DE838031C

DE838031C - Discharge vessel, in particular fluorescent tube

Info

Publication number: DE838031C
Application number: DENDAT838031D
Authority: DE
Inventors: Berlin-Schöneberg und Otto Faust Berlin-Neukölln Dr. Karl Alexander Egerer
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Opta GmbH
Publication date: 1952-03-27

Description

(WGBl. S. 175)(WGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. MAI 1952ISSUED MAY 5, 1952

O 176 VIIIcj 21fO 176 VIIIcj 21f

Für den Bau von Leuchtröhren für allgemeine Beleuchtungszwecke besteht die Notwendigkeit, dafür Sorge zu tragen, daß diese bei normalen Versorgungsspanniungen sicher zünden und betrieben werden können. Um die Zündspannung herabzusetzen, besteht ein bekanntgewordenes Verfahren darin, zu geheizten Elektroden überzugehen und diese l>eispielsvveise vermittels einer !besonderen Hilfsentladuiiig oder eines getrennten Heizkreises auf eine für die Entladung' ausreichende Temperatur zu bringen. Durch eine solche Maßnahme ist es möglich, die !Zündung bei relativ niedrigen Spannungen, zumindest unter Anwendung sonst üblicher Zünidhilfseinrichtungen, zu erzwingen und die Betriebsspannung mit [Sicherheit weit genug unter der normalen Versorgungsspannung zu halten.For the construction of fluorescent tubes for general lighting purposes there is a need for it Care must be taken to ensure that these are used at normal supply voltages ignite and operate safely. To reduce the ignition voltage, A method that has become known consists in moving to heated electrodes and this, for example, by means of a special auxiliary discharge or a separate heating circuit to a temperature sufficient for the discharge. By such a measure is it is possible to! the ignition at relatively low voltages, at least when using otherwise usual Zünidhilfseinrichtungen, to force and to keep the operating voltage well enough below the normal supply voltage.

Derartige Röhren besitzen neben dem Nachteil der Notwendigkeit eines besonderen Heiz- oder Glimmentladungskreises od. dgl. als weiteren Nachteil den, daß bei ihrem Betrieb immer ein nur in sehr ao geringen Grenzen variierbarer Entladungsstrom fließen muß, da beim Überschreiten sehr bald unzulässige Entladungen erreicht werden, die zu starkem Verdampfen der Oxydkathode führen, indes zu geringe Entladungsströme und die dadurch as bedingte Untertemperatur zur Fackelbildung u.. dgl. Effekten und damit zur Zerstörung der emissionsfähigen Kathodensubstanz führen. Aus diesem Grunde ist es lediglich bei Entladungsrohren mit dauernd geheizten Oxydkathoden möglich, die Lichtstärke im Betrieb herabzusetzen. Ebenso brauchen derartige Röhren zum WiederzündenIn addition to the disadvantage of the need for a special heating or glow discharge circuit, such tubes have the disadvantage or the like. Another disadvantage is that in their operation only a very ao low limits of variable discharge current must flow, since when exceeded very soon impermissible Discharges can be achieved, which lead to strong evaporation of the oxide cathode, however Discharge currents that are too low and the resulting low temperature for flare formation and the like. Effects and thus lead to the destruction of the emissive cathode substance. For this Basically it is only possible with discharge tubes with permanently heated oxide cathodes Reduce light intensity during operation. Such tubes also need to be re-ignited

immer eine gewisse durch die zum Aufheizen der Emissionsschicht auf die erforderliche Temperatur l>edingte Zeit.always a certain amount due to the temperature required for heating the emission layer Limited time.

Entladungsröhren mit kalten Kathoden zeigen diese Nachteile nicht, sofern sie mit höheren Versorgungsspannungen betrieben werden. Derartige Röhren zünden praktisch sofort nach dem Einschalten und sind in ihrem Lichtstrom lediglich nach ol>en im Hinblick auf die auftretende Kathodenzerstäubung bei Überlastung der Elektroden limitiert. Die Anwendung derartiger kalter Elektroden in Röhren für den Betrieb an normalen Netzspannungen stößt ohne weitere Vorkehrungen auf die Schwierigkeit, daß die Zündspannung bzw. auch die Brennspannung nicht mit Sicherheit klein genug gemacht werden können, so daß auch das Anwenden bekanntgewordener Zündhilfsmittel keinen sicheren Betrieb gewährleistet. Beispielsweise sei angegeben, daß für die Dimensionen üblicher Hochspanmungsgasentladungsleuchtröhren normalerweise mit etwa 800 Volt Versorgungsspanining pro laufenden Meter gerechnet wird.Discharge tubes with cold cathodes do not show these disadvantages provided they are operated with higher supply voltages operate. Such tubes ignite practically immediately after being switched on and their luminous flux is only down to ol> en with regard to the cathode sputtering that occurs limited when the electrodes are overloaded. The use of such cold electrodes in tubes for operation at normal mains voltages without further precautions to the difficulty that the ignition voltage or the operating voltage is not small with certainty enough can be made so that the use of ignition aids that have become known safe operation is not guaranteed. For example, let it be stated that for the dimensions conventional high-voltage gas discharge fluorescent tubes usually with about 800 volt supply spanining is calculated per running meter.

Erfindungsgemäße Untersuchungen ergaben, daß man durch geeignete Dimensionierung der Elektroden in die Lage versetzt wird, Gasentladungsröhren mit kalten Elektroden zum Betrieb an normalen Netzversorgungsspannungen zu bauen, deren Funktion vollkommen stabil ist. Hierzu ist es erforderlich, daß man den Elektroden einen in Richtung quer zur Entladungsachse beispielsweise rechteckigen Querschnitt gibt, der dergestalt gewählt werden muß, daß man das Verhältnis der beiden Dimensionen dieses Querschnittes möglichst groß macht, woliei die Gesamtoberfläche der Elektroden in üblicher Weise für den Betrieb derartiger Entladungen dimensioniert wird. Erfindungsgemä£ wird für die Dimensionierung ein Verhältnis yon 1 lohe zur Breite in der Größenordnung von 11:2 bis ι : S, vorzugsweise von efrwa 1 : 3, vorgesehen.Investigations according to the invention showed that by appropriately dimensioning the electrodes is enabled to use gas discharge tubes with cold electrodes for normal operation To build mains supply voltages whose function is completely stable. For this it is necessary that the electrodes are, for example, rectangular in the direction transverse to the discharge axis There is a cross-section that must be chosen in such a way that the ratio of the two Makes dimensions of this cross-section as large as possible, because the total surface of the electrodes is dimensioned in the usual way for the operation of such discharges. According to the invention a ratio of 1 to the width of the order of 11: 2 is used for the dimensioning to ι: S, preferably from efrwa 1: 3, provided.

In dem in Fig. 1 beispielsweise in vergrößerter Darstellung gezeichneten ernndungsgemäßen Aufbau einer Elektrode ist z. B. das Verhältnis Höhe h zur Breite b wie 1 : 2,5 gewählt, d. h. die längere Kante l>eträgt praktisch etwa 25 mm, indes die kürzere nur 10 mm beträgt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, bei solchen Elektroden eine weitere Verengung des Querschnittes beispielsweise durch im Innern angeordnete Rippen od. dgl. zu erzielen. Diese Rippen od. dgl. dienen hierl>ei nicht etwa z-ur Vergrößerung der Elektrodenoberrläche an sich, sondern lediglich zum Ausbilden vorzugsweise kleiner 'Hohlräume im Innern der Elektroden. Dementsprechend ausgebildete beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Elektroden sind in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. In the embodiment of an electrode according to the invention, shown for example in an enlarged representation in FIG. 1, z. For example, the ratio of height h to width b is selected as 1: 2.5, ie the longer edge is practically about 25 mm, while the shorter edge is only 10 mm. It has proven to be particularly advantageous in such electrodes to achieve a further narrowing of the cross section, for example by means of ribs or the like arranged in the interior. These ribs or the like are not used here to enlarge the electrode surface per se, but only to form preferably small cavities in the interior of the electrodes. Correspondingly designed, for example, embodiments of the electrodes according to the invention are shown in FIGS.

Fig. 2 zeigt eine kastenförmige Elektrode mitFig. 2 shows a box-shaped electrode with

geraden Rippen im Innern der Elektrode, während Fig. 3 die Anordnung zickzackförmig gebogener Bleche undstraight ribs in the interior of the electrode, while Fig. 3 shows the arrangement of zigzag curved Sheets and

Fig. 4 die Verwendung von Wellblechen im Innern der kastenförmigen Elektroden zeigt. Es ist unter Umständen vorteilhaft, von der rechteckigen Form der' Elektrode abzugehen und z. B. eine ihalbkreisbogenförmige oder eine einem anderen Ausschnitt aus einem Kreisbogen entsprechende Querschnittsform zu wählen. Das trifft z. B. für solche Entladungsröhren zu, die in ihrem Innern eine Trägerplatte aufweisen, die beispielsweise mit Schriftzeichen od. dgl. versehen ist und auf der, vom Beschauer her gesehen, diesem abgekehrten Seite durch eine Entladung angestrahlt wird. InFig. 4 shows the use of corrugated sheets inside the box-shaped electrodes. It may be advantageous to move away from the rectangular shape of the electrode and z. B. a semicircular arc or a one to choose another section from an arc of a circle corresponding to the cross-sectional shape. This applies e.g. B. for such discharge tubes which have a carrier plate in their interior, for example is provided with characters or the like and on which, seen from the viewer, this turned away Side is illuminated by a discharge. In

Fig. 5 ist beispielsweise eine derartige Elektrode mit kreissegmentförmigem Querschnitt dargestellt. Auch hier können im Innern welilblechförmig gebogene Bleche (wie in Fig. 4) angeordnet, sein.FIG. 5 shows, for example, an electrode of this type with a cross-section in the shape of a segment of a circle. Here, too, corrugated sheets can be bent inside Plates (as in Fig. 4) arranged to be.

Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine Leuchtröhre mit einer Zeichenträgerplatte. Hierin ist t die Zeichenträgerplatte, die innerhalb des Glaskörpers g in Längsrichtung der Leuchtröhre angeordnet ist, und e ist eine der beiden kreissegmentförmig im Querschnitt ausgebildeten Elektroden an einem Ende der Leuchtröhre.Fig. 6 is a cross section through a luminous tube with a symbol carrier plate. Here, t is the character carrier plate, which is arranged inside the glass body g in the longitudinal direction of the arc tube, and e is one of the two electrodes, which are configured in the form of a segment of a circle in cross section, at one end of the arc tube.

Es kann aber auch in diesem Falle eine Elektrode mit rechteckigem Querschnitt gemäß Fig. 1 'bis 4 gleichfalls Verwendung finden. In der dargestellten Leuchtröhre wird die Zeichenträgerplatte t vom Licht der zwischen den Elektroden auftretenden Entladung diurch- oder angestrahlt.In this case, however, an electrode with a rectangular cross section according to FIGS. 1 'to 4 can also be used. In the illustrated light emitting tube, the indicia carrier plate is t from the light of the discharge occurring between the electrodes diurch- or illuminated.

Auch bei derartigen kreissegmentförmigen Elektroden ist es wesentlich für das Erreichen einer ausreichend niedrigen Zünd- und Betriebsspannung, daß die Höhe unter Berücksichtigung der für die Entladung an sich erforderlichen Gesamtdrmension der Elektrode möglidist klein ist unter Einhaltung der erfindungsgemäß vorgesehenen Dimensionierungsvorschrift.' Untersuchungen bezüglich der Dimensionierungsvorschrift für derartige Elektroden ergaben, daß die Elektroden beispielsweise einen Querschnitt haben, dessen Längsausdehniung etwa in der Gegend von 22 mm liegt und bei denen die Höhe variiert werden kann, etwa im Gebiet von einigen Millimetern bis zu einem Zentimeter.Even with such circular segment-shaped electrodes, it is essential to achieve a sufficiently low ignition and operating voltage that the level taking into account the for the Discharge per se required total dimension of the electrode is possibly small under observance the dimensioning specification provided according to the invention. ' Investigations regarding the Dimensioning specifications for such electrodes showed that the electrodes, for example have a cross-section whose longitudinal expansion is approximately in the region of 22 mm and where the height can be varied, for example in the area of a few millimeters to one centimeter.

Die im vorstehenden beschriebenen Ausfüihrungsformen für Kathoden eignen sich vor allem zum Bau von Entladungsröhren besonders niedriger Zünd- und Brennspannung, sofern man diese erfindungsgemäß ausgebildeten Kathoden auf ihrer Innenseite etwa durch Aufdampfen oder einen anderen hierfür bekanntgewordenen (Prozeß mit einer hochaktiven Schicht, beispielsweise aus Barium, überzieht. Durch die Gestalt der Elektrode, d. h. insbesondere durch die Ausbildung zahlreicher kleiner Hohlräume in ihrem Innern wird bewirkt, daß die dort angebrachte hochaktive Schicht einerseits die auf Grund der Feldverzerrungen vor allem an den die Vorderkante der Elektrode bildenden Blechen ansetzende Entladung mit Elektronen beliefert, die beschrietbene hochaktive Schicht jedoch andererseits während des Betriebes auf Grund der vor den öffnungen der Elektrode auftretenden Entladungsverteilungen gegen den Aufprall von Ionen gut geschützt ist. In dieser Weise ist es möglich, aktivierte Elek- 1*5 troden für extrem niedrige BetriebsspannungenThe embodiments described above for cathodes are particularly suitable for the construction of discharge tubes particularly lower Ignition and operating voltage, provided that these cathodes designed according to the invention are on their Inside for example by vapor deposition or another known for this (process with a highly active layer, for example of barium, coated. Due to the shape of the electrode, d. H. in particular through the formation of numerous small cavities in their interior the effect is that the highly active layer applied there, on the one hand, reduces the damage due to the field distortions especially at the sheet metal forming the leading edge of the electrode supplied with electrons, but the described highly active layer on the other hand during the Operation due to the distribution of discharges occurring in front of the openings of the electrode is well protected against the impact of ions. In this way it is possible to have activated elec- 1 * 5 electrodes for extremely low operating voltages

und hohe Lebensdauer auszubilden. Die erfindungsgemäßen Dimemsionierungsvorschriften für die Elektroden führen zu einer besonders günstigen Gestaltung im Hinblick auf diese Effekte.
Die Erfindung ermöglicht den Bau von Röhren, deren Retrieb an üblichen Netzspannungen direkt oder unter Verwendung von einfachen Zündhilfselektroden sicher möglich ist. Die erfindungsgemäßen Röhren besitzen den Vorteil des sofortigeinand train long service life. The dimemisioning rules according to the invention for the electrodes lead to a particularly favorable design with regard to these effects.
The invention enables the construction of tubes which can be operated safely on normal mains voltages directly or using simple auxiliary ignition electrodes. The tubes of the invention have the advantage of being instantaneous

ίο Zündens nach dem Einschalten und gestatten eine Regelung des Entladungs- und des Lichtstromes in weiten Grenzen. So ist es z. B. möglich, die in Fig. 6 angegebene Röhre bezüglich ihrer Energieaufnahme in einem Bereich von rund ι : ioo zu variieren und 1>ei jedem Zwischeniwert dieses Bereiches einen vollkommen stabilen Betrieb zu sichern.ίο ignition after switching on and allow a Regulation of the discharge and the luminous flux within wide limits. So it is B. possible, the in Fig. 6 indicated tube with regard to its energy consumption in a range of around ι: ioo zu vary and 1> ei every intermediate value of this range to ensure a completely stable operation.

Claims

Patent claims:
20th

i. Discharge vessel, in particular fluorescent tube, characterized in that the for Operation of the discharge serving electrode in the direction transverse to the discharge longitudinal axis Cross-section I> csitz, the dimensions of which in both dimension directions a very specific one Ratio, on the order of 1: 2 to 1: 5 for the ratio of height to width, preferably a ratio of about 1: 3.

2. Discharge vessel, in particular a fluorescent tube, according to Claim 1, characterized in that that inside the electrode on its inner wall additional ribs, corrugated sheets or zigzag bent sheets are arranged, so that by this numerous relatively small voids are formed.

3. Discharge vessel, in particular fluorescent tube, according to claim 1 or 2, characterized in that that the electrodes have a rectangular cross-section.

4. discharge vessel, in particular fluorescent tube, according to claim 1 or 2, characterized in that that the electrodes have the shape of a segment of a circle.

5. Discharge vessel, in particular fluorescent tube, according to Claim 1 to 4, characterized in that that the electrodes inside with a highly active layer, z. B. barium, coated are.

1 sheet of drawings

5137 4.525137 4.52