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Glimmstarter
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- 190Demgegenüber ist das im Sinne der Erfindung verwendete Industrieneongas, welches, wie bereits oben erwähnt wurde, einen Verunreinigungsanteil an Helium von 20 bis 40 % aufweist, relativ billig, da es bekanntlich ein Nebenprodukt der Luftzersetzung darstellt. Gegenüber dem Rein-Neon, ist das Industrieneongas um etwa 80 % billiger, so dass die Herstellungskosten der erfindungsgemässen Glimmstarter wesentlich niedriger sind als die bekannter Schalter. Dieser Vorteil wird auch dann gewahrt, wenn die vorteilhaftere Zusammensetzung des Industrieneongases von 22 bis 28 0/0, insbesondere 25 % Helium Verunreinigung verwendet wird.
Da das Industrieneongas relativ billig ist, kann ein hoher Prozentsatz der Füllung des vakuumdicht abgeschlossenen Kolbens des Glimmstarters aus einem solchen Industrieneongas bestehen. Dieser Prozentsatz kann 40 % überschreiten und auch mehr als 65 % betragen. In Sonderfällen kann der Kolben sogar 85 % und mehr Industrieneongas enthalten. Da die Industrieneongasbeimengung zum Füllgas die Zünd- spannung herabsetzt, besteht bei grossen Industrieneongasgehalten die Gefahr, dass die Zündspannung zu stark gesenkt wird, so dass es zu Rückzündungen kommen kann. Um diese zu vermeiden, kann gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Gasfüllung neben dem Industrieneongas mindestens 5 % Argon enthalten.
Dadurch ist es leicht möglich, die Zündspannung des Glimmstarters auf den gewünschten Wert einzuregeln, wobei durch eine Vergrösserung des Industrieneongasgehaltes der Gasfüllung die Zündspannung gesenkt, durch eine Vergrösserung des Argongehaltes hingegen erhöht werden kann.
In'gleicher Weise ist die Einregelung der Zündspannung erfindungsgemäss auch durch einen Zusatz von 0,2 bis 1 % Xenon zur Gasfüllung möglich. Der Zusatz an Argon und gegebenenfalls auch Xenon kann ohne weiteres den restlichen Anteil der Gasfüllung ausmachen, so dass also dann die Gasfüllung aus Industrieneongas, Argon und gegebenenfalls auch Xenon besteht. Hiebei können z. B. folgende Füllgaszusammensetzungen verwendet werden : 50 % Industrieneongas und 50 % Argon ; 70 % Industrieneongas und 30 % Argon ; 90 % Industrieneongas und 0, 3 % Xenon, Rest Argon.
In allen Fällen kann der Druck des verwendeten Füllgasgemisches im Rahmen der Erfindung 20 bis
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gewisser Grenzen ebenfalls eine Erhöhung der Zündspannung möglich.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Diagrammen näher beschrieben, wobei Fig. 1 die Abhängigkeit der Zündspannung vom Gasfüllungsdruck bei verschiedenen Füllgasen zeigt, während in Fig. 2 die Abhängigkeit der Zündspannung vom Füllgasdruck bei reiner Argonfüllung darstellt. Fig. 3 zeigt die Veränderung der Zündspannung im Laufe von Zünddauerprobeversuchen.
Im Laufe der von der Patentinhaberin durchgeführten Versuche über das Zündverhalten von Glimm- entladungsschaltem, welche Industrieneongas als Kolbenfüllung aufwiesen, wurde ein Versuchsgasentladungsrohr angefertigt, dessen Elektroden von Nickelplatten von 10 mm Durchmesser gebildet waren, welche einen Elektrodenabstand von 2 mm aufwiesen. Dieses Versuchsrohr wurde mit verschiedenen Gasen gefüllt und die Zündspannung Vgy in Abhängigkeit des in mm Hg gemessenen Gasdruckes p gemessen. In Fig. l sind für einen Füllgasdruck von 20 mm Hg die den einzelnen Füllgasen entsprechenden Werte der Zündspannung Vgy eingetragen, welche somit auf einer Vertikalen liegen.
Der Punkt 1 entspricht hiebei einer reinen Xenonfüllung, Punkt 2 einer reinen Kryptonfüllung, Punkt 3 einer reinen Argonfül-
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die geringste Zündspannung aufweist. Das Industrieneongas ergibt jedoch eine noch niedrigere Zündspannung. Daraus ergibt sich, dass Industrieneongas mit besonderem Vorteil als Füllgas für Glimmentladungsschalter verwendet werden kann, da man mit einer solchen Füllung das gesetzte Ziel, nämlich eine sichere Zündung des Glimmstarters auch bei den zugelassenen kleinsten Werten der Netzspannung, leicht erreichen kann.
Wie bereits erwähnt, ist unter einem Industrieneongas ein solches Neongas zu verstehen, welches als Nebenprodukt der Luftzersetzung erhalten wird und als Verunreinigung Heliumgas in einer Menge von 20 bis 40 % enthält. Ein solches Industrieneongas kann mindestens 20 % der Gasfüllung des Kolbens des Glimmstarters betragen. Es ist jedoch vorteilhaft, nicht die gesamte Kolbenfüllung durch Industrieneongas zu bilden, da ansonsten die Zündspannung auf einen zu kleinen Wert herabgesetzt würde, nämlich auf einen Wert unterhalb der Brennspannung der zu zündenden Entladungsröhren. Es könnten dann Rückzündungen entstehen, wodurch das Brennen der gezündeten Röhre infolge des sich ständig wiederholenden Zündvorganges ganz unzuverlässig wäre.
Die weiteren von der Patentinhaberin durchgeführten Versuche bezweckten also, die Zündspannung Vgy der mit Industrieneongas gefüllten Glimmstarter auf den gewünschten Wert zu erhöhen, so dass die
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Zündspannung genau den vorliegenden Gegebenheiten angepasst werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass zur Erreichung dieses Zweckes zwei Wege aussichtsreich sind, u. zw. erstens eine Erhöhung des Füllgasdruckes und zweitens die Beimengung eines andern Edelgases, welches die Zündspannung erhöht.
Fig. 2 stellt das Resultat der Versuche dar, in welchem das Verhalten einer reinen Argonfüllung bei Erhöhung des Füllgasdruckes untersucht wurde. Fig. 2 zeigt die Zündspannung Vgy in Abhängigkeit des in mm Hg gemessenen Füllgasdruckes p. Die Kurve 6 stellt hiebei die Änderungen der Zündspannung Vgy im Druckbereich von 10 bis 30 mm Hg dar. Die Kurve 6 zeigt, dass mit der Erhöhung des Füllgasdrukkes auch die Zündspannung erhöht wird. Dementsprechend kann die Zündspannung innerhalb gewisser Grenzen durch eine entsprechende Erhöhung des Füllgasdruckes auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
Eine blosse Erhöhung des Füllgasdruckes ist jedoch nicht vorteilhaft, da dies eine Erhöhung der Füllgasmenge des Glimmstarters bedeuten würde, was einer Erhöhung der Herstellungskosten gleich käme.
Ausserdem würden durch eine Erhöhung des Füllgasdruckes die durch den Glimmentladungsschalter erzeugten Spannungsstösse in ihrer Grösse vermindert.
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von Edelgasen zum Industrieneongas bei vorbestimmtem Druck desselben aussichtsreicher.
In Anbetracht der aus Fig. 1 ersichtlichen Zusammenhänge wurde festgestellt, dass Argon das vorteilhafteste Mischgas ist. Ausser den technischen Vorteilen der Beimischung von Argongas empfiehlt sich seine Verwendung durch seine niedrigen Herstellungskosten, die noch unter denen des Industrieneongases liegen.
Es kann daher das Gemisch von Industrieneongas und Argon als ideales Füllgas für Glimmstarter betrachtet werden. Der hohe Argongehalt sichert die Wirtschaftlichkeit des Starters, während der Industrieneongasgehalt eine niedrigere Zündspannung gewährleistet. Es empfiehlt sich, den Argongehalt der Gasfüllung mit mindestens 5 % festzusetzen.
In denjenigen Fällen, in welchen der Industrieneongasgehalt besonders gross ist, erscheint es zweckmässig, auch Xenon als Zusatzgas beizumischen, z. B. im Falle eines etwa 85 < igen Industrieneongas- gehaltes in einem Anteil von 0,2 bis 1 % und im Falle eines etwa 90 longen Industrieneongasgehaltes in einem Anteil von 0,3 0/0. Dadurch kann der Gefahr von Rückzündungen vorgebeugt werden, welche durch eine zu starke Herabsetzung der Zündspannung in Folge des hohen Industrieneongasanteiles des Füllgases auftreten könnten.
Die Verwendung eines aus Industrieneongas und Argon zusammengesetzten Füllgases ist jedoch noch aus weiteren Gründen vorteilhaft. Fig. 3 zeigt die in Volt gemessene Zündspannung Vgy in Abhängigkeit der Zahl N der Zündungen, also den Verlauf eines Zünddauerprobeversuches. Diese Dauerprobeversuche wurden bei verschiedenen Füllgasen entsprechend den internationalen Vorschriften über mehrere hundert bzw. mehrere tausend Schaltungen des Glimmstarters vorgenommen.
In Fig. 3 zeigt hiebei Kurve 7 das Verhalten eines bloss mit Industrieneongas gefüllten Glimmstarters, Kurve 8 das Verhalten eines bloss mit Argon gefüllten Glimmstarters und Kurve 9 das Verhalten eines Glimmstarters, dessen Kolben mit einer Mischung aus 40 - 50 % Industrieneongas und Argon gefüllt war.
Die Kurve 7 zeigt, dass sich die Zündspannung eines bloss mit Industrieneongas gefüllten Glimmstarters im Laufe des Dauerprobeversuches erhöht. Kurve 8 zeigt, dass bei einem bloss mit Argon gefüllten Glimmstarter die Zündspannung sich im Laufe des Dauerprobeversuches vermindert. Eine Erhöhung bzw. Verminderung der Zündspannung im Laufe der Lebensdauer des Glimmstarters ist jedoch schädlich.
Eine Verminderung der Zündspannung kann Rückzündungen des Glimmstarters verursachen, wogegen eine Erhöhung der Zündspannung zur Folge hat, dass die Lampe bei einer in bezug auf die Netznennspannung niedrigeren Netzspannung überhaupt nicht zündet. Es ist daher erwünscht, die Zündspannung auf einen zeitlich konstanten Wert zu halten.
Fig. 3 zeigt in Kurve 9, dass die Zündspannung für eine Füllung aus einem Gemisch von 40 bis 500/0 Industrieneongas und 60-50 % Argon zeitlich konstant bleibt. Es ist daher eine derartige Füllgasmischung auch vom Standpunkt der Konstanthaltung der Zündspannung vorteilhaft.
Es ist vorteilhaft, an Stelle des bisher üblichen Zinküberzuges des Bimetalles einen Nickelüberzug zu verwenden. Der Grund hiefür liegt darin, dass ein Zinküberzug, z. B. bei den gequetscht eingeschmolzenen Glimmentladungsschaltern, früh verdampft und oxydiert und dadurch den Mittelwert der Zündspannung des Glimmstarters erhöht, wobei gleichzeitig die Differenz zwischen diesem Mittelwert und den tiefsten bzw. höchsten Einzelwerten der Zündspannung erhöht wird, d. h. dass die Zündspannungsabweichungen vergrössert werden. Beides ist hinsichtlich der Qualität der Glimmstarter nachteilig.