Verfahren zum Regeln der Leuchtstärke von mit Wechselstrom betriebenen elektrischen Leuchtröhren. Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Leuchtröhren, die mit Wechselstrom betrieben werden und zur Erzielung einer grossen Leuchtdichte der Entladung und auch Herab setzung der Betriebsspannung mit einer Glüh kathode versehen sind. Die Erfindung be zweckt, bei derartigen Leuchtröhren die Leuchtstärke, ohne Veränderung der üblichen Vorschaltwiderstände zu regeln.
Zu diesem Zwecke werden erfindungsgemäss Gitter, die in der Nähe der Anoden der Leuchtröhre angeordnet sind, während jeder Halbwelle des Wechselstromes mit regelbarer Phasen verschiebung gegenüber den Anoden elektro statisch aufgeladen, so dass die Brennzeit während jeder Halbwelle des Wechselstromes beliebig verändert wird. In der Leuchtröhre entsteht dadurch keine kontinuierliche Ent ladung, sondern, da die Entladung während jeder Halbwelle zeitweise unterbrochen ist, eine Aufeinanderfolge von Entladungen. Diese Aufeinanderfolge ist jedoch eine derart rasche, dass das menschliche Auge die UnterbrechUn- gen der Entladung nicht wahrnimmt. Es bleibt somit der Eindruck einer gleichmässig leuchtenden Säule erhalten.
Anderseits ist jedoch die Leuchtstärke ganz verschieden, je nachdem die in jeder Halbwelle des Wechsel stromes entstehenden Unterbrechungen der Entladung von längerer oder kürzerer Dauer sind.
Eine besonders einfache Einrichtung zur Durchführung des neuen Regelverfahrens er gibt sich, wenn die Gitter in bei Entladungs röhren bekannter Weise die Anoden um schliessen und an die Sekundärspule eines Transformators angeschlossen sind in dessen Primärstromkreis ein durch einen regelbaren Widerstand überbrückter Kondensator ein geschaltet ist.
Damit die Leuchtröhre trotz der in jeder Halbwelle des Wechselstromes auftretenden Unterbrechung der Entladung sicher in Betrieb bleibt, und zwar selbst auch dann, wenn die einzelnen Unterbrechun gen verhältnismässig lang gewählt sind, ist es zweckmässig in der Leuchtröhre ständig eine von einer Gleichstromquelle gespeiste Hilfs entladung von geringem Stromwert zwischen der Glühkathode und einer besonders vorge sehenen Hilfsanode aufrecht zu erhalten.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung in Abb. 1 schematisch dargestellt.
Die Abb. 2 zeigt in grösserem Massstabe eine von einem Gitter umschlossene Anode der Leuchtröhre im Aufriss.
Die mit beliebigen unedlen oder edlen Gasen oder aber auch mit einem Gasdampf gemisch gefüllte Leuchtröhre 1 besitzt am einen Ende zwei entgegengesetzt gerichtete Arme 2, 2', die zur Aufnahme von block- förmigen oder hülsenförmigen Anoden 3, 3' aus Graphit, Nickel, Eisen, Wolfram oder beliebigem anderem leitfähigem Stoff dienen. Das andere Ende der Leuchtröhre enthält eine Glühkathode, die in bekannter Weise aus einer mit elektronenemittierenden Stoffen bedeckten Hülse 4 und einem eingelagerten Heizkörper 5 besteht. Der Heizkörper 5 ist mit einem Ende an eine Stromzuführung 6 und mit dem andern Ende an die Hülse 4 angeschlossen, die ihrerseits mit dem zweiten Stromzuführungsdraht 7 verbunden ist.
Diese Stromzuleitungen 6, 7 sind mit der Sekundär wicklung eines kleinen Heiztransformators 8 verbunden, dessen Primärwicklung an Zwi schenpunkte des zum Betriebe der Leucbt- röhre verwendeten Autotransformators 11 an geschlossen ist. Die von den Enden des selben abzweigenden Leitungen 13, 14 sind unter Zwischenschaltung von Widerständen 15, 16 mit den Anoden 3, 3' verbunden. Letztere sind von Gittern 17, 17' umgeben, welche, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, ent weder aus einem gelochten Blech oder aus einem feinmaschigen Drahtnetz bestehen.
Diese Gitter sind je durch eine Leitung 18 unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 19 mit der Sekundärwicklung 20 eines Trans- formators verbunden, dessen Primärwicklung 21 durch Leitungen 22, 23 an die auch zum Antotransformator 11 führenden Wechsel stromspeiseleitungen 24, 25 angeschlossen ist. Der zugeführte Wechselstrom hat eine übliche Frequenz, etwa von 25 bis 60 Peri oden. In der Leitung 23 ist ein Konden sator 26 eingeschaltet, der von einem ein stellbaren Widerstand 27 überbrückt ist.
In der an den Nullpunkt des Autotrans formators 11 angeschlossenen Kathodenzu leitung 28 ist ein von Hand zu betätigender Schalter 29 und eine Induktionswicklung 31 eingebaut, deren Kern 32 durch einen Hebel 33 mit einem Quecksilberschalter 30 verbun den ist. Letzterer ist in einer von der Lei tung 28 abzweigenden Leitung 34 eingebaut, welcher unter Zwischenschaltung eines Wider standes 35 mit der Zuleitung 13 für die Anode 2 verbunden ist.
Nahe dem Anodenende der Leuchtröhre ist eine Hilfselektrode 36 vorgesehen, die an den Mittelpunkt der Sekundärwicklung 20 des Gittertransformators angeschlossen und ausserdem durch eine einem Widerstand 38 enthaltende Leitung 37 mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle verbunden ist. Die negative Klemme der Gleichstrom quelle ist durch eine Leitung 39 mit dem Mittelpunkt des Autotransformators 11 und der zur Glühkathode 5 führenden Leitung 28 verbunden. Während des Leuchtröhrenbe- triebes wird eine Entladung von geringem Stromwert (z. B. 10 bis 50 Milliampere) ständig zwischen der Glühkathode 5 und der Hilfselektrode 36 aufrechterhalten.
Wenn der Schalter 29 geschlossen wird, so fliesst Strom durch den Stromkreis, der von der Leitung 28, der Induktionswicklung 31, dem Quecksilberschalter 30, der Leitung 34, dein Widerstand 35 und der Leitung 13 gebildet ist. Zufolge des dann eintretenden Kippens des Quecksilberschalters 30 wird dieser Stromkreis sofort unterbrochen, wobei an die Röhre in an sich bekannter Weise ein hohes Potential gelegt wird, das die Zün dung der Röhre veranlasst, sofern die Kathode bereits eine genügend hohe Temperatur an genommen und schon genügend Elektronen in die Entladungsbahn gesandt hat. Ist dies nicht der Fall, so wiederholt sich in be kannter Weise das Schliessen und Unter brechen des Anlassstromkreises mittelst des Quecksilberschalters mehrmals, bis die Zün dung eintritt.
Durch Einstellen des Wider standes 27 kann die Phase des an die Pri märwicklung 21 des Gittertransformators ge legten Wechselstromes beliebig verschoben werden, die an die Sekundärwicklung 20 an geschlossenen Gitter 17 werden daher bei eingeschaltetem Widerstand 27 mit ver schobener Phase elektrostatisch aufgeladen. Dies bedeutet, dass während jeder Halbwelle des Anodenstromes die Gitter für einen kürzeren oder längeren Zeitraum entgegen gesetzt aufgeladen sind. Ist beispielsweise während einer Halbwelle des Anodenstromes die obere Anode 3 positiv aufgeladen, so ist für einen Teilbetrag dieser Halbwelle das zugehörige Gitter 17 negativ geladen.
Wäh rend dieser Teilzeit der Halbwelle kann sich aber durch die sperrende Wirkung des Git ters 17 keine Entladung zwischen der Glüh- kathode 4 und der obern Anode 3 ausbilden, sondern erst dann, wenn auch das zugehörige Gitter 17 positiv aufgeladen wird. Der gleiche Vorgang spielt sich in der anderen Halbwelle des Anodenstromes an der unteren Anode 3' ab. Die Entladung zwischen der Glühkathode 4 und den Anoden 3, 3' ist demgemäss nicht, wie bei Fortfall der Gitter, eine kontinuier liche, sondern sie setzt sich aus kurzen, rasch aufeinanderfolgenden Teilentladungen zusammen, deren jede je nach Einstellung der Phasenverschiebungseinrichtung 26, 27 zeitlich begrenzt werden kann.
Erstreckt sich der Stromfluss der Röhre während eines Halbwellen-Intervalles über eine längere Periode; so hat die Röhre eine grössere Leuchtstärke als in dem Falle, wo der Strom- fl.uss kürzer und somit die zwischen den Ent- fadungen auftretenden Unterbrechungen länger sind.
Zufolge der Blickbeharrung sind jedoch die Unterbrechungen nicht sichtbar, so dass die Röhre, wie auch die Leuchtstärke ein gestellt sei, ununterbrochen leuchtend er scheint. Die durch den zweckmässig ständig angelegten schwachen Gleichstrom veranlasste geringe Ionisation der Gasentladungsstrecke zwischen Glühkathode 4 und Hilfsanode 36 bewirkt hierbei, dass ach jeder Unter brechung die Entladung mit Sicherheit ein setzt.