DE610928C - Verfahren zum AEndern der Leuchtfarbe einer gasgefuellten elektrischen Leuchtroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum

Ändern der Leuchtfarbe !einer gasgefüllten elektrischen Röhre, die zwecks Leuchtens in der Grundfarbe mit Gleich- oder Wechselstrom beliebiger Frequenz betrieben wird.

Es ist schon bekannt, die Grundfarbe einer elektrischen Leuchtröhre in eine andere Farbe umzuwandeln, und zwar hat man zu diesem Zwecke die Röhre mit Wechselstrom

ίο ■ betrieben und zum Erzielen verschiedener Farben diesem Wechselstrom stark voneinander verschiedene Frequenzen erteilt.

Demgegenüber wird erfindungsgexnäß die Röhre zwecks Änderung der Grundfarbe in eine aufgezwungene Farbe mit Stromstößen gespeist, denen Scheitelwert ein Mehrfaches der effektiven Stromstärke ist und die voneinander durch Pausen getrennt sind, deren Dauer ejn Mehrfaches der Dauer jedes Stromstoßes ist, ohne daß hierbei die für die Grundfarbe erforderliche effektive Belastung wesentlich geändert wird. Beispielsweise wird eine Leuchtröhre, die mit einer Neon-Quecksilber-Mischung gefüllt ist, bei der normalen Belastung von etwa 100 Milliampere ein blaues Licht ausstrahlen. Um .eine aufgezwungene Strahlung zu erreichen, bei der die Röhre ein rotgelbes Licht ausstrahlt, muß man nach bisheriger Erfahrung die Stromstärke auf etwa 10 Ampere, also auf etwa das Hundertfache der normalen Stromstärke erhöhen. Das bei normaler Belastung bläulichrosa Licht einer mit Wasserstoff gefüllten Röhre kann in entsprechender Weise in eine tiefrote Färbung verändert werden, wenn man die Stromstärke verhundertfacht.

Nun läßt sich aber die Belastung der Röhre nicht wesentlich über das normale Maß steigern, ohne eine zur Zerstörung der Röhre führende Erhitzung herbeizuführen. Hier setzt nun die Erfindung ein, gemäß der — in der Erkenntnis, daß es für die Lichterzeugung nicht auf die effektive, sondern auf die maximale Stromstärke ankommt — die Röhre mit einer Reihe von ,Stromstoßen gespeist wird, die durch verhältnismäßig lange Pausen voneinander getrennt sind und deren maximale Stromstärke ein Vielfaches, zweckmäßig das Hundertfache der effektiven Stromstärke beträgt. Im allgemeinen können kaum Werte von maximalen Stromstärken in Betracht kommen, die weniger als das Zehnfache der effektiven Stromstärke betragen.

Es ist zwar schon bekannt, Leuchtröhren mit Stromstößen zu speisen, die voneinander durch Pausen getrennt sind. Diese Betriebspausen haben aber weder den Zweck verfolgt, Farbenumschläge in den Leuchtröhren zu erzielen, noch hat man die Größenverhältnisae

der Stromstöße und ihrer Pausen so· gewählt, daß solche Farbenumschläge überhaupt erzielt werden konnten. Die Spieisung durch Stromstöße erfolgt vielmehr, ohne 'einen Farbenumschlag zu erzielen, lediglich zu dem Zweck, den Betrieb der Röhren mittels einer niedrigen Spannung zu ermöglichen und eine hohe Leuchtwirkung zu erzielen.

In Abb. ι veranschaulicht I die sinoidale ίο Kurve der Stromstärke eines Wechselstromes, der die effektive Stromstärke J_x besitzen muß, um bei gegebenen Abmessungen der Leuchtröhre ohne Überschreiten der zulässigen Belastung 'eine praktisch brauchbare Leuchtwirkung zu erzeugen, wobei die Leuchtröhre die Grundstrahlung aussendet.

Werden aber zur Erregung der aufgezwungenen Strahlung Stromstöße II, II, II ver-■ wendet, so kann eine maximale Stromstärke Jmax erzielt werden, die ein Vielfaches, etwa das Zehn- bis mehrere Hundertfache der für die Belastung der Leuchtröhre maßgebenden effektivien Stromstärke J₂ beträgt. Dabei ist es gleichgültig, ob diese effektivie Stromstärke J₂ mit Z₁ gleich ist oder nicht. Sie kann größer sein, aber nicht um so viel, daß eine Überlastung der Röhre eintritt, oder auch Heiner, aber nicht um so viel, daß die Lichtstärke darunter nennenswert leiden würde.

Obwohl es zweckmäßig ist, die Stöße II, II in regelmäßigen Zeiträumen aufeinanderfolgen zu lassen, ist auch dies nicht unbedingt notwendig, falls die Häufigkeit der Stromstoße genügend groß ist, um ein störendes Flimmern zu verhüten. Unter Berücksichtigung dieser Forderung kann also die Frequenz der zum Erzielen der aufgezwungenen Strahlung benutzten Stromstöße 'eine beliebige sein, ohne daß dies die Farbwirkung merHich beeinträchtigen würde. Auch der zeitliche Verlauf der Stromkurve- kann lein beliebiger sein, wofür die Abb. 2 bis 4 Bieispiele geben, wenn nur die erwähnten Anforderungen erfüllt sind.

- Bei den. zum Speisen der Leuchtröhiien dienenden Stromstößen kommt es also darauf an, daß die Zeitdauer derselben bloß leinen geringen Bruchteil, normalerweise weniger als etwa ein Zehntel des Zeitraumes beträgt, in welchem die Stöße aufeinanderfolgen, so daß nach einem jeden Stromstoß 'eine Stromunterbrechung eintritt, deren Dauer etwa das Zehnfache derjenigen des Stromstoßes beträgt. Da für die Erregung des Lichtes die maximale Stromstärke, für die Belastung des Rohres aber die effektive oder die mittlere Stromstärke maßgebend ist, so hat man es in der Hand, die Erregung der Gasfüllung durch beliebig hohe Stromstärken herbeizuführen, ohne daß die Belastung der Röhre in unzulässiger Weise erhöht würde. Mit anderen Worten muß das Energieintegral der Stromstöße in der Zeiteinheit annähernd dem Wattverbrauch bei normalem Betrieb mit Gleichstrom oder technischem Wechselstrom entsprechen.

■Dadurch, daß man das Verhältnis zwischen maximaler und effektiver Stromstärke geeignet wählt, kann man bei der Vielheit der durch .die verschiedenen Zwischenprodukte ermöglichten Strahlungen die Füllung mit derjenigen Strahlung leuchten lassen, deren. Farbe 'erwünscht ist, also mit der Grundstrahlung oder mit einer aufgezwungenen Strahlung niedrigerer oder höherer Ordnung. Man hat damit also außer der Eigenart der Füllung 'der . Leuchtröhre durch die vorliegende Erfindung ein weiteres Mittel in der Hand, ium die Farbe des ausgestrahlten Liehtes zu beeinflussen. Die Erfindung gestattet aber nicht nur Lichtfarben zu erzielen, ,die bisher nicht erreicht worden sind, sondern sie gestattet auch, das durch eine gegebene Röhre ausgestrahlte Licht ohne Änderung der Füllung der Röhre während des Betriebes zu ändern, indem man das Verhältnis zwischen maximaler und effektiver Stromstärke des die Röhre speisenden Stromes bzw. die Form der Stromstoßkurven während des Betriebes ändert. Diese Änderung kann entweder absatzweise oder allmählich stattfinden, wodurch die Farbenänderung des ausgestrahlten Lichtes gleichfalls sprungweise oder mit allmählichem Übergang erfolgt.

Die zum Speisen der Leuchtröhre verwendeten Stromstoßfolgen können in verschiedenster Weise erzeugt werden, und zwar lerfkidungsgemäß durch drei voneinander prinzipiell verschiedene Verfahren, nämlich erstens Erzeugen der Stromstöße durch Entladen eines Kondensators, zweitens auf elektrodynamischem Wege und drittens mit Hilfe von Elektronenröhren.

Bei dem ersten Verfahren wird ein Kondensator bis zur Durchschlagspannung einer Funkenstrecke aufgeladen, um sich dann augenblicklich durch die Röhre zu entladen. Mehrere Ausführungsformen zur Durchführung dieses Verfahrens sind auf der Zeichnung in den Abb. 5 bis 11 dargestellt. Das Verfahren wird ausgeführt gemäß Abb. s durch Ändern der Aufladespannung eines zur Röhre 1 parallel geschalteten Kondensators 2 mittels Ändern der Durchschlagspannung einer zwischen Röhre und Kondensator liegenden Löschfunkenstrecke 3, wodurch die maximale Intensität des Stromstoßes geändert wird; gemäß

Abb. 6 durch Einschalten eines veränderliehen Ohmschen. Widerstandes 4 in. den Entladungskreis des zur Röhre 1 parallelen

Kondensators 2 der Abb. 5, wodurch die Zeitdauer des Stromstoßes geändert wird; gemäß

Abb. 7 durch Einschalten einer regelbaren Selbstinduktionsspule 5 in den Koindensatorentladungskreis der Abb. 5, die einen während des Verlaufes des Stromstoßes veränderlichen induktiven Widerstand darstellt, indem sie die rasch veränderlichen Kurventeile mehr als die weniger raschen Veränderungen abdrosselt; gemäß

Abb. 8 durch einen der Röhre 1 der Abb. 5 parallel geschalteten weiteren Kondensator 6, wodurch die raschen Stromintensitätsänderungen kurzgeschlossen werden; gemäß

Abb. 9 durch Einschaltung eines veränderlichen Kondensators 7 in Reihe mit der Röhre 1 in den Entladungskreis der Abb. 5, wodurch die weniger raschen Änderungen des Stromstoßes unterdrückt werden.

Abb. 10 enthält die wesentlichen Elemente der vorhergehenden Abbildungen in 'einer ein-' zigen Schaltung, nämlich eine veränderliche Selbstinduktionsspule 5 und eine Kapazität 9 in dem Entladekreis des Kondensators 2 sowie ferner einen weiteren zur Röhre parallel geschalteten Kondensator 11.

In allen Abbildungen ist 10 der Ladetransformator.

Beim Speisen der Röhren mit den erwähnten verschiedenen Stromstößen muß darauf geachtet werden, daß der durchschnittliche Wattverbrauch der Röhre immer der normale bleibt. Bei Stromstößen verschie,-dener Energie wird dies dadurch erreicht, daß man ihre Zahl während der Zeiteinheit entsprechend ändert. Zu diesem Zweck ändert man die Aufladezeit des den "Stromstoß erzeugenden Kondensators durch Einschalten eines veränderlichen Widerstandes 8 in den Aufladekreis in der Art der Abb. 11, wodurch die einzelnen Stromstöße in verschiedenen Zeitintervallen nacheinander folgen. Abb. 10 zeigt auch diesen Widerstand.

Zur Ausführung des zweiten Verfahrens kann man sich umlaufender elektromagnetischer Stromerzeuger, etwa Homopolarmaschinen, bedienen, die ähnlich gebaut sein können wie die zum Erzielen der Zündfunken vom Explosionsmotoren verwendeten ätromerzeuger. Man erhält dadurch etwa die Stromstöße gemäß Abb. 1 bis 4.

Zur Ausführung des dritten Verfahrens kann man sich einer Elektronenröhre bedienen, in deren Anodenstromkreis die Leuchtröhre geschaltet ist und deren Gitterspannung so gesteuert wird, daß der Anodenstrom die gewünschte Form von Stromstoßfolgen annimmt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betriebe 'einer gasgefüllten elektrischen Leuchtröhre, bei welchem die Röhre ohne wesentliche Änderung der effektiven Belastung mit Stromstößen gespeist wird, deren Scheitelwerte >ein Mehrfaches der effektiven Stromstärke sind, deren Dauer 'ein Mehrfaches der Dauer eines Stromstoßes ist, gekennzeichnet durch 'eine derartige Steigerung der Stromamplituden, daß ein Farbumschlag im Entladungslicht eintritt.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den über die Röhre verlaufenden Entladungskreis 'eines in an sich bekannter Weise aufgeladenen Kondensators eine in ihrer Durchschlagspannung veränderbare Löschfunkenstrecke eingeschaltet ist, welche die Speisung der Röhre mit aufeinanderfolgenden und in der Intensität veränderbaren Stromstößen gestattet.

3. Einrichtung- nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Entladüngskreis des Kondensators ein veränderlicher Ohmscher oder kapazitiver oder induktiver Widerstand oder eine Kombination derartiger Widerstände eingeschaltet ist oder parallel zur Röhre ein go weiterer Kondensator gelegt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Aufladekreis des über die Funkenstrecke sich entladenden Kondensators 'ein veränderlieber Ohmscher Widerstand eingeschaltet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 'die Stromstöße auf elektromagnetischem Wege, etwa nach Art der Zündmaschinen von Explosionsmotoren, 'erzeugt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstöße durch Elektronenröhren erzeugt werden, in deren Anodenkreis die Leuchtröhre geschaltet ist und deren Gitterspannung so gesteuert wird, daß der Anodenstrom die gewünschte Form von Stromstoßfolgen annimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen