Elektrische Gasentladungsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh all gemein auf eine gasgefüllte elektrische Ent- Iadungsvorriehtung und insbesondere auf die Elektrodenausbildung derselben.
Die gegenwärtig im Handel befindliehen Fluoreszenzlampen, die mit Glühkathoden ar beiten, lassen sieh in zwei Hauptgruppen ein teilen, nämlich in Röhren, deren Kathode im Moment des Zündens des Liehtbogens vorgeheizt ist, und in Röhren, deren Ka thode im Moment des Zündens kalt ist.
Die bei vorgeheizter Kathode Andenden Röhren werden sowohl für industrielle als auch für häusliehe Beleiiehttingszweeke am meisten verwendet. Für ihren Betrieb werden Hilfsmittel benutzt, mittels derer kurzfristig ein Strom durch die Röhrenelektroden ge leitet wird, um sie für das Zünden vorzu heizen. Diese Hilfsmittel können beispiels weise Glimmsehalter oder Thermosehalter sein. Solehe Röhren zünden erst einige Sekunden nach Einschalten des Leitungssehalters. Es kann dabei vorkommen, dass sie einige Male flackern, bevor sie konstant brennen.
Mit tels vorgeheizter Kathode gezündete Lampen können auch mit neutralisierenden Wieklun- gen statt mit Glimm- oder Thermosehaltern in Betrieb gesetzt werden.
Die neutralisie rende Wieklung ist in einer Brüekensehaltung im Ballast eingesehaltet, so dass durch das Fliessen eines Entladungsstromes durch die ge <B>-</B> eignet <B>,</B> gewählte Wicklung eine Kompensa- tionsspannung erzeugt wird. Nachdem die Lampe brennt, wird der Kathodenheizstrom auf einen verhältnismässig kleinen Wert ver ringert, um Energie zu sparen und eine über mässige Kürzung der Lebensdauer der Elek troden zu verhindern.
Die bei kalter Kathode zündende oder 'Sofortstartlampe ist für die Verwendung mit Hoehspannungsballastwiderständen eingerich tet, so dass die Benutzung von besonderen Startern überflüssig wird. Obwohl diese Lampe gewöhnlich als Kaltkathodenstartlampe bezeichnet wird, werden die Kathoden in Wirklichkeit durch einen Vorentladungsstrom rasch erhitzt, wobei die Bogenentladung er folgt, sobald die lonisation in der Röhre genügend weit fortgeschritten ist. Hierauf brennt die Lampe mit vom Liehtbogen er hitzter Kathode weiter.
Sowohl die nur bei vorgeheizter Kathode als auch die bei kalter Kathode zündenden Lampen erfordern ausgeklügelte Anlass- und Betriebssehaltungen. Bei der mit vorgeheiz ter Kathode zündenden Röhre ist entweder ein Relais oder eine neutralisierende Schal tung erforderlich, um den Fadenheizstroiyi nach dem Zünden des Lichtbogens zu vermin dern. Bei der Kaltkathodenlampe ist ein Transformer für sehr hohe Spannungen er forderlich, um Über den Röhrenelektroden ein genügend hohes Potential zu erzeugen, um vor der Auslösung der Hauptentladung die Gassäule der Röhren zu ionisieren.
Das uner wünschte Flaekern und die Verzögerung des Zündens einerseits und die Kosten für die Hochspannungstransformatoren anderseits sind die Gründe, weshalb Fluoreszenzlampen bisher keine so grosse Verbreitung gefunden haben, wie dies bei Fehlen dieser Nachteile möglich wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung wird nun bezweckt, eine Fluoreszenzlampe zu schaffen, die einen 'Teil der Merkmale der mit vorge heizter Kathode zündenden Röhre (Zeitstart- lampe) und einige derMerkmale der bei kalter Kathode zündenden Röhre (Sofortstartlampe) in sieh vereinigt. Dadurch wird eine neue Art von Lampen erhalten, die zur Unter- se,heidi-mg gegenüber den beiden genannten Lampenarten als Sehnellstartlampe bezeichnet sei.
Die vorliegende Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass bezüglich des Inbetriebsetzens von elektrischen Entla- dungsvorriehtungen und auch bezüglich des Betriebes selbst zwischen gewissen Faktoren, die bisher gesondert berlieksiehtigt w.orden sind, bestimmte und entscheidende Beziehun gen bestehen. Einer dieser Faktoren ist das Ausmass, in dem eine Elektrode vorgeheizt werden muss, um eine. Herabsetzung der Zünd- span-nung zu bewirken.
Durch Anwendung einer möglichst geringen Vorheizung einer Elektrode lässt sieh eine wesentliche Vermin derung des Elektrodenzerfalles und damit eine Erhöhung der Lebensdauer der Röhre erzielen. Es hat sieh gezeigt, dass eine wirk same Zündspannungslierabsetzung bereits er reicht werden kann, wenn das Vorheizen mit einem Spannungsabfall an der Elektrode durchgeführt wird, der viel kleiner als der zur Erzeugung einer lokalen Bogenentladung über der Elektrode erforderliche Spannungs abfall ist.
Ein weiterer Faktor ist die Wir kungsweise, von Zündhilfsmitteln, die sieh über die ganze Länge der Lampe erstrecken und den Potentialgradienten in der unmittel baren Nähe der Elektroden vergrössern. Diese Mittel können dazu verwendet werden, -uni eine Erhöhung der Zündspannung, die durel,1 die geringe Vorheizung bedingt sein kann, zu kompensieren.
nig Die elektrische Crasentladungsvorriehti n nach der vorliegenden Erfindun-, besitzt <I>n</I> einen längliehen Glaskolben, der eine Edel- gasfüllung von wenigen Millimetern Druck und eine kleine Menge Quecksilber enthält, sowie ein Paar an entgegengesetzten Enden des Kolbens angeordneter Elektroden auf weist, von denen mindestens eine mit einem die Elektronenemission erhöhenden Material versehen ist, und ist dadurch gekennzeiehnet, dass mindestens die aktivierte Elektrode der art bemessen ist,
dass sie beim Anlegen der vorgeschriebenen Heizspannung während de-, Anlassens durch einen Vorheizstrom bis zür thermisehen Elektronenemission auf-eheizt wird, wobei jedoch der längs der Elektrode auftretende Spanirangsabfall kleiner bleibt als die Spannung, die erforderlich wäre, um längs der Elektrode eine lokale Bo.genentla- dung einzuleiten, und überdies ein leitendes Organ in unmittelbarer Nähe der genannten Elektrode vorgesehen ist,
das wenigstens an genähert die gjeiehe Länge wie diese Röhre selbst aufweist und das dazu bestimmt ist-, durch Erhöhen der Feldstärke in der rm,--e- bung der Elektrode die Zündung der Röhre zu erleichtern.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er- findLing sind in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen: Fig. <B>1</B> das Schema einer labormässigen Schaltung einer EntladungsvorrieUtung, Fig. 2 eine --raphisehe Darstellun-g, aus der die Zündspannungen ersichtlich sind, die für verschiedene Werte des Vorheizstromes für die Kathode von FluoreszenzIampen unter ver schiedenen Arbeitsbedin-ungen erforderlich sind,
Fig. <B>3</B> eine Kathodenanordnun,-" Fig. 3a einen Schnitt durch einen Teil der Helzwendel in vergrössertem Massstab, Fi-. 4 das vereinfachte Sehaltsehema für <B>Zn</B> ein Paar von Fluoreszenzlampen, Fig.,5, <B>6, 7</B> und<B>8</B> eine weitere Entladungs- vorriehtung mit ihrer Betriebssehaltun,- sowie einiger Einzelheiten, den Kathodenaufbau be treffend.
Der naehfol-ende Teil der Besehreibum, ist in die vier Hauptabsehnitte unterteilt: <B>1.</B> Grundlegende Faktoren und Prinzipien. 2. Die Ausbildung der Röhren.
<B>3.</B> Aufbau der neuen Elektroden.
4. Lebensdauer der Röhre und allgemeine Betrachtungen.
<B><I>1.</I></B> Grundlegeitde <I>Faktoren und</I> Prinzipicii. Die in F!g.1 dargestellte Vorriehtung <B>1</B> ist eine Fluoreszenzlampe der gegenwärtig gebräueliliehen Art. Sie weist einen rohrför- nii-en Glaskolben 2 auf, der ein Edelgas, wie zum Beispiel Argon, unter einem Druck von einigen -Millimetern zusammen mit einer klei nen Menge Queeksilber, die als Tropfen<B>3</B> einge7eiehnet ist, enthält.
Der Quecksilber vorrat kann diejenige Menge Quecksilber, die während des Betriebes der Lampe verdampft ist, übersteigen, so dass der Queeksilberdampf- driiek <B>je</B> naeh der Umgebungstemperatur zwi- sehen 12 -Lind 20,11 sehwanken kann.
An jedem Ende der Röhre 2 ist je eine heizbare Elek trode eingesehmolzen. Diese Elektroden kön nen aus einer Drahtwieklung aus mit einem Uberzu.- von Erdalkalimetalloxyden, wie zum Beispiel Bariumoxyd und Strontiumoxyd, aktiviertem Wolframdraht, bestehen.
Bei den .,(, Im iiiieliliehen Röhren ist die Innenseite der Glasröhre<B>29</B> mit einem fluoreszierenden Pulver überzogen, das die durch die Entla- (Iiing in der Queel-,silberatmosphäre erzeugte Ultraviolettstrahlung in sichtbares Licht um wandelt.
Zur Messung der Lampenkennzah len, die in Fio,.) graphiseh dargestellt sind, ist die Vorriehtun--- <B>1</B> an eine -Start- und Be- triebssehaltun--a (Fig. <B>1)</B> angeschlossen, die Transformatoren<B>5, 6</B> und <B>7</B> aufweist, die je mit einer Priinärwieklun,- ausgerüstet sind, die vom -Netz gespeist werden.
Der 'flauipt- (#nfladungskreis enthält die angezapfte Sekun- (1:.irwiekliiii(r <B>9</B> des Transformators<B>5,</B> die in erie mit einer Ballast-Drosselspale <B>1:0</B> an die B51irc#iielel#troden geschaltet ist. Den Elektro- (len 4-4' können von den Sekund-Urwieklan- o#('n <B>11-111</B> des Transformators<B>6</B> versebie- dene Vorheizströme zugeführt werden.
Es ist ferner ein längliches Leiterelement 12 vor- gesehen, das sich in geringem Abstand von der Röhre über ihre ganze Länge erstreckt Lind dem mittels der Seki-mdärwieldiing <B>13</B> des Transformators<B>7</B> versehiedene Potential werte verliehen werden können.
In Fig. 2 ist die Zündspannung als Funk tion des Kathodenheizstromes für versehie- dene Betriebsbedingungen angegeben. Diese Kurven beruhen auf Werten, die bei der Prü fung einer grossen Zahl von 40-Watt-Fluores- zenzlampen erhalten wurden.
Die Kurve 20 bezieht sieh auf die Zünd- spannungscharakteristik der Vorriehtang <B>1</B> bei Abwesenheit des kapazitiven Elementes 12. Wird den Elektroden kein Heizstrom züi- geführt <B>-</B> ein Zustand, der auf der graphi schen Darstellung der Abszisse<B>Null</B> ent spricht<B>-,</B> so beträgt die Zündspannung etwa 380 Volt. Bei Erhöhung des Elektroden- vorheizstromes bis auf etwa<B>0,6</B> Ampere sinkt die ZündspannLing nur geringfü.-ig ab.
Von <B>0,6</B> bis<B>0,65</B> Ampere nähert sieh der Span nungsabfall über den Enden beider Elektro den dem Ionisationspotential des Quecksilber dampfes. In dieser Zone fällt die erforderliche Zündspannung sehr rasch. In diesem Bereich ist die Spannung grösser als das Ionisations- potential des Queeksilbers, welches 10,4 Volt beträgt, so dass über den Enden der Elektro den lokale Bogenentladungen auftreten. Un ter einer lokalen Entladung ist eine Entla dung an einer einzelnen Elektrode über deren Enden zu verstehen, nicht aber eine Entla dung zwischen zwei Elektroden.
Jede weitere Erhöhung des Elektrodenvorheizstromes über diesen Bereich hinaus bewirkt nur eine ge- rin"-fügige weitere Abnahme der Zündspan nung.
Die Kurve 21 bezieht sieh auf die Zün(1- spannungseharakteristik für den Fall, dass das kapazitive Element 12 die Form eines schmalen leitenden Bandes aufweist, das auf dem Röhrenkolben aufliegt oder an diesem befestigt ist und weder an eine Spannungs quelle angesehlossen noch geerdet ist. Dieser Streifen kann aus einem Silberbelag oder aus aufgestrichenem kolloidalem Graphit be stehen. Die Zündspannung beträgt nun, wenn kein Vorlieizstrom, fliesst, etwa<B>265</B> Volt. Mit steigendem Vorheizstrom fällt die Anlauf spannung langsam.
Zwischen 0,2 und<B>0,3</B> Am pere ist jedoch ein verhältnismässig rasches Fallen der Zündspannung zu beobachten. Diesem Bereich entsprechen Temperaturen von etwa<B>5000 C.</B> Jenseits dieses Bereiches ist die Grösse der Abnahme der Zündspannung viel kleiner. Ein rasches Absinken erfolgl auch bei höheren Vorheizströmen nicht mehr, selbst wenn diese bis zu einem Wert erhöht werden, bei welchem lokale Entladungen auf- zutreten beginnen.
Die Kurven 22 bis 246 beziehen sieh auf die Zündspannungscharakteristik für ähnliche Lampen, bei welchen das kapazitive Element 12 verschiedene Ausführungsformen auf weist. Die Kurve 22 bezieht sich auf den Fall, in welehem das Element<B>102</B> ein Streif en ist, das heisst ein schmales leitendes Band, das sieh über die ganze Länge der Röhre er streckt und geerdet ist. Im Bereich des Ka- thodenvorheizstromes von 0,2 bis<B>0,3</B> Ampere fällt die Zündspannung erheblich stärker als im Fall, in welchem der Streifen weder an eine Spannungsquelle angeschlossen noch ge erdet ist.
Die Kurve<B>20</B> bezieht sieh auf die Zündspannungscharakteristik für den Fall, dass das kapazitive Element 12. einfach aus einer geerdeten metallischen Haltevorriehtung besteht, wie sie beispielsweise in der Praxis zum Befestigen der Endfassungen der Röhre verwendet wird.
Bezüglich der Kurve<B>20</B> ist einschränkend zu bemerken, dass sie nur dann gilt, wenn die Röhrenoberfläche vollkommen trocken ist, was sieh am einfachsten durch Aufbringen eines hydrophoben Überzuges auf der Röhre erreichen lässt, welcher die Bildung eines Feuchtigkeitsfilms verhindert. Die Kurve 24, die sich auf die Zündspannungs- charakteristik bei Verwendung eines geerde ten leitenden Überzuges bezieht, zeigt eine wei tere leichte Abnahme der Zündspannung.
Der in diesem Fall verwendete leitende Überzug kann aus einem durchsichtigen Überzug aus Stannoehlorid bestehen, der auf die Lampen hülle aufgespritzt und gebrannt werden kann. Die Kurve<B>2,5</B> bezieht sich auf die Zündspan- nungscharakteristik für den Fall, dass der lei tende Überzug sieh an der Innenseite der Glashülle der Röhre befindet. Auch in diesem Fall kann der Überzug aus Stannoehlorid be stehen. Die Kurve<B>26</B> bezieht sieh auf die Zündspannungseharakteristik für den Fall, dass an einen auf der Aussenseite der Röhre vorgesehenen leitenden Überzug eine Span nung von etwa<B>3,00</B> Volt angelegt wird..
Durch Interpretation der in Fig. 2 gezeig ten Zündspannungseharakteristiken gelangt man zurnSchluss, dass alle Starthilfsmittel, die sich über die ganze Länge der Röhre erstrek- ken, grundsätzlich in gleicher Weise wirken. Ihre Wirksamkeit als zündspannuingsverrin- gerndes Organ hängt von drei Faktoren ab. Erstens lösen sie ein Glimmen bei verhält nismässig kleinen Spannungen aus, indem sie in der Nähe der Elektroden eine Erhöhung der Feldstärke bewirken.
Zweitens bewirken sie, dass dieses Glimmen sich über die ganze Länge der Lampe ausbreitet, und zwar in folge der Steigerung des !Spannungsgradien ten, und im 'Fall einer Queeksilberlampe, die zur Erleichterung des Zündens Argon enthält, zusätzlich infolge Photolonisation. Drittens erleichtern sie den Übergang zum normalen Betrieb, der durch eine Bogenentladung im Quecksilberdampf gekennzeichnet ist, indeni sie der Glimmentladung genügend Strom lie fert,
so dass infolge Addition zu dem den Elektroden durch den Hauptstromkreis direkt zugeführten Strom die Glimmentladun.-1- aus ihrer anfänglich positiven Volt-Ampere-Cha- rakteristik in eine negative Charakteristik übergeht.
Es ist zu beachten, dass alle Startbilfs- mittel, die in Fig. 2 erfasst sind, die Zünd- spannungseharakteristik in grundsätzlich glei cher Weise modifizieren. Ihre bemerkenswer teste Wirkung besteht darin, den Bereich des steilen Absinkens der Zündspannung nach links zu verschieben, das heisst nach einem Punkt mit kleinerem Vorheizstrom.
Dieses Phänomen kann theoretisch wie folgt gedeutet werden: Bei den besonderen Elektroden, mit welchen die bei diesen Ver suchen verwendeten Lampen ausgerüstet waren, entspricht ein Vorheizstrom von 0,13 Anipere einer Elektrodentemperatur von etwa<B>5000 C.</B> Diese Kathoden waren mit Erd- alkalinietalloxyden, wie zum Beispiel Barium- oxyd tind Strontilimoxyd, aktiviert, die bei dieser Temperatur eine erhebliche thermische Emission bei stark vermindertem Kathoden fall erzielen lassen.
Der Kathodenfall kann beispielsweise auf<B>25</B> bis<B>30,</B> Volt reduziert sein, gegenüber<B>100</B> bis<B>150</B> Volt bei Raum- teniperatur. Falls die Lampen mit einem sieh über die ganze Röhrenlänge erstreckenden Starthilfsmittel versehen sind, ist der Poten tialgradient in -unmittelbarer Nähe der Elek troden derart erhöht, dass er bei Eintreten einer merklichen thermisehen Emission ge nügt, um die Elektronen aus der Nähe der Elektrode wegzLiziehen, wodurch eine schwache Gliinmentladung zustande kommt.
Bei Fehlen eines Starthilfsmittels ist hingegen der Po- lentialgradient in -unmittelbarer Nähe der Elektronen nicht genügend gross, -um die Elek tronen davon wegzuziehen, so dass eine Glimm- entladung nur dann eintreten kann, wenn die zwischen entgegengesetzten Elektroden der Röhre angelegte Spannung auf einen sehr hohen Wert erhöht wird.
Es wÜrde dies dem Fall einer kein Starthilfsmittel aufweisen- den Sofortstartlampe entsprechen, für welche die erforderliche Zündspannung bei einem Vorheizstrom von<B>0,3</B> Ampere etwa<B>370</B> Volt betAI-t. Bei einer kein Starthilfsmittel auf weisenden Lampe erfolgt die erste ins Gewicht fallende Verminderung der Zündspannung bei viel, höheren Werten des Elektrodenvor- lieizstromes, und zwar bei Werten, die über den Enden einer Elektrode einen Spannungs abfall erzeugen,
der gleich dem oder grösser als das Ionisationspotential des Quecksilbers, nämlich 1.0,4 Volt, ist. Wenn ein solcher Vor- lleizstrom-wert erreicht ist, so erfolgt eine lo kale Bogenentladung über den Enden der einzelnen Elektroden, worauf sieh diese lokale Entladun- bei Anlegen einer erheblich gerin- -eren Zündspannting durch die ganze Länge der Plöhre ausbreiten kann.
Die Kurven der Fig. 2 lassen folgende grundlegende Beziehungen zwischen den ver- schiedenen die Zündspaiinungscharakteristiken beeinflussenden Faktoren erkennen -. Die Ver minderung der Zündspannung, die mittels eines Elektrod-##nvorhei.zstromes erzielt werden kann, der genügt, um über den Elektroden- enden lokale Bogenentladungen hervorzi-irit- feil, kann auch durch Vorheizen der Elek troden auf. eine Temperatur,
die bloss für die Erzeugung einer merklichen tliermischen Emission ohne lokale Entladungen genügt und durch zusätzliche Verwendung gewisser Hilfsmittel zur Steigerung des Potentialgra dienten in unmittelbarer Nähe der Elektroden erzielt werden. <B><I>29.</I></B> Die Ausbildung der Röhren.
Eine Zeitstartlampe ist gewöhnlich mit einer Kathode einfacher Art ausgerüstet, die aus einem gewendelten Wolframdraht besteht, der mit die Elektronenemission erhöhenden Substanzen überzogen ist. Zum Betrieb sol cher Lampen wird der den -Elektroden zuge führte Vorheizstrom während des normalen Betriebes unterbrochen. Es wurden somit keine Anstrengungen gemacht, um die spezi fische Wärme der Elektroden auf einem ge ringen Wert zu halten.
Bei den Sofortstart- lampen bestehen die Kathoden im allgemeinen aus einer umwiekelten Wolframdralitwendel, auf deren Windungen zwecks Bildung einer überlagerten Wieklung ein feinerer Wolfram- dralit aufgewiekelt ist. Bei dieser Art von Kathoden richtet sich das Hauptaugenmerk darauf, eine grosse M.,enge aktivierendes Ma terial auf die Kathode aufzubringen. Die überlagerte Wieklung erleichtert das Fest halten dieses Materials.
Bei den neuen #Schnellstartlampen ist das Ausmass des Elektrodenzerfalles bei jedenk Start unbedeutend, da die Röhre zündet, nach dem die Kathodentemperatur die Elektronen- einissionstemperatur erreicht hat. Es ist des halb nicht nötig, die Kathode mit so grossen Mengen aktivierenden Materials zu versehen wie die Kathoden von Sofortstartlampen. Da nur ein kleiner Vorheizstrom erforderlich ist, kann darauf verzichtet werden, denselben während des normalen Betriebes abzuschalten.
Es ist einleuchtend, dass dies bei einer Zeit- startlampe nicht zweckmässig wäre, da die während des Betriebes in den Elektroden ver brauchte Leistung viel zu gross wäre.
Eine Art von Elektroden, die sich als be sonders geeignet erwiesen hat, ist in Fig. <B>3</B> mit der dazugehörigen -Halterung<B>30</B> darge stellt. Die Halterung<B>30</B> weist einen mit einer Quetsehstelle <B>33</B> versehenen Glasfuss<B>31</B> auf, durch welchen ein Paar Durehführungsdrähte 32-2 durchgeführt sind. Die Kathode 34, die von den Durehführungsdrähten <B>32-32'</B> getragen wird, weist einen doppelt gewen- delten Draht<B>35</B> mit drei Hauptwindungen auf, um den als Kern eine weitere Wendel<B>36</B> gewunden ist (Fig. 3a,).
Der Runddraht<B>35</B> besteht aus 'V,#'olfram mit einem Durchmesser von O#,O#6 mm und der Runddraht<B>3,6</B> aus Wolfram mit einem Durchmesser von mm. Die Herstellung der Kathode kann so erfolgen, dass man den Runddraht,<B>35</B> mit einem zusätzlichen Fülldraht aus Molyb- dän von<B>0,0,9</B> mm Durchmesser zu einem zu sammengesetzten Faden vereinigt, auf wel chen der Draht<B>3,6</B> aufgewiekelt wird, worauf das erhaltene gewickelte Gebilde auf einem Runddraht aus Molybdän von<B>0,25</B> mm mit 41 Windungen pro Zentimeter aufgewickeit wird,
um den Draht<B>35</B> zu wendeln. Diese 'Wendel wird ihrerseits auf einen Molybdän- rLinddraht von 0"65 mm mit 4 Windungen pro Zentimeter aufgewickelt. Nach dem Härten des Wolframs durch geeignete Wärmebehand lung und Entfernung aller Molybdändrähte durch Auflösen in Säure, werden<B>3</B> Windun gen für jede Kathode verwendet, wobei die beiden von den Hauptwieklungen abstehen den Enden der Wendel an den Trägerdrähten <B>32-32'</B> angesehweisst oder festgeklemmt wer den.
Die beispielsweise inFig. 4 dargestellten Röhren 40. und 40' enthalten<B>je</B> zwei solche Kathoden 34 und 3#41, welche vor dem Ein bauen in den Glaskolben mit einem geeigneten aktivierenden Material, wie züm Beispiel Strontiumearbonat und Bariumearbonat, über zogen werden.<B>'</B> Die Kathoden werden durch Durehleiten eines Heizstromes aktiviert, wor auf die Röhre evakuiert wird und dann eine kleine Menge Quecksilber und ein den Zünd- vorgang erleichterndes Gas, wie zum Beispiel Argon, eingebracht wird.
Da diese Röhren als Sehnellstartröhren verwendet werden sollen, müssen Mittel vor gesehen werden, die beim Start eine Steige rung des Potentialgradienten in unmittel barer Nähe der Elektroden ermöglichen. Wie bereits erwähnt, können diese zusätzlichen Mittel die Form eines leitenden Streifens auf der Hülle, eines leitenden Überzuges oder einer geerdeten Haltevorrielitung haben, wo bei in letzterem Falle die Röhrenoberfläelie mit einem hydrophoben Überzug zu verse hen ist.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung arbeiten die Röhren 40 und 40' in Verbin dung mit einer geerdeten, leitenden Haltevor- rielitung. Die Glaskolben sind mit einem was serabstossenden Film überzogen. Die hydro- phoben durchsichtigen Überzüge sind bei 41 und 41! durch gestriehelte Linien angedeutet. Die Röhren 40 und 4W werden durch den Naeheil- bzw. Voreilstromkreis eines Trans formators 42 mit hohem Blindwiderstand er regt.
Die Primärwieklung 43 dieses Trans formators ist an den Klemmen 44 und 44' eines Netzes angeschlossen. Die SekLindärwiek- lungen 45 und 4,6 sind mit dem einen Ende der Primärwicklung 430 verbunden. Die an dern Klemmen der Wieklungen 45 und 46 sind mit den Elektroden 34 bzw. 34-' der Lämpen 40 bzw. 40' verbunden-, während die andern Elektroden der Röhren gemeinsam mit der Niederspannungsseite der Primärwiek- lung 43 verbunden sind.
Ein Kondensator 47, dessen Reaktanz ungefähr gleich dem doppel ten Vert der Streureaktanz der Wieklung 46 ist, ist in Serie mit dieser Wieklung gesehal- tet, um die Lampe 40' mit einem voreilenden Phasenwinkel zu betreiben. Die Röhren sind in unmittelbarer Nähe einer metallischen Haltevorriehtung angeordnet, die der Einfach heit halber durch die reehteekige Metall platte 48 dargestellt ist.
In der -Praxis bildet diese Platte einfach die den Röhren zuge kehrte Platte der Haltevorriehtung. Mit den in der Industrie gewöhnlieh verwendeten Sockeln sind die Röhren in einem Abstand von etwa<B>1</B> ein von der Haltevorriehtung an geordnet. Die Kathoden 34 und 34' sind mit den Heizwieklungen 49 dauernd verbunden.
Die Anordnung, bei welcher die Heizwicklun- gen 49 mit der Naeheilwicklung 45 ver bunden sind, liefert einen Sieherheits- faktor für den Fall., dass eine Röhre mit kurzen geschlossenen Stiften, beispielsweise ein(, Sofortstartröhre, in den Sockel der Halte#-orriehtung eingesteckt wird. In die sem Fall würde die Röhre offensichtlich nicht zünden.
Hingegen würde der durch den Ballaststromkreis bzw. den Transformer ab fliessende Gesamtstrom den für die Einrieh- tun,-- zulässigen Strom nicht übersteigen, so (lass keine gefährliche übererhitzung statt finden würde.
Die in Fig. 4 gezeigten Röhren 40 und 40' sind 40-Watt-Niederdriiek-Fluoreszenzlampeii von einer Länge von 120 ein und einem Durehmesser von<B>3,8</B> cm. Die Röhren sind mit Kathoden der Art, wie sie im Zusammen# hang mit Fig. <B>3</B> beschrieben werden, versehen, wobei als Startgasfüllung Argon mit einem Druek von etwa 3mm verwendet wird und die Röhren die übliche geringe Menge an Quecksilber enthalten.
Die hydrophobe Schicht auf den Röhren besteht aus einem Siloxan- material und wurde durch Hydrolyse von ehloriertem 3vIetli.ylsilan erhalten. Sie lässt sich dadureh herstellen, dass die Röhren während einiger Minuten dem Dampf von chlorierte-m. ',#lethvlsilan in einer geeigneten Kammer bei einem relativen Feuchtigkeitsgrad von<B>50</B> 1/o ausgesetzt werden.
Zür Inbetriebnahme, der #Sehnellstartlampe ist eine Leerlaufspannung von 220 Volt er- forderlieh. Die 1-.IeizwiekILingen 49 liefern eine Spannung von<B>3,5</B> Volt, so dass ein Heizstrom von<B>038</B> Ampere durch die Elektroden fliesst. Somit beträgt der Energieverbrauch in den Elektroden während des normalen Betriebes ungefähr<B>11/3</B> Watt pro Elektrode.
Bei einer Kathode der beschriebenen Art verursacht dieser Strom eine Erhöhung der Elektroden- temperatur von Zimmertemperatar auf etwa <B>5500 C</B> in einem Zeitintervall von etwas we- niger als 1/2 Sekunde, wobei die Röhre ziin- det. Der Energieverbrauch, in den Elektroden führt die 'Temperatur bis auf etwa<B>9000,C,</B> bei der Gleiehgewiellt erreicht wird und der Hitzeverlast seitens der Elektroden durch #Strahlung dem zugeführten Wert gleich ist.
Da der Energieverbrauch in den Elektro den dermassen klein ist, nämlich weniger als 2 Watt pro Elektrode, so kann der Heizstrom auch während des normalen Betriebes auf- reehterhalten werden. Der dadurch entste hende Leistungsverlust in den Lampen be trägt ungefähr<B>7</B> 1/9 der Röhrennennleistung.
Ein Teil des genannten 7prozentigen Ver lustes ist jedoch nur scheinbar, da tatsäch- lieh lediglich etwa die Hälfte dieses Prozent satzes verlorengeht. Dies lässt sich dadurch erklären, dass durch das kontinuierliche Er hitzen der Kathode durch den sogenannten Vorheizstrom der Kathodenfall vermindert wird, so dass die Lampe bei gleichem Entlade- strom mit einem geringeren Energieverbrauch im Lichtbogen arbeitet.
Überdies kann durch zweckdienliches Anschliessen der Verbindun gen zwischen Elektroden und Heizwicklungen der Entladestrom dazu geführt werden, den Heizstrom der Elektrode teilweise zu neutrali sieren; doch wird diese Wirkung<B>je</B> nach der verschobenen Lage der Kathodenansatzstelle während der Lebensdauer der Röhre sehwan- ken.
Der Stromkreis von Fig. 4 beispielsweise, welcher ein Paar Schnellstartlampen von 40 'Watt speist, konsumierte insgesamt <B>10,0</B> Watt bei einer normalen Lichtleistung. Diese Leistung umfasst auch die Ballast- bzw. Transformator#,erluste sowie die Liehtbogen- leistung zuzüglich der Verluste, die beim Er hitzen der Elektrode auftreten.
Nach dem Unterbrechen der einen Seite eines jeden Ka- thodenaufheizstromkreises und Wiedereinstel len der verketteten Spannung zwecks Errei- ehung der gleichen Lichtleistung, wie sie vor her gemessen wurde, beträgt der gesamte Verbrauch des Stromkreises<B>98</B> Watt. Dieser Wert schliesst nun die gleichen Ballast- und TransformatorverIListe ein zuzüglich der Lei stung des Lichtbogens.
Die Differenz von <B><U>9</U></B> Watt, die sieh in beiden nIlen ergibt, muss als zusätzlicher Verlust bewertet werden, wel- eher durch den dauernd fliessenden Elektro- denheizstroni entsteht Lind der somit 1/2 Watt pro Elektrode beträgt. Der tatsächliche Ver lust beträgt somit, nur<B>'2,5</B> % der Röhren nennleistung.
Die #Sehnellstartlampen werden allgemein mit Kathoden versehen, welche auf eine Tem peratur erhitzt werden können, bei welcher thermische Emission stattfindet, das heisst auf eine Temperatur z-wisehen <B>500</B> und<B>9000<I>C.</I></B> Die hierfür erforderliche Heizleistung beträgt weniger als 20 1/o der eigentlichen Röhren- nennleist Ling pro<B>30</B> ein Röhrenlänge für jede Elektrode.
Zu Vergleiehszweeken sei ange- geben -, (lass die derzeitigen handelsüblichen Zeitstariflampen im allgemeinen eine vor- erhitzende Leistung benötigen sollen, welehe <B>50</B> 11/o oder mehr der Röhrenleistung pro<B>30</B> cm gleichkommt, uni lokale Entladtingen über den Elektroden zu erzeugen.
Die folgende Tabelle zeigt die ungefüh- ren Leistungen, die zum Vorwärinen der Elek trode nötig sind, und zwar für verschiedene Grössen von bis anhin im Handel erhältlichen Zeitstartlanipen, wobei zuerst die Werte an gegeben sind, die zur Erzeugung lokaler Ent ladungen über den Elektroden erforderlich sind, und ferner Werte, die zur Erreiehung einer beachtenswerten thermisehen Emission benötigt werden.
EMI0008.0032
Zeitstartlampen <SEP> Sehnellstartlampen
<tb> Leistung <SEP> für <SEP> die <SEP> Leistung <SEP> für <SEP> die <SEP> Leistung <SEP> für <SEP> die
<tb> Nennwert <SEP> Erzeugung <SEP> lokali- <SEP> Erzeugung <SEP> ther- <SEP> Erzeugung <SEP> ther der <SEP> Röhren- <SEP> Länge <SEP> der <SEP> Watt <SEP> sierter <SEP> Entladung <SEP> mischer <SEP> Emission <SEP> mischer <SEP> Emission
<tb> leistung <SEP> Röhre <SEP> <B>je <SEP> 30 <SEP> cm <SEP> %</B> <SEP> der <SEP> <B>%</B> <SEP> der <SEP> <B>%</B> <SEP> der
<tb> Watt <SEP> Watt <SEP> Watt <SEP> Watt <SEP> Watt <SEP> Watt
<tb> <B>je <SEP> 30 <SEP> cm <SEP> je <SEP> 30 <SEP> cm <SEP> je <SEP> 30 <SEP> cm</B>
<tb> <B>1,l#</B>
<tb> 20 <SEP> <B>60</B> <SEP> cm <SEP> <B>110 <SEP> 5,1 <SEP> 51 <SEP> %</B> <SEP> 2,45 <SEP> 2511/o <SEP> <B>1)
<SEP> <I>13 <SEP> 070</I></B>
<tb> 40 <SEP> <B><I>120</I></B><I> <SEP> ein</I> <SEP> 10 <SEP> #6,4 <SEP> 641/o <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 281/a <SEP> <B>1,3 <SEP> 1,3</B> <SEP> 11/o
<tb> <B>9,3 <SEP> 150</B> <SEP> ein <SEP> <B>17 <SEP> 15,8 <SEP> 9211/0 <SEP> 7,7</B> <SEP> 45 <SEP> 11/o <SEP> <B>3,0 <SEP> 18 <SEP> %</B>
<tb> <B>100 <SEP> 150</B> <SEP> ein <SEP> 20 <SEP> <B>15,8</B> <SEP> 791)/o <SEP> <B>7,7 <SEP> 3,0, <SEP> 111/0 <SEP> U <SEP> 1..) <SEP> 'VO</B> Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich,
dass die züm Vonvärmen und zur Erzeugung einer therinisehen Emission erforderlichen Leistun gen bei den beschriebenen #Sehnellstartlampen stets -weniger als 20 1/o der Röhrennennleistun <B>g</B> pro<B>30</B> cm betragen, wobei eine niedrige Start leistung und eine lange Lebensdauer bei blei benden hohen Lumenwerten pro Watt erreicht wird.
Im Gegensatz hierzu erfordern die auf <B>Z,</B> dem --Jarkt befindliehen Zeitstartlampen mehr als 20 1/o Leistung, wobei eine geringere Le bensdauer Lind Leuehtkraft ihnen eigen ist. Im. allgemeinen gilt der Wert von 20 1/o als Maxinialwert, der während des Normalbetrie bes toleriert werden kann.
Die für die Er- einer thermischen Emission benötig ten Leistungen, wie sie in der obigen Tabelle angegeben sind, sind jene, die für das Er- zielen eines raschen Spannungsabfalles benö tigt werden, wie dies dureh die Kurven 22 bis<B>296</B> der Fi-.'-) erläutert wird, und zwar <B>C</B> innerhalb der Zeitgrenzen, welche in jenem Zusammenhang erwähnt wurden, nämlich z# etwa 1/2 Sekunde. <B><I>3.</I></B> #lyfbai#, <I>der Elektrode.</I>
Es wurde fest-estellt, dass man den ver- sehiedenarti,Yen Anforderun-en, die an eine Kathode während des Startens einerseits und während des Normalbetriebes anderseits o-e- stellt werden, dadurch gerecht werden kann, dass man einen Teil der Kathode speziell für einen minimalen Leistungsverbraueh im Start stadium. und einen andern Teil insbesondere dazu bestimmt, während des Betriebes den Entladestrom aufzunehmen.
In der in Fig. a,<B>1</B> und 4 dargestellten An- ordnun- können die seitlich von den Haupt- kn windungen liegenden, verhältnismässig langen ,geraden Sehenkelstüeke derWendel den'Teil der Kathode darstellen, der beim normalen Betrieb hauptsächlich wirksam ist, wogegen der Teil mit den Hauptwindungen vor allem für den Zündvorg.ang bestimmt ist.
Da die Windun- ,gen der Wendel im wesentlichen gleichförmig über Hauptwindungen und Schenkel verteilt sind, ist die Wärme, die durch den'Strom pro Längeneinheit der Wendel erzeugt wird, über die ganze Wendel angenähert gleich.
Doch da in den Hauptwindungen diese -Teile der W endel züm Beispiel ineinanderliegen und weniger Wärme abstrahlen können, erwärmt sieh dieser Teil schneller und erreicht eine höhere Temperatur als die iSehenkelteile. Dem entsprechend setzt der Liehtbogen zuerst an den Hauptwindungen an, die zuerst eine die Elektronenemission einleitende -Temperatur erreiehen. Darnach läuft der Liehtbogen in Richtung der Schenkel,<B>-</B> die mit einer genü genden Menge elektronenemittierenden Mate rials versehen sind und stabilisiert sieh an einem Punkt nahe bei dem stromführenden Zuleitungsdraht.
Diese Wirkung tritt von selbst ein, da der durch den Entladestrom <U>längs</U> der Wendel entstehende Spannungs abfall bewirkt, dass der Bogen zu einem Punkt niedrigeren Potentials wandert und dieser Punkt offenbar an einer Stelle möglichst nahe bei dem Zuleitungsdraht liegt.
In Fig. <B>5</B> ist eine weitere nach diesen iGe- siehtspunkten gebaute Kathode dargestellt. Diese Kathode Lind ihre Herstellung sind im folgenden ausführlieh beschrieben.
Die Fig. <B>6</B> und<B>7</B> erläutern die Anfangs- stafen der Herstellung der in Fig. <B>5</B> gezeigten Kathode. Die erste Stufe besteht in der Her stellung eines mehrteiligen Dorns<B>51</B> aus zwei Drähten<B>52</B> und<B>53,</B> die sich längs einer Mantellinie berührend nebeneinander ange ordnet werden. Der Draht<B>52</B> besteht aus Wolframdraht von<B>0,037</B> mm Durchmesser, während der Draht<B>53</B> aus Molybdändraht von <B>0,25</B> mm Durchmesser besteht.
Auf diesen mehrteiligen Dorn werden drei parallele Drähte '54 aus Woliramdraht von 0,031 mm aufgewiekelt, so dass ovale Windungen gebil det werden. Die Drähte<B>5,2</B> und<B>:53</B> bestehen aus verschiedenen Metallen, so dass das eine durch ein Reagens, welches zum Auflösen und Entfernen des andern verwendet werden kann, nicht angegriffen wird.
Der mit den Wicklungen versehene mehr teilige Dorn<B>51</B> wird schraubenlinienförmig zu einer Wendel 55 gewickelt, beispielsweise auf einen Stahldorn von 1,12 mm Durchmes ser, der nachträglich herausgezogen wird. Der Molybdändraht <B>53</B> des hiehrteiligen. Dorns<B>51</B> kann hierauf entfernt werden, indem die Wendel in ein Gemisch von Salpetersäure und Schwefelsäure gelegt wird.
Dieses Gemisch greift das Molybdän, jedoch nicht das Wolf ram an, so dass schliesslich die Wendel<B>55</B> zurückbleibt, deren Hauptwindungen durch den Wolframdraht j52 gebildet werden, um welchen die drei parallelen Wolframfäden 54 in Form loser, überlagerter Windungen ge wickelt sind. Die Wendel<B>55</B> kann nun auf einem Paar von Zuführungsdrähten<B>56 ----</B> 561 befestigt wer den, die ihrerseits auf einem geeigneten Quetschfuss befestigt sind, um das Kathoden gebilde<B>50</B> zu bilden.
Während der Röhren fabrikation wird die Wendel<B>55</B> mit aktivie renden Materialien, wie zum Beispiel Barium- earbonat und Strontiumearbonat, die nach träglich nach den üblichen Metlioden in ihre Oxyde umgewandelt werden, überzogen. Die aktivierenden Materialien überziehen sowohl den Hauptdraht<B>52</B> als auch die doppelt ge- wendelten Drähte 54. Die Zersetzung der Kar bonate in die Oxyde zur Aktivierung der Ka thode kann so herbeigeführt werden, dass an die Zuführungsdrähte<B>56-5:6'</B> eine geeignete Spannung angelegt wird.
Da der Widerstand des aus dem Draht<B>52</B> bestehenden Heizteils kleiner als derjenige der überlagerten Fäden ist, wird ein grösserer Strom durch den Hauptleiter<B>52</B> fliessen. Da jedoch der Heiz oder Hauptdraht<B>52</B> vernünftig nahe an den überlagerten Drähten vorbeigeht, wird ein Teil seiner Wärme auf das auf der Doppel- wendel 54 aufgetragene, aktivierende Material übertragen.
An Stelle der drei doppelt gewendelten Drähte 54 kann auch nur ein einziger von grösserem Durchmesser oder ein-flaeher Band- dralit verwendet werden. Bei Verwendung eines Drahtes mit grösserem Durchmesser ist jedoch die Oberfläche, die zum Tragen von aktiviertem Material bei Windungen eines gegebenen Durchmessers zur Verfügung steht, kleiner. Banddraht ist teurer und hat das Be streben, sieh in der automatischen masehine zu verdrehen. Es ist deshalb zweek- mässiger, eine grössere Anzahl paralleler Fä den aus Runddraht zu verwenden.
Die doppelt gewendelten Drähte der in Fig. <B>5</B> dargestellten Kathode, sollen sieh mir langsam aufheizen. Sobald sie aufgeheizt sind, müssen sie jedoch den Hauptanteil des Ent- ladestromes führen. Die vorliegende Kathode besitzt somit eine relativ grosse Stromleit fähigkeit infolge des Vorhandenseins von drei Drähten.
Die vorliegende Kathode zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die überlager ten Wieklungen sehr grosse Windungsdureh- messer aufweisen, so dass sie sehr lose auf den innern oder Hauptdraht passen.
Die über lagerten Wieklungen sind so lose -um den Hauptdraht gewickelt, dass sie das Bestreben haben, sieh zu losen Bündeln zu vereinigen, <B>je</B> nach der Anzahl von gleichzeitig auf den Dorn aufgebrachten Fäden, zum Beispiel drei im Fall der Fig. <B>5.</B> Die Verwendung eines grossen Windungsdurchmessers hat zür Folge, dass der grösste Teil der Wicklungen vom Hauptdraht relativ entfernt ist.
Diese Merk male sind für die hier beschriebene Kathode wesentlich und ermöglichen die Erhöhung der Temperatur des Hauptdrahtes mittels eines sehr viel kleineren, durch diesen Draht flie ssenden Stromes, ohne dass gleielizeitig die Temperatur der doppelt gewendelten Drähte 54 im gleichen Ausmass erhöht würde.
In Fig. <B>8</B> ist die Schaltung einer Fluores- zenzlampe <B>60</B> gezeigt, die mit der besehrie- benen Kathode ausgerüstet ist. Die Röhre<B>60</B> enthält ein Edelgas, wie zum Beispiel Argon, unter einem #Dr-Liek von einigen Millimetern zusammen mit der üblichen kleinen Menge Quecksilber. An entgegengesetzten Enden des Kolbens ist ein Paar der in Fig. <B>5</B> 'gezeigten Kathoden<B>50</B> und<B>50'</B> einglesehmolzen.
Die Entladungsbahn der Röhre befindet sieh in einem Stromkreis 61-61', der an die Ausgangsklemmen eines Reaktanztransfornia- tors mit hoher Streuun-- -l-esehaltet ist.
Der Transformator weist eine Primiqrwiehliin,-, <B>63</B> auf, die dazu bestimmt ist, mit den Kleinniell 64-64' an eine W eehselstromquelle, wie zum Beispiel das gewöhnliche Stromversorgungs- netz mit 220 Volt und<B>50</B> Perioden, ange schlossen züi werden. In den Aus-an- des als <B>C</B> zn Spartransformer ausgebildeten Transforma tors sind die Elektroden<B>50</B> und<B>50'</B> ange schlossen.
Ein Paar Niederspannungssekun- därwiekluii-eii <B>G6</B> und <B>6:6'</B> liefern den Heiz strom für die Kathoden<B>50</B> und<B>50'.</B>
Längs der' Aussenseite des Glaskolbens ist eine Hilfsstartvorriehtung in Form eines Streifens<B>67</B> an-eordnet, der ein dünner Me tallstreifen, beispielsweise aus Aluminium, oder ein leitender C-berzug auf dem Glas sein kann, wie dies bereits beschrieben wurde. Bei dieser besonderen Schaltung ist der Strei <B>f</B> en<B>67,</B> in Serie mit einem Begrenzunaswider- stand <B>08</B> geschaltet, an eine Klemme einer Hilfswieklan- <B>6,9</B> angeschlossen.
Die andere Klemme der Hilfswieklung ist mit dern andern Ende (ler Hauptwieklun,- verbunden.
Der Transformer #62 ist so bemessen, dass die Wieklunren <B>66</B> und<B>66'</B> die Kathoden mit gerade genügend Strom. versorgen, um deren Ilauptdraht 5-,2, das heisst das Heizelement in den Kathoden, auf eine Temperatur von<B>550</B> bis<B>9000</B> C zu erhitzen. Der den Kathoden zugeführte Strom genügt, jedoch weder zur Erzeugung lokaler Entladungen in der Lampe noch zur ErzeugLing von genügend Wärme, um die Drähte 54 auf die normale elektronen emittierende Temperatur zu bringen.
Der Hauptleiter der Kathoden wird gerade gen11- gend erhitzt, um das in unmittelbarer Berüh rung mit diesem befintIliehe aktivierte Mate rial Elektronen emittieren züi lassen.
Die Starthilfsvorriehtuna wird zur Ver stärkung des Potentialgradienten in Linmittel- barer Nähe der Elektroden angeordnet. Da durch wird die Erhöhung der erforderlichen Zündspannung infolge der niedrigeren Elek- trodentemperatur kompensiert. Somit wird unter 3litwirkung des an den Streifen<B>67</B> an-. gelegten Potentials in der Röhre zwischen den Hauptdrähten der Kathoden, das heisst zwi- sehen dem innern Draht, 52 der beiden Elek troden, eine Entladung ausgelöst.
Um zum innern Draht zu gelangen, muss die Entla dung, durch die Windungen der Doppelwendel hindurchgehen, wobei dieselbe erhitzt wird und allmählich die Elektronenemissionstem- peratur erreicht.
Wenn diese Temperatur er reicht, ist, wobei die Bogenlänge in der Röhre zwischen den äussern Drähten kleiner ist als die Bogenlänge zwischen den innern oder Hauptdrähten der Kathoden, springt der Bogen vom Hauptdralit auf die äussern Drähte und erzeugt einen Brennfleck. Hierauf dient das aktivierte Material auf der Über- lagerungswieklung als Hauptquelle der Elek tronen zur Aufreehterhaltung der Bogen- entladun';
y. Nachdem die Bogenentladung ein- m n gesetzt hat, erzeugt der durch die Streureak- tanz der Sekundärwieklung fliessende Entla dungsstrom einen Spannungsabfall, der die an der Lampe liegende Spannung vermindert und deren negativer Widerstandscharakte ristik entgegenwirkt.
3Iit dieser Art von Kathoden ist es noch weniger notwendig, den Heizstrom während des normalen Betriebes abzuschalten, als bei der in Fig. 4 gezeigten Entladungsvorrich tung. Bei einer mit diesen Kathoden ausge rüsteten Lampe wurde festgestellt, dass der Wattverbraueh für das Erhitzen des Haupt- dralites <B>512</B> der Kathoden kleiner als<B>1</B> Watt ist und praktisch vollständig vernachlässigt wer-den kann.
Wenn es die verwendete Schal tung, erlaabt, kann es jedoch vorteilhaft sein, den Heizstrom durch die Kathoden im Ver hältnis von Zündspannung zur Röhrenbrenn- spannung zu reduzieren.
So ist es beispiels weise bei den gewöhnlichen Niederspannungs- fluoreszen71ampen, beispielsweise den<B>15-</B> und 20-Watt-Lampell, für welche eine einfache Serieninduktivität als Ballastimpedanz ver- wendet wird, natürlich zweckmässig, die Pri märwicklung des Elektrodenheiztransformers mit der Lampenseite der Serieninduktivität statt mit der Versorgungsleitung zu verbin den.
Bei einer solchen Schaltung ist es mög- lieh, eine Reduktion der Heizenergie oder des -#Vattverbrauehs in einem Verhältnis von etwa 2 zu<B>1</B> zu erzielen, so dass der Wattverlust im Betrieb kleiner als 1/2 NY att pro Kathode ist. Bei Verwendung der beschriebenen Katho den ist dies, wenn auch vorteilhaft, nicht not wendig.
Zi. <I>Lebensdauer der Röhre</I> und allgemeine Betrachtung. Es hat sieh gezeigt, dass bei Sehnellstart- lampen der vorstehend beschriebenen Art die Lebensdauer, verglichen mit derjenigen von Sofortstartlampen, viel länger ist. Bei 40- Watt-Schnellstartlamperr der in Fig. 4 ge zeigten Art wurde bei der Prüfung eine mitt lere Lebensdauer von mehr als<B>3,500</B> Stunden beobachtet.
Bei dieser Prilf Ling wurden die Lampen in Abständen von 1/2 Stunden ausser Betrieb genommen und nacli <B>10</B> Minuten wie der in Betrieb gesetzt. Man darf behaupten, dass die Lampen bei einer solchen Prüfung Bedingungen ausgesetzt sind, die mindestens so streng wie die im normalen Betrieb auf tretenden Bedingungen sind. Diese Lampen waren mit Kathoden gemäss Fig. <B>3</B> ausgerüstet.
Diese längere Lebensdauer ist wahrsehein- lieh wie folgt zu erklären: Die kürzere Le bensdauer von Sofortstartlampen scheint dar auf zu beruhen, dass bei Verwendung einer hohen Spannung zur Auslösung einer Bogen entladung zwischen den kalten Elektroden ein #Sprüheffekt auftritt, der zur Folge hat, dass das Material an den Enden des Glas kolbens niedergeschlagen wird und dadurch die bekannte Erscheinung des Dunkelwerdens der Röhrenenden zustande kommt. Dieser Sprüheffekt bewirkt natürlich eine allmäh liche Beschädigung der Kathoden und eine entsprechende Verkürzung der Lebensdauer.
Bei den Sehnellstartlampen durchläuft die Entladung hingegen mehrere Stadien, und zwar tritt zuerst eine durch die kapazitive -Wirkung der 'Starthilfsvorriehtung liervorge- rufene Glimmentladung ein, dann eine zwi- sehen entgegengesetzten Elektroden erfol gende Glimmentladung, die allmählich an In tensität zunimmt und schliesslich in die nor male Queeksilberbogenentladung übergeht.
Somit erfolgt keine sehoekweise Zündun-"-), eines Bogens am kalten elektronenemittieren den Material, so dass der Sprüheffekt, auf ein unbedeutendes Mass beschränkt bleibt. Dem gemäss ist die Anzahl der zulässigen Starte für Kathoden, die die gleiche Menge an akti viertem Material enthalten, bei der be3ehrie- benen Sehnellstartlampe mit Kathodenvorhei- zung um ein Vielfaches grösser als bei der Sofortstartlampe mit kalten Kathoden.
Ans den obigen Ausführungen wird er sichtlich, dass die neue Sehnellstartlampe eine grosse Vereinfaehung im Bau der Hilfsaus rüstung für Fluoreszenzlampen ermöglicht. Da keine Glimmstarter zur öffnung der Fadenhei7kreise und keine neutralisierenden Wieklungen zur Reduktion der Fadenheiz- spannung erforderlich sind, braucht jeder Ballast nur eine kleine Spannung zu liefern und, wenn nötig, ein kleines Potential an die Starthilfsvorrichtung anzulegen.
Ausserdem ist der von den Kathoden benötigte Heizstrom sehr klein, so dass die Grösse und die Lei stungsfähigkeit der Transformerhei7wieklung entsprechend verkleinert werden können.