<Desc/Clms Page number 1>
Zündvorrichtung für Gas-und/bzw. oder Dampfentladungsröhren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zünd- vorrichtung für Gas-und bzw. oder Dampf- entladungsröhren, die einen selbsttätigen Zünd- schalter und einen mit ihm in Reihe liegenden thermischen Unterbrecher enthält, wobei ein
Widerstand wenigstens zum Unterbrecher parallel geschaltet ist.
Es ist bekannt, bei einer Vorrichtung, die eine
Drosselspule in Reihe mit einer Gasentladungs- röhre enthält, die mit Heizelektroden versehen ist, die vom Netz abgewendeten Enden dieser
Heizelektroden durch die Reihenschaltung eines
Glimmlichtschalters, eines in kaltem Zustand geschlossenen, thermischen Unterbrechers und eines Widerstandes miteinander zu verbinden, wobei parallel zum Unterbrecher, dem Reihen- widerstand und gegebenenfalls auch dem Schalter ein anderer Widerstand liegt. Wenn die Zündung der Röhre versagt, bewirkt der Reihenwiderstand, dass sich der Unterbrecher öffnet, worauf der
Parallelwiderstand den Unterbrecher offen hält, so dass die Zündversuche des Schalters aufhören.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Vorhandensein des Reihenwiderstandes in der erwähnten Vorrichtung Nachteile ergibt.
Die in diesem Widerstand entwickelte Wärme ist proportional dem Quadrat des Kurzschlussstromes, d. h. des Stromes der bei geschlossenen Kontakten des Glimmlichtschalters und des Unterbrechers den Reihenwiderstand durchfliesst.
Dies hat zur Folge, dass für Entladungsröhren verschiedener Leistung auch verschiedene Reihenwiderstände verwendet oder aber verschiedene Anordnungen von Unterbrecher und Reihenwiderstand gewählt werden müssen, was für die Massenherstellung der Zündvorrichtung von Nachteil ist, da die wichtigsten Entladungsröhren heutzutage auf eine bestimmte Brennspannung normalisiert sind, die z. B. 100-110 Volt beträgt.
Der Betriebsstrom der Röhre und auch der mit diesem praktisch proportionale Kurzschlussstrom ändern sich also annähernd proportional mit der Eingangsleistung der Röhre. Die Zündvorrichtung für jeden Röhrentyp verschiedener Leistung verlangt somit einen der vorhandenen Stromstärke angepassten Reihenwiderstand und bzw. oder eine solche Bauart.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu verringern.
Nach der Erfindung steht das wärmeempfind- liche Element des Unterbrechers mit wenigstens einer der Elektroden des Schalters in wärme- leitender Verbindung. Diese Massnahme bewirkt, dass sich der Unterbrecher nicht infolge der vom
Kurzschlussstrom erzeugten Wärme, sondern in- folge der in einer oder mehreren Elektroden und bzw. oder zwischen den Elektroden des Zünd- schalters entstehenden Wärme öffnet. Es zeigt sich, dass bei Zündschaltern diese Wärme im allgemeinen nur proportional der ersten Potenz des Betriebsstromes der Röhre und bei Glimmer- lichtschaltern sogar nahezu unabhängig vom
Betriebsstrom ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das von den Unterbrecher- kontakten abgewendete Ende des wärme- empfindlichen Elementes des Unterbrechers mit dem Gegenkontakt des Schalters metallisch verbunden.
Hiebei können der Gegenkontakt des Schalters, das feste Ende des wärmeempfindlichen Elementes des Unterbrechers und eines der Enden des unmittelbar parallel zum Unterbrecher liegenden Widerstandes an einem gemeinsamen Halteorgan befestigt sein.
Bei Zündvorrichtungen, die einen Glimmlichtschalter und einen unmittelbar parallel zum Unterbrecher geschalteten Widerstand enthalten, können Unterbrecher und Parallelwiderstand im Innern des Entladungsgefässes des Schalters in einer verschlossenen Hülle untergebracht sein, was das Auftreten einer Entladung zwischen der Bimetallelektrode des Schalters einerseits und dem Unterbrecher und dem Parallelwiderstand anderseits verhütet, jedoch die Wärmeübertragung zwischen den Schalterelektroden und dem wärmeempfindlichen Unterbrecherteil zulässt.
Hiebei kann das Stromzuführungsorgan des festen Unterbrecherkontaktes im Entladungsraum des Schalters mit einem Isolierrohr umgeben sein, das sich an die erwähnte Hülle und die Wand des Entladungs-
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
des Unterbrechers im Innern des Entladung- gefässes kann die in und zwischen den Schalter- elektroden erzeugte Wärme metallisch und auch durch das Gasmedium des Schalters auf das wärmeempfindliche Element des Unterbrechers übertragen werden. Diese Wärme unterstützt auch die Aufrechterhaltung der geöffneten Lage des Unterbrechers.
Bei einen Glimmlichtschalter enthaltenden
Zündvorrichtungen können Unterbrecher und
Parallelwiderstand auch auf der Aussenseite des
Glimmentladungsgefässes angebracht sein. In diesem Falle kann das feste Ende des wärme- empfindlichen Unterbrecherteiles mittels eines
Metallstreifens gegen die Wand des Glimm- entladungsgefässes geklemmt sein. Dabei kann der Metallstreifen auf der Höhe der kontakt- schliessenden Enden des Schalters angebracht sein.
Die Wärmeübertragung wird hier im wesent- lichen von der Gasfüllung des Schalters ver- mittelt. Durch passende Wahl des Gases und seines Druckes kann der Zeitraum beeinflusst werden, an dessen Ende sich der Unterbrecher öffnet.
Es ist gefunden worden, dass Gas-und bzw. oder
Dampfentladungsröhren, dienach 10-20 Sekunden dauernden Zündversuchen noch nicht gezündet haben, nicht mehr zünden werden. Um bei
Zündvorrichtungen mit einem Glimmlichtschalter, bei denen der Unterbrecher und der Parallelwider- stand auf der Aussenseite des GlimmentIadungs- gefässes angebracht sind, die zum Öffnendes Unter- brechers erforderliche Zeit derart abzukürzen, dass die Dauer der vergeblichen Zündversuche auf ein Mindestmass gebracht werden kann, kann nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wenigstens ein Teil wenigstens einer der
Elektroden des Glimmentladungsschalters nahe dem Wandteil des Glimmentladungsgefässes angeordnet sein, dessen Erwärmung das Öffnen des Unterbrechers bewirkt.
Vorzugsweise kann eine der Elektroden des Glimmentladungsschalters mit einem bandförmigen, metallenen Ver- längerungsstück versehen sein, das parallel zum wärmeempfindlichen Element des Unterbrechers angeordnet und von diesem praktisch nur durch die Wand des Glimmentladungsgefässes getrennt ist.
Wenn das feste Ende des wärmeempfindlichen Unterbrecherteiles mittels eines Metallstreifens an der Aussenwand des Glimmentladungsgefässes befestigt ist, kann vorzugsweise eine der Elektroden des Glimmentladungsschalters mit einem bandförmigen Verlängerungsstück versehen sein, das parallel zu einem Teil des erwähnten Befestigungstreifens angeordnet und von ihm praktisch nur durch die Wand des Glimmentladungsgefässes getrennt ist.
Der nahe der Wand angeordnete Teil der Elektrode des Glimmentladungsschalters kann vorzugsweise aus Bimetall bestehen, das derart angeordnet ist, dass es sich bei der Erwärmung auf die Innenwand des Glimmentladungsgefässes zu bewegt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.
Fig. 1 stellt die Vereinigung einer Gas-und bzw. oder Dampfentladungsröhre mit einer Zündvorrichtung nach der Erfindung dar. Die Elektroden 1 und 2 der Röhre 3 sind einerseits über eine Vorschaltimpedanz 4 und einen Hauptschalter 5 mit den Klemmen 6, 7 einer geeigneten Stromquelle und anderseits mit Anschlussorganen 8, 9 der Zündvorrichtung verbunden. Die Elemente 4 und 5 können selbstverständlich auch an anderen Stellen der Verbindungsleitungen zwischen der Stromquelle und der Röhre angebracht werden.
Die Anschlussorgane 8, 9 der Zündvorrichtung sind durch einen Zündschalter 10, 11, 12 und einen Unterbrecher 13, 14, 15 miteinander verbunden. Dabei bezeichnen 10 und 13 den beweglichen Teil, 11 bzw. 14 die an diesem befestigten Arbeitskontakte und 12 bzw. 15 die festen oder Gegenkontakte des Schalters bzw. des Unterbrechers. Parallel zu den Kontakten 14, 15 des Unterbrechers ist ein Widerstand 16 über die Verbindung 17 angebracht. Dieser Widerstand kann jedoch auch, wie mit der strichlierten Verbindung angedeutet, zum Unterbrecher plus Zündschalter parallel liegen. Der Zündschalter kann ein selbsttätiger Schalter des Spannungstyps, wie z. B. ein Glimmlichtwiderstands-, magnetischer oder piezoelektrischer Schalter, oder auch ein selbsttätiger Schalter des Stromtyps, wie z. B. ein Widerstands-, oder magnetischer Schalter sein.
Bei Spannungsschaltern sind die Kontakte 11 und 12 im unerregten Zustande des Schalters ausser Berührung und das Erregerelement liegt parallel zu den Kontakten 11, 12 des Schalters, wie dies mit 19 bezeichnet ist, während bei Stromschaltern die Kontakte 11, 12 im unerregten Zustande des Schalters miteinander in Berührung sind und das Erregerelement in Reihe mit diesen Kontakten, vorzugsweise in eine der Zuführungsleitungen der Röhre eingefügt ist. Im Falle eines magnetischen Stromschalters wird oft als Vorschaltimpedanz 4 eine Drosselspule 4 verwendet, die auch als Erregerelement des Schalters wirksam ist. Die Elektroden 1 und 2 der Röhre 3 sind vor der Zündung zu erwärmende, aktivierte Glühelektroden.
An Stelle solcher Elektroden können jedoch auch nicht vorzuheizende, gegebenenfalls mit guten Emissionsstoffen versehene Elektroden verwendet werden.
Nach der Erfindung steht das wärmeempfindliche Element 13 des Unterbrechers mit wenigstens einer der Elektroden des Zündschalters in wärmeleitender Verbindung, was in der Zeichnung durch die Anordnung des festen Kontaktes 12 des Schalters an dem vom Kontakt 14 abgewendeten Ende des wärmeempfindlichen Elementes 13 des Unterbrechers angedeutet ist, so dass im dargestellten Falle eine metallische, wärmeleitende Verbindung zwischen einer der Elektroden des
<Desc/Clms Page number 3>
Schalters und dem wärmeempfindlichen Unterbrecherteil angedeutet ist.
Beim Auseinandergehen der Kontakte 11, 12 des Schalters wird jeweils ein Lichtbogen gezogen, der die Kontakte erwärmt ; wenn der Schalter ein Glimmlichtschalter ist, wobei das Element 19 die zwischen den Elektroden dieses Schalters auftretende Glimmentladung andeutet, tritt ausserdem vor dem Zünden der Röhre 3 auch eine Entladung zwischen den geöffneten Elektroden auf, welche diese erwärmt. Wenn das wärmeempfindliche Element 13 infolgedessen eine solche Temperatur angenommen hat, dass die Unterbrecherkontakte 14, 15 auseinándergehen, können vier Fälle eintreten, je nachdem ob der Schalter ein Spannungs-oder Stromschalter ist und entweder die Verbindung 17 oder die Verbindung 18 verwendet wird.
Bei einem Spannungsschalter und Verwendung der Verbindung 17 (wie in Fig. 1 ausgezogen eingetragen) wird das Erregerelement 19 über den Widerstand 16 gespeist, der derart bemessen ist, dass sich dann der geöffnete Schalter 11, 12 nicht mehr schliessen kann.
Bei einem Spannungsschalter und Verwendung der Verbindung 18 ist die Stromzufuhr zum Erregerelement 19 infolge des geöffneten Unterbrechers 14, 15 unterbrochen. Der Spannungsschalter 11, 12 bleibt somit in beiden Fällen geöffnet, so dass die Zündversuche nicht fortschreiten.
Bei einem Stromschalter und Verwendung der Verbindung 17 ist das in Reihe mit dem Schalter gelegte Erregerelement 19 über die einander berührenden Kontakte 11, 12 und den Widerstand 16 an die Speisespannung angeschlossen und dieser Widerstand wird so bemessen, dass das Erregerelement 19, in der geöffneten Lage des Unterbrechers 14, 15 den Schalter 11, 12 nicht mehr öffnen kann.
Bei einem Stromschalter und Verwendung der Verbindung 18 ist das Erregerelement 19 des Schalters 11, 12 unmittelbar über den Widerstand 16 an die Speisespannung angeschlossen und dieser Widerstand 16 auch in diesem Falle derart bemessen, dass sich der Schalter 11, 12 bei geöffnetem Unterbrecher 14, 15 nicht mehr öffnen kann. Auch in beiden zuletzt erwähnten Fällen wiederholt sich der Schaltvorgang also nicht mehr.
In allen vier Fällen wird der Widerstand 16 ausserdem noch derart bemessen und angeordnet, dass die in diesem Widerstand erzeugte Wärme den geöffneten Unterbrecher 14, 15 offen hält, bis die Spannungszufuhr infolge des Öffnens des Hauptschalters 5 unterbrochen wird. Diese Unterbrechung kann im Falle vorzuheizender Elektroden 1 und 2 auch durch Entfernung der Röhre aus der Anlage bewirkt werden.
Es soll bemerkt werden, dass bei Bemessung des Widerstandes 16 die Tatsache berücksichtigt werden kann, dass ein Glimmlichtschalter bei geöffnetem Unterbrecher 14, 15 und Verwendung der Verbindung 17 Wärme erzeugt, die das Offenhalten des Unterbrechers unterstützt.
Die Fig. 2 und 3 stellen eine Zündvorrichtung mit einem elektromagnetischen Schalter des Spannungstyps dar. Der feste Kontakt 12 ist durch eine Metallplatte 21 wärmeleitend mit dem Bimetallelement 13 des Unterbrechers verbunden. Diese Platte, sowie das in der Zeichnung obere Ende des Parallelwiderstandes 16 sind an einem Metallstreifen 22 befestigt, der als gemeinsames Halteorgan für den festen Kontakt 12 des Schalters, das Bimetallelement 13 des Unterbrechers und den Widerstand 16 dient und der mittels des Leiters 23 mit einem der Enden der Magnetspule 19 verbunden ist, die das Erregerelement des Schalters darstellt. Die beim Betrieb des Schalters im festen Kontakt 12 erzeugte Wärme wird über die Platte 21 auf das Bimetallelement 13 übertragen.
Wenn dessen Kontakte 14 und 15 infolgedessen auseinandergehen, hält die im Widerstand 16 erzeugte Wärme diese Kontakte offen.
Fig. 4 stellt eine Zündvorrichtung mit einem Glimmlichtschalter dar, dessen fester Kontakt 12 über einen Metalldraht 25 mit dem Bimetallelement 13 des Unterbrechers 14, 15 verbunden ist, der den Widerstand 16 in kaltem Zustande kurzschliesst. Der Draht 25 und die Ver-
EMI3.1
brechers sind vakuumdicht durch die Wand einer isolierenden, z. B. gläsernen Hülle 27 hindurchgeführt, die mit einem wärmeleitenden Gas, z. B. Wasserstoff, Helium, Stickstoff oder Luft gefüllt ist. Die in den Elektroden des Glimmlichtschalters erzeugte Wärme wird über die Gasfüllung des Glimmlichtschalters, die Wand und die Gasfüllung in der Hülle 27 bzw. über den Draht 25 auf das Bimetallelement 13 des Unterbrechers übertragen.
Wenn dessen Kontakte infolgedessen auseinandergehen, hält die in dem dann nicht mehr überbrückten Widerstand 16 erzeugte Wärme samt der von der Glimmentladung im Glimmlichtschalter auch bei geöffnetem Unterbrecher erzeugten Wärme die Kontakte 14 und 15 offen. Die Hülle 27, sowie ein Isolierröhrchen 28, das rings um den Stromzuführungsdraht 26 herum zwischen der Hülle und der Quetschstelle 29 der Zündvorrichtung angebracht ist, verhüten, dass eine Glimmentladung zwischen der Bimetallelektrode 10, deren Halteorgan und Kontakt 11 einerseits und dem Unterbrecher, dem Widerstand und dem Organ 26 anderseits auftritt. Gasfüllung und Druck in der Hülle 27 sind derart gewählt, dass zwischen den geöffneten Unterbrecherkontakten 14, 15 keine Entladung bestehen bleibt.
Das Röhrchen 28 braucht sich nicht vakuumdicht an die Quetschstelle 29 oder an die Hülle 27 anzuschliessen. Es genügt, wenn die zwischen diesen Organen bestehenden Schlitze so eng sind, dass keine Glimmentladung am Stromzuführungsdraht 26 ansetzen kann.
Die Fig. 5 und 6 stellen ein anderes Ausführungsbeispiel einer Zündvorrichtung mit einem
<Desc/Clms Page number 4>
Glimmlichtschalter dar, bei der die Wärme- übertragung von den Schalterelektroden zum Unterbrecher durch die Gasfüllung und die Wand des Entladungsgefässes 30 vermittelt wird. Das Entladungsgefäss 30 umgebend, ist in Höhe der Schalterkontakte 11, 12 ein Metallstreifen 31 geklemmt, der ausserdem das Bimetallelement 13 an die Wand des Entladungsgefässes andrückt.
Der geöffnete Unterbrecher wird von der in den Elektroden des Glimmlichtschalters und im Widerstand erzeugten Wärme offen gehalten.
Fig. 7 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zündvorrichtung mit einem Glimmlichtschalter dar. Hiebei ist an jener Elektrode des Glimmentladungsschalters, von der der Gegenkontakt 12 einen Teil bildet, ein Verlängerungs- stück 40 aus Metallstreifen befestigt, dessen freies Ende sich parallel zur Achse des zylindrischen Glimmentladungsgefässes erstreckt.
Das erwähnte Ende befindet sich nahe der Wand des Glimmentladungsgefässes oder ist gegebenen- falls sogar in Berührung mit ihr. Das Bimetall- element 13 ist auf der Aussenseite des Entladungs- gefässes parallel zu und gegenüber dem freien
Ende des Streifens 40 angebracht.
Während der Glimmlichtentladungsphase des
Zündschalters tritt die Glimmentladung auch am Verlängerungsstück 4C auf, so dass die hier erzeugte
Wärme über die Wand des Entladungsgefässes gut auf das Bimetallelement 13 übertragen wird.
Damit das Verlängerungsstück 40 gut an der
Wand des Entladungsgefässes 30 anliegt, kann das zuerst erwähnte Stück aus einem Bimetallstreifen bestehen, wobei die Reihenfolge der das Bimetall bildenden Schichten derart gewählt ist, dass das
Verlängerungsstück bei der Erwärmung in
Richtung des Bimetallelementes 13 ausweicht.
Es ergibt sich so eine besonders rationelle Wärme- übertragung im warmen Zustand des Verlängerungsstückes.
Die Befestigungsmittel des Unterbrechers am
Glimmentladungsgefäss sind nicht in der Zeichnung dargestellt. Diese Mittel können z. B. aus Metallstreifen bestehen, die das obere Ende des Bimetallelementes 13 bzw. den Gegenkontakt 15 an das Entladungsgefäss 30 anklemmen.
Die Fig. 8 und 9 stellen eine andere Ausführungs- form der Zündvorrichtung nach der Erfindung dar. Hier ist der Widerstand 16 an zwei Metallstreifen 31 und 32 befestigt, die am Entladungsgefäss 30 festgeklemmt sind. Mit der oberen Anschlusskappe des Widerstandes 16 ist das Bimetallelement 13 des Unterbrechers verschweisst, während dessen Gegenkontakt 15 an der unteren Anschlusskappe befestigt ist. An der Elektrode mit dem Gegenkontakt 12 des Glimmentladungsschalters ist auch in diesem Falle ein Verlängerungsstück 41 aus Metallband befestigt. In Draufsicht ist dieses Verlängerungsstück c-förmig (Fig. 9) und es ist in der Höhe des oberen Klemmbandes 31 derart angeordnet, dass ein Teil dieses Klemmbandes parallel zu und gegenüber einem Teil des Verlängerungsstückes 41 liegt. Auch hier kann der Streifen 41 aus Bimetall hergestellt sein.
Mittels der beiden zuletzt beschriebenen Aus- führungsformen der Erfindung liess sich leicht eine Ansprechzeit des Unterbrechers von etwa
30 Sekunden erzielen, während beim Wegfall des Verlängerungsstückes 40 bzw. 41 diese mehr als das Doppelte betrug.
Es sei bemerkt, dass der Widerstand 16 auch parallel zum Unterbrecher samt Schalter gelegt werden kann. In diesem Falle wird bei der geöffneten Lage des Unterbrechers im Glimm- entladungsschalter keine Glimmentladung auftreten, so dass der Widerstand hier derart bemessen werden muss, dass er den geöffneten Unterbrecher selbsttätig offen halten kann.
Parallel zur Zündvorrichtung kann üblicherweise ein Kondensator von z. B. 10. 000pif gelegt sein, der samt der Zündvorrichtung in einem gemeinsamen Zylinder untergebracht werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zündvorrichtung für Gas-und bzw. oder Dampfentladungsröhren mit einem selbsttätigen Zündschalter und einem mit diesem in Reihe liegenden thermischen Unterbrecher, dessen Kontakte in kaltem Zustande in Berührung sind, wobei wenigstens parallel zum Unterbrecher ein Widerstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem von den Unterbrecherkontakten (14, 15) abgewendeten Ende des wärmeempfindlichen Elemences (13) des Unterbrechers und dem Gegenkontakt (12) des Zündschalters (11, 12) eine derartige Wärmeübertragung besteht, dass der Unterbrecher nach mehreren vergeblichen Versuchen des Zündschalters ausschliesslich hie- durch geöffnet wird und hierauf durch den Parallelwiderstand (16) bis zur Unterbrechung der Stromzufuhr zur Zündvorrichtung offen gehalten wird.