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Zündvorrichtung für elektrische Gasentladungslampen mit langgestrecktem
Entladungsweg Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Gasentladungslampen mit
langgestrecktem Entladungsweg bzw. Leuchtröhren, die mit durch die Entladung aufgeheizten
oder fremd geheizten Glühelektroden; insbesondere Oxydelektroden, ausgestattet sind.
Leuchtröhren dieser Art haben gegenüber Leuchtröhren mit kalten Elektroden den Vorteil
einer wesentlich niedrigeren Brennspannung, so daß sie für die üblichen Netzspannungen
in brauchbaren Längen von einem Meter und darüber gebaut werden können. Ein Nachteil
solcher Glühelektrodenleuchtröhren besteht jedoch darin, daß sie zur Zündung besondere
Hilfsvorrichtungen, beispielsweise Hochspannungs-oder Hochfrequenzerzeuger, Hilfselektroden
o. dgl. benötigen, die die Lebensdauer der Glühelektroden häufig durch zu plötzliches
Einsetzen der Hauptentladung ungür_stig beeinflussen. Erfindungsgemäß wird dieser
Übelstand dadurch vermieden, daß die Glühelektroden durch einen als Zündvorrichtung
wirkenden dünnen, elektrisch leitenden, an der Wand anliegenden Draht innerhalb
der Röhre miteinander verbunden werden, dessen elektrischer Widerstand in an sich
bekannter Weise gleich oder größer als der der Gasstrecke zwischen den Elektroden
nach erfolgter Zündung ist. Bei Anlegung von Spannung gerät der Draht allmählich
zum Glühen. Dabei sendet er Elektronen aus, welche die Gasstrecke ionisieren und
dadurch deren Widerstand herabsetzen. Es bildet sich dann längs des ganzen Drahtes
eine Glimmentladung aus, die zu einer weiteren Ionisation der gesamten Gasfüllung
und dadurch dann zu einer Bogenentladung führt. Letztere wird auf diese Weise sehr
sanft und gleichmäßig unter Vermeidung allzu plötzlicher Entladungserscheinungen
an den Elektroden erzeugt, was naturgemäß die Lebensdauer der empfindlichen Glühelektroden
und damit der Leuchtröhre heraufsetzt. v
Es ist zwar bereits bei Entladungsröhren
mit Ouecksilberelektroden bekannt, einen die Elektroden verbindenden, glühend werdenden
Draht im Gefäßinnern anzuordnen. Hierbei ist natürlich die- Gefahr einer Elektrodenzerstörung
nicht gegeben. Der verbindende, glühend werdende Draht hat demgemäß bei derartigen
Röhren auch eine ganz andere Aufgabe, nämlich den zur Einleitung der Zündung erforderlichen
hohen Quecksilberdampfdruck zu erzeugen. Bekannt sind ferner auch noch solche Entladungslampen,
bei denen außer einem Alkalimetallbodenkörper im Lampeninnern ein Glühdraht ausgespannt
ist, zwischen dessen Windungen die Gasentladung im Nebenschluß vor sich geht. Da
hierbei der glühende Draht die Elektroden ersetzt und unmittelbar für den Ansatz
der Gasentladung dient, so können nur verhältnismäßig geringe Stromstärken Anwendung
finden, da sonst leicht eine Zerstörung des
Glühdrahtes eintreten
würde. Die neue Lampe kann demgegenüber mit Strömen erheblicher Stärke (i_Amp. und.
mehr) belastet werden, da beim Wechsel-von der Glimmentladung zur Bogenentladung
letztere sofort auf .die gesondert angeordneten Glühelektroden deshalb übergeht,
weil an diesen eine stärkere Elektronenemission vorhanden ist.
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Es sind auch schon elektrische Leuchtröhren mit im Betriebe kalt bleibenden
Elektroden bekanntgeworden, 'bei .denen fe Zündung durch in der Röhre ausgespannte
drahtförmige Leiter erleichtert wird, deren Widerstand größer ist als der der umgebenden
Gassäule. Hierbei trat von jeder Elektrode bis annähernd zur Mitte der Röhre je
ein Einzeldraht hervor, zwischen deren Spitzen dann bei Anlegung des Stromes -eine
Glimmentladung hervorgerufen wurde, die zur Wirkung hatte, daß sich bei Wechselstrombetrieb
ab-,vechselnd der eine oder andere Einzeldraht mit einer Glimmschicht :überzog.
Bei -der neuen Zündvorrichtung wird schon .allein durch den Umstand, daß der die
beiden Elektroden verbindende Draht in seiner Gesamtheit glühend wird, eine erheblich
;größere Elektronenemission erzielt. Außerdem wird aber bei der neuen Zündeinrichtung
in jeder Halbwelle des Wechselstromes fast die gesamte Länge des sich durch die
ganze Röhre erstreckenden dünnen Verbindungsdrahtes zur Herstellung einer Glimmentladung
herangezogen, was -naturgemäß in Gemeinschaft mit dem Glühendwerden des Drahtes
-durch Stromdurchfluß eine besonders schnelle und -starke Ionisation der Gasfüllung
zur Folge hat. Bei der bekannten Anordnung mit zwei gegeneinander gerichteten Einzeldrähten
ist ferner bei größerer Strombelastung die -Gefahr vorhanden, daß die eintretende
Bogenentladung sich zwischen den Spitzenteilen der gegeneinander gerichteten beiden
Einzeldrähte ..entwickelt und dann diese vorzeitig zerstört.
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Der elektrische Widerstand des Zünddrahtes ist zweckmäßig gleich demjenigen
der Entladungsstrecke nach erfolgter Zündung, so daß im Betriebszustande der Röhre
auch der verbindende Zünddraht lichtspendend ist. Gegebenenfalls kann der elektrische
Widerstand des Zünddrahtes jedoch auch größer sein, in welchem Falle dann der Draht
im Betriebszustand der Röhre nur glimmt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel von erfindungsgemäß
ausgebildeten elektrischen Leuchtröhren im Längsschnitt dargestellt.
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Die Röhre besitzt in bekannter Weise ein aus Glas, Quarz o. dgl. bestehendes
Gefäß i, das mit beliebigen Gasen, Gasgemischen oder auch Gas-Dampf-Gemischen gefüllt
ist. In die beiden Endteile des Gefäßes sind Glühelektroden, und zwar zweckmäßig
Oxydelektroden 2, 3, vakuumdicht eingeschmolzen, Letztere oder aber auch deren Stromzuführungen
sind innerhalb des Entladungsgefäßes -durch einen die Zündung erleichternden dünnen,
elektrisch leitenden, an der Wand anliegenden Draht q. untereinander verbunden.
Dieser kann aus Metallen, wie Aluminium oder Beryllium, bestehen, die unter der
Einwirkung der vor sich gehenden Entladung nicht merklich zerstäuben. Um jedoch
eine kräftige Elektronenemission dieses Zünddrahtes auch schon bei verhältnismäßig
niedrigen Temperaturen desselben zu erreichen, empfiehlt es sich, diesen in an sich
bekannter Weise mit gut elektronenemittierenden Stoffen, wie insbesondere Alkali-
oder Erdalkalimetallen oder deren Verbindungen, zu überziehen. Man kann dem Zünddraht
aber auch zu diesem Zwecke eine stark aktivierende Wasserstoffbeladung erteilen
oder-ihn mit einem Hydrid-Überzug versehen. Etwa verwendete Überzüge aus elektronenemittierenden
Stoffen können durch Zurriischung amphoterer Metalloxyde, wie insbesondere die des
Aluminiums oder Zirkoniums, -gegen den .Angriff der Entladung .besonders widerstandsfähig
gemacht -werden.
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Damit in Nähe der Elektroden die Ionisation der Gasfüllung verstärkt
und das Ansetzen der Bogenentladung-an .den Elektroden begünstigt wird, ist zweckmäßig
der Zünddraht in Nähe der Elektroden wendelförmig oder zickzackförmig gestaltet,
um .an diesen Stellen des Zünddrahtes einen stärkeren Spannungsabfall und eine kräftigere
Glimmentladung hervorzurufen.
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Der Zünddraht kann entsprechend der Abbildung in Formeiner Schraubenlinie
an der Innenwand der Röhre .anliegen oder in beliebiger anderer Weise an der Wand
entlang geführt werden. Es gelingt hierdurch, einen langen Zünddraht in der Röhre
unterzubringen, was wichtig ist, wenn der Zünddraht an .der Lichtausstrahlung .der
Röhre wesentlich teilnehmen soll. Diese Führung des Zünddrahtes ist deswegen vorteilhaft,
weil hierdurch die die. Zündung behindernden Wandladungen beseitigt oder unterdrückt
werden.
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Die Erfindung läßt sich mit Vorteil auch bei .anderen Gasentladungsröhren
mit Oxydelektroden, beispielsweise bei Röhren für Bestrahlungszwecke oder Gleichrichterzvvecke,
verwenden.