 22 ist durch eine Leitung 25 mit der zur Elektrode 5 führenden Betriebsstromleitung 3 und durch eine Leitung 25' mit der Elektrode 5 unmittelbar verbunden. Die andere Sekundärspule 23 ist in gleicher Weise durch eine Leitung 26 an die Betriebsstromleitung 4 und durch eine Leitung 26' an die Elektrode 6 unmittelbar angeschlossen. In der Zuleitung 24 der Primärspule 21 des Heiztransformators ist eine kleine Gasentladungslampe 27 von gleicher Beschaffenheit wie die Gasentladungslampe 20 vorgesehen. Um die ganze Einrichtung bequem ein- und ausschalten zu können, ist endlich noch in der einen Betriebsstromleitung 3 ein Schalter 28 eingebaut.

Im Augenblick/ wo der Schalter 28 geschlossen wird, sind nicht nur die Elektroden 5, 6, sondern auch der Hochfrequenzapparat 10 und der Heiztransformator 21, 22, 23 an das Netz oder auch einen die Betriebsspannung liefernden Transformator angeschlossen, da die kleinen Gasentladungslampen 20,27 momentan ansprechen. Den kleinen Gasentladungslampen 20, 27 wird nämlich beim Einschalten der Einrichtung ein Strom von nur um einige Volt geschwächter Betriebsspannung zugeführt, da die Dros- 6g seispule 8 wegen des geringen Stromverbrauches im Hochfrequenzapparat 10 und auch im Heiztransformator 21,22,23 im Augenblick des Einschaltens der Einrichtung nur einen geringen, nicht nennenswerten Spannungsabfall hervorruft. Sobald die Röhre nach genügender Anheizung der Elektroden zündet, kommen die kleinen Gasentladungslampen 20, 27 sofort selbsttätig zum Erloschen, da alsdann hinter der Drosselspule nur noch die verhältnismäßig niedrige Brennspannung der Leuchtröhre zur Verfügung steht, also eine Spannung, die niedriger ist als die Abreißspannung der kleinen Gasentladungslampen 20, 2y. Sollte also der Hochfrequenzapparat 10 nicht schon allein durch die Spannungserniedrigung außer Wirkung kommen, so tritt dies nunmehr durch die als Stromunterbrechungsorgan wirkende kleine Gasentladungslampe 20 ein. Die gleich- 8g zeitig mit erlöschende Gasentladungslampe 2"] bewirkt andererseits, daß auch der Heiztransformator sofort selbsttätig vom Netz abgeschaltet wird.

Die Elektroden werden sodann in an sich go bekannter Weise mittels des die Röhre durchfließenden Betriebsstromes weiter am Glühen erhalten. Da der Heiztransformator 21, 22, 23 nur während der kurzen Zündperiode eingeschaltet ist, so schadet es nichts, wenn er unterdimensioniert und während der kurzen Zündperiode überlastet wird.

Bei der Schaltung nach Abb. 5 ist die kleine Gasentladungslampe 20 selbst ein Teil einer Hochfrequenzapparatur, die in diesem Falle aus einem mit der Entladungslampe 20 in der Leitung 9, 9' liegenden Widerstand 29 und außerdem aus einem parallel zur Lampe 20 geschalteten Kondensator 30 und Transformator 31 besteht. In bekannter 10g Weise bilden sich bei Einschaltung der Lampe 20 Schwingungen aus, die durch den Transformator 31 und die Leitungen 11, 12 auf die Leuchtröhre 7 übertragen werden. Hat die Lampe 20 wiederum eine über der Brennspannung der Leuchtröhre liegende Abreißspannung, so wird auch in diesem Falle nach erfolgter Zündung der Röhre die Entladungslampe 20 mit der gesamten Hochfrequenzapparatur selbsttätig ausgeschaltet. 11g

Die dem Heiztransformator vorgeschaltete kleine Gasentladungslampe 27 kann gegebenenfalls auch fortfallen, da nach erfolgter Zündung der Leuchtröhre 7 die dem Heiztransformator zugeführte, stark geminderte Spannung weder den Transformator noch die Glühelektroden irgendwie beschädigen kann.

Der Transformator kann daher, selbst bei Fortfall der kleinen Gasentladungslampe 27, unterdimensioniert sein. An Stelle der kleinen Gasentladungslampe 27 kann auch ein Widerstand mit stark negativem Temperaturkoeffizienten, z. B. ein Siliciumstab, verwendet werden. Beim Anheizen der Elektroden wird dieser Siliciumstab durch die praktisch ungeschwächte Betriebsspannung stark erwärmt, wobei er bekanntlich gut stromleitend wird. Nach eingetretener Zündung der Röhre 7 geht durch das Abfallen der zugeführten Spannung die Erwärmung des Siliciumstabes stark zurück. Er bildet dann einen beträchtliehen Widerstand, der den dem Transformator zugeführten Strom noch weiter schwächt und damit sicher auf ein unschädliches Maß herabdrückt.

Werden bei den Einrichtungen nach den Abb. 4 und 5 Kathodenglimmlichtlampen in Reihe mit dem Hochfrequenzapparat und gegebenenfalls auch dem Heiztransformator geschaltet, so erübrigt es sich, im Sockel dieser Kathodenglimmlichtlampen den übliehen hochohmigen Widerstand einzubauen, da bei der Benutzung der Einrichtung der Hochfrequenzapparat, ebenso wie der Heiztransformator, bereits als Widerstände für die Kathodenglimmlichtlampen wirken.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Zünden von elektrischen Leuchtröhren mittels eines parallel zur Entladungsstrecke gelegten Hochfrequenzapparates, dadurch gekennzeichnet, daß ein solcher Hochfrequenzapparat, der bei Herabsetzung seiner Betriebsspannung auf annähernd den halben Wert nicht mehr anspricht, hinter den den nötigen Spannungsabfall der Entladungsstrecke liefernden Widerstand gelegt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Hochfrequenzapparat enthaltenden Leitung eine kleine Gasentladungslampe, zweckmäßig ' Kathodenglimmlichtlampe, eingebaut ist, die eine niedrigere Zündspannung als die verwendete Betriebsspannung, aber eine die Brennspannung der Leuchtröhre übersteigende Abreißspannung besitzt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit einem die Betriebsstromleitungen überbrückenden, zur Heizung der Glühelektroden dienenden Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiztransformator ebenfalls hinter dem den nötigen Spannungsabfall der Entladungsstrecke liefernden Widerstand liegt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit der Primärspule des Heiztransformators eine kleine Gasentladungslampe (27) oder ein Widerstand mit stark negativem Temperaturkoeffizienten, z. B. ein Siliciumstab, geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen