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La présente invention se rapportée un dispositif d'allumage et de fonctionnement pour lampes de décharge électriques remplies de gaz ou de vapeurslampes à substance luminescente en particulier dispositif dans le- quel un interrupteur d'amorcage, de préférence chauffable par une source de chaleur particulière,est placé en série avec un interrupteur d'allumage dans le circuit en pont des électrodes d'allumage. Un montage en série con- nu de ce genre d'un interrupteur d'amorçage avec un interrupteur d'allumage n'a manifestement pas encore fourni jusqu'à présent de dispositif d'allumage et de fonctionnement utilisable pour lampes de décharge électriques du fait que la construction des deux éléments interrupteurs présente encore les défauts suivants.
L'interrupteur d'amorçage jusqu'ici prévu, ainsi qu'on le sait d'après le starter d'amorçage normale exécute lors de sa fermeture plusieurs fermetures de contact et provoque de ce fait plusieurs à-coups de courant qui n'amènent sans doute pas la lampe à s'allumer mais entraînent une détérioration des électrodes Il arrive aussi que l'interrupteur d'amorçage reste ferméau-delà du temps d'ouverture de l'interrupteur d'allumage, de telle manière que la lampe à matière luminescente,à peine allumées'éteint de nouveau. Ces défauts et d'autres ont empêché en pratique jusqu'ici l'emploi d'interrupteurs d'allumage et d'amorçage montés en série.
Ces défauts sont évités dans un dispositif d'allumage et de fonc- tionnement selon la présente invention du fait que l'interrupteur d'amor- çage est calculé de façon à pouvoir résister à un à-coup de tension qui est inférieur à la tension nécessaire à l'allumage total de la décharge d'arc de la lampe de décharge à allumer lorsque ses électrodes sont froides ' tandis que l'interrupteur d'allumage fournit un à-coup de tension supérieur à la tension d'allumage de la lampe de déchargelorsque les électrodes de celle-ci sont chauffées.En calculant ainsi l'interrupteur d'amorçage9 on évite que les à-coups de tension provoqués dès sa fermeture par 1' établissement incertain du contact provoquent, dans la lampe de décharge branchée9 des allumages totaux qui ontainsi qu'on lésait,
une influence très défavorable sur les électrodes encore froides.
Pour un fonctionnement irréprochable de l'interrupteur d'alluma- ge ainsi combiné selon l'inventions il est préférable en outre que l'in- terrupteur d'amorçage soit calculé en vue des propriétés particulières de temps de fermeture bref,de pression contact suffisante , et en particulier de faible à-coup de tension d'environ 400 volts de préférence,et l'inter- rupteur d'allumage en vue d'une grande rapidité d'ouverture, d'un à-coup de tension assez élevé et d'un refroidissement lent.
En conséquence, la bande bimétallique de l'interrupteur d'amorçage présente une épaisseur de 0,2 mm environ ou moins de préférence et une longueur de 14 mm ou moins de préférence, la pression de remplissage en néon ou en argon avec une petite addition de H2 ou N2 étant de plus de 40 Torr de préférence,tandis que la bande bimétallique de l'interrupteur d'allumage possède de préfé- rence une épaisseur plus grande ou au moins égale et une longueur plus petite ou au maximum la même que la bande bimétallique de l'interrupteur d'amorçage et un remplissage de néon avec petites additions de H2 ou N2 sous une pression de 10 Torr ou moins de préférence On obtient des dimensions avantageuses des interrupteurs quand l'interrupteur d'amorçage pré- sente une bande bimétallique d'environ 0,08 x 2,
5 x 12 mm et un remplissa- ge gazeux de néon + 10 % H2 avec pression de remplissage de 65 Torr environ, tandis que l'interrupteur d'allumage possède une bande bimétallique d'envi- ron 0912 x 3 x 12 mm et environ le même remplissage gazeux que l'interrup- teur d'amorçage avec une pression de remplissage de 2 mm/Eg environ.En calculant ainsi différemment les deux éléments interrupteurs on-arrive à ce que l'interrupteur d'amorçage ferme son contact aussi rapidement que
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possible lors de l'application de la tension du réseau.
Du fait de la haute pression de remplissage de plus de 40 mm/Hg de l'interrupteur d'amorçage associée à la construction symétrique de ses électrodes on arrive à ce que, même avec un mauvais contacta il ne soit pas engendré au moment de sa fermeture d'à-ceup de tension suffisant pour allumer la lampe de décharge dont les électrodes sont encore froides à cet instant.
Par exemple9la tension nécessaire à l'allumage total de la décharge d'arc est de plus de 500 volts peur les tubes luminescents du commerce d'une consommation de puissance de 40 watts et de 1,20 m de longues électrodes étant froides Si l'interrupteur d'amorçage est calculé suivant les données ci-dessus, il n'engendre qu'un à-coup de tension de 400 volts9 de telle manière qu'on évite à coup sûr les allumages nuisibles à freid de la lampe de décharge.
Ceci en particulier du fait que l'énergie de l'à-coup de tension de l'in- terrupteur d'amorçage reste dans ce cas particulièrement faible à cause de sa très courte durée d'ouverture et reste ainsi sans aucune action visible sur la lampe.
La spire (enroulement) d'allumage de l'interrupteur d'allumage a de préférence pratiquement la même vitesse d'échauffement que les spires (enroulements) des électrodes de la lampe de décharge,de telle manière que la levée du contact de l'interrupteur d'allumage se produit quand la spire d'électrode atteint la température d'émission exacte. La spire d' allumage de l'interrupteur d'allumage présente de préférence les mêmes dimensions que les spires d'électrode pour ce qui concerne le diamètre et le pas et est faite de la même matière. Elles peuvent être découpées dans le même spirale et se différencient uniquement par leur longueur.
Il a été constaté aussi qu'un interrupteur d'amorçage dont la spire de chauffage était constituée comme d'habitude par un fil de tungstène supporte un nombre de commutations suffisant à de nombreuses opérations.
Il est apparu;, de façon surprenante,qu'un interrupteur d'amorçage avec spire de chauffage en fer supporte plusieurs fois ce nombre de commutations, ce qui prolonge en fait la durée de vie de l'interrupteur combiné d'amor- çage et d'allumage* Pour augmenter la durée d'existence de cet interrupteur d'amorçage la spire de chauffage est en conséquence fabriquée;, suivant un autre mode de réalisation de l'invention, en une matière dont le travail d'émission d'électrons est supérieur à 4,6 volts Le travail d'émission d' électrons du tungstène atteint 4953 à 4,57 volts.
Par exemple. avec un in- terrupteur d'amorçage dont, la pire de chauffage etait constituée par du fil de fer de même grosseur environ,on obtient cinq fois plus de commu- tations. Le travail d'émission d'électrons du fer est de 4,75 à 4977 volts.
Avec comme spire de chauffage du fer chromé au nickel;, qui est à préférer au fer en bien des cas à cause de sa plus grande résistance mécaniques l'in- terrupteur d'amorçage atteignit un nombre de commutations triple de celui d'un interrupteur d'amorçage avec spire de chauffage en tungstène.
Les spires en fer chromé au nickel ont cet autre avantage que la valeur de la résistance électrique de la spire et par conséquent sa puissance de chauf- fage restent constants pour une intensité constante de courantetelle qu' elle est donnée pendant la période d'échauffement des électrodes par suite de la présence de la self d'amortissement.La pleine puissance de chauffage s'établit alors immédiatement après mise en circuit de la spire en fer chromé au nickel, contrairement à ce qui se passe avec les spires en tungstène dans lesquelles la valeur de résistance es.
d'abord très faible et la puissance de chauffage en conséquence très petite en raison du coef- ficient positif élevé de température du tungstène., Or., avec les interrupteurs d'allumage de l'espèce en causer il est justement nécessaire d'obtenir la pleine puissance de chauffage immédiatement après mise en circuit de la spire de chauffage pour que l'interrupteur ne s'ouvre pas prématurément
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Le fait qu'une spire de chauffage à point de fusion plus bas témoignecontrairement à l'expérience générale,d'une durée de vie plus longue qu'une spire semblable dont la matière possède un point de fusion plus élevé a pu être expliqué par les phénomènes intervenant dans la décharge d'amorçage.Dans une décharge d'amorçage anormale;
, telle qu' elle se présente ici, la chute cathodique croit avec l'intensité du courant, à partir de la valeur de la chute cathodique normalesuivant une fonction exponentielleet elle est limitée vers le haut par la tension appliquée, qui n'est située ici qu'un peu au-dessous de celle du réseau. Si l'on suppose sensiblement pgale pour le fer et pour le tungstène la densité normale du courant qui;, pour une même pression de gaz et de remplissage, est également une constante de la matière, il en résulte,pour une décharge d'amorçage opérée à tension égale,une plus grande densité de courant pour la matière d'électrode présentant la plus petite chute cathodique normale.
La cathode à moindre chute cathodique normale est donc soumise par la plus grande intensité du courant à un effort plus grand et n'atteint pas une grande durée d'existence.Mais on sait qu'à la plus faible chute cathodi- que normale correspond un moindre travail d'émission d'électrons. Ces considérations ne constituent qu'une tentative d'explication de ce fait surprenante expérimentalement constaté, que l'interrupteur d'amorçage avec spire de chauffage en fers c'est-à-dire une substance à plus grand travail d'émission d'électrons et point de fusion plus bas que le tungstène,témoig- ne une durée d'existence plusieurs fois plus élevée que le même interrup- teur d'amorçage avec spire de chauffage en tungstène.
Une fois le contact de l'interrupteur d'amorçage fermé,le bimé- tal de l'interrupteur d'allumage est rapidement échauffé par la puissance élevée de la spire de chauffage;,puissance de préférence deux fois plus grande que la puissance de chauffage de la spire de l'interrupteur d' amorçage, de telle manière que l'ouverture du contact intervient à grande vitesse.La pression de remplissage du gaz remplissant l'interrupteur d' allumage est faible selon la proposition de l'invention, si bien que, lors de l'ouverture de l'interrupteur d'allumage,il intervient un fort à-coup de tension qui aboutit avec une grande certitude à l'allumage de la lampe Du fait de la plus grande puissance de chauffage de la spire de chauffage de l'interrupteur d'allumage,
le bimétal de l'interrupteur d'allumage absorbe une plus grande quantité de chaleur que la bande bimétallique de l'interrupteur d'amorçage.De ce faits, le contact de l'interrupteur d'allu- mage revient en position de repos fermée plus lentement que le contact de l'interrupteur d'amorçage ne revient en position d'ouverture.Pour obtenir un à-coup de tension aussi faible que possible lors de l'ouverture de 1' interrupteur d'amorçage et un à-coup de tension aussi élevé que possible lors de l'ouverture de l'interrupteur d'allumagela source de chauffage additionnelle de l'interrupteur d'amorçage doit être reliée avec le contre- contact de la bande bimétallique et la source de l'interrupteur d'allumage avec la bande bimétallique elle-même.On arrive de ce fait à ce qu'existent, dans l'interrupteur d'amorçage ,de part et d'autre des contacts,
des sur- faces d'électrode sensiblement égales qui fournissent de faibles à-coups de tension, tandis que le starter d'allumage fonctionnant comme un starter d'amorçage dans une atmosphère de gaz fait se produire des à-coups de ten- sion élevés en raison de l'effet de redressement qui intervient par suite de l'asymétrie des surfaces d'électrode.De ce fait résultent en même temps dans l'interrupteur d'amorçage des distances définies des trajets d'amorçage puisque la partie immobile de la bande bimétallique constitue une des élec- trodes et les supports de spire l'autre électrode d'amorcage, électrodes qui sont disposées à une distance constante l'une de l'autre.
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Dans un interrupteur d'amorçage normal;,un condensateur anti-parasi- tes provoque une légère soudure des contacts du fait de laquelle la durée de fermeture, et par suite l'échauffement des spires d'électrode, sont prolongés, quand bien même pas très exactement. Dans le. starter combiné d'interrupteur d'allumage et d'interrupteur d'amorçage, cette soudure n'est pas souhaitable car de son fait intervient un facteur d'incertitude dans l'évaluation du temps de fermetureIl est en conséquence préférable de monter en amont du condensateur anti-parasites une résistance de 100 à 1000 ohms, de préférence 500 ohms. De ce fait l'à- coup de courant de décharge du condensateur passant par les contacts de l'in- terrupteur d'amocage est assez affaibli pour qu'il n'intervienne plus de soudure.
De préférence, l'interrupteur d'amorçage et l'interrupteur d'alluma- ge sont montés,le cas échéant en même temps que le condensateur anti-para- sites pontant les allumeurs et la résistance d'amortissement, dans un go- det protecteur commun, ce qui permet de mettre en place ou de changer facile- ment le double starter comme dans le cas du simple starter d'amorçage connuo Une autre amélioration de l'allumage de la lampe de décharge ainsi mise en fonctionnement peut être obtenu en munissant la lampe d'un enduit d'allu- mage se prolongeant sur presque toute la longueur de la lampe et raccordé de préférence à une électrode par l'intermédiaire d'une résistance.
Enfin, le dispositif d'allumage et de fonctionnement suivant 1' invention peut aussi fonctionner selon un montage en pont dans lequel les électrodes d'allumage de la lampe sont mises à la tension d'alimentation par l'intermédiaire d'un self et, le cas échéant, d'un condensateur en prévoyant dans le circuit en pont contenant l'interrupteur d'amorçage et l'interrupteur d'allumage un contre-enroulement accouplé avec la self de manière à diminuer la résistance apparente de tout le circuit d'échauffe- mente Par cette disposition en soi connue d'un contre-enroulement couplé avec la self, le courant d'échauffement des électrodes de la lampe est notablement renforcé et la durée d'allumage abrégée,
ou l'allumage de la lampe assuré même à très basse température.Dans ce casil est préférable de constituer l'allumeur en allumeur de sûreté, c'est-à-dire de monter un contact de plus qui interrompt le circuit en pont, quand l'allumeur est en activité très longtemps, pendant environ dix secondes, par exemple quand la lampe est abîmée ou n'est pas en état de fonctionner pour une autre rai- son, de telle manière qu'il faille refermer l'allumeur à la main. La self peut également porter un thermo-interrupteur qui coupe tout le circuit si la surintensité se prolonge et qui empêche ainsi la détérioration de la self par le courant intense qui intervient lors de la fermeture de l'allu- meur.
En cas d'emploi de selfs avec contre-enroulementl'intensité du courant peut être accrue pendant la période de chauffage par calcul appro- prié du contre,enroulement de manière que l'électrode atteigne en quelques fractions de seconde la température nécessaire à l'allumage. En pareil cas, le temps pendant lequel l'interrupteur d'amorçage reste fermé est suffisant pour l'opération d'allumage, même sans chauffage additionnel ,de telle manière qu'on peut renoncer à un chauffage spécial du bimétal de 1' interrupteur d'allumage.
Le dessin annexé représente un exemple de réalisation d'un dispo- sitif d'allumage et de fonctionnement suivant l'invention dans un monta- ge de lampe, Tandis qu'à la Fig.1 les pièces du montage telles que lampe, self et condensateur sont représentées schématiquement; les deux allumeurs sont figurés en perspective,à plus grande échelle et en partie dans des récipients de verre indiqués en coupe.
La Fig.1 représente la lampe de décharge à allumer 19 en particulier le tube luminescent à basse pression
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avec la couche de matière luminescente 2 et les électrodes échauffables 3, qui sont montées en série par l'intermédiaire d'un conducteur en pont 4,.- Sur ce conducteur en pont sont en outre placés un interrupteur d'amor- gage 5 avec fil de résistance de chauffage ¯6 et un interrupteur d'allumage 9 avec résistance de chauffage 10. Un condensateur anti-parasites 12 d'environ 5000 à 10000 pF forme pont au-dessus des interrupteurs et 9; le cas échéanteune résistance d'amortissement 19 est montée en série avec ce condensateur.
Avec certains réseaux d'alimentation en courante ce con- densateur a une action meilleure quand il est placé directement en parallèle avec l'interrupteur d'amorçage, le cas échéant avec sa résistance d'amor- tissement.
Une self d'amortissement 13 sert, de façon connue, à limiter le courant de décharge de la lampe 1. Il est encore prévu, le cas échéant, un condensateur 20 en série avec un des enroulements de la self pour obtenir une résistance capacitive pendant le fonctionnement de la lampe. En outre,il est disposé dans le circuit en pont un enroulement additionnel 14 inductive- ment accouplé avec la self 13. L'interrupteur principal 15 étant ouvert, le contact d'amorçage 2. est ouvert tandis que le contact de l'interrupteur d'allumage 9 est fermé.
Après fermeture de l'interrupteur principal 15, le contact de l'interrupteur d'amorçage 2. est fermé de façon connue par la chaleur de la décharge d'amorçage.Puis le fil de chauffage de la résistance 6 continue à échauffer la bande bimétallique ¯8 de l'interrupteur d'amorçage 5 de telle manière que celui-ci reste fermé jusqu'à ce que le contact bimétal- lique de l'interrupteur d'allumage 9 soit ouvert par l'action,de sa spire de chauffage 10.Du fait du chauffage qui continue de l'interrupteur d' amorçage 2. après fermeture du contact bimétallique, on obtient donc un échauffement prolongé des électrodes d'allumage 3.
Pour ce qui est du calcul des dimensions des allumeurs, les valeurs suivantes -assurant le fonctionnement accordé l'un sur l'autre des allumeurs se sont révélées ravorableso Dans cet exemple de réalisations la bande bimétallique de l'interrupteur d'amorçage a une section transversale de 0908 x 2,5 mm et une longueur de 12 mmo La bande bimétallique de l'in- terrupteur d'allumage possède les dimensions 0,12 x 3 x 12 mmo Il est prévu pour les deux allumeurs un remplissage de néon avec addition d'environ 10% d'hydrogène.
Ce remplissage gazeux présente une pression de 2 mm/Hg environ pour l'interrupteur d'amorcage,de 65 mm/Hg environ pour l'inter- rupteur d'allumage.Les résistances de l'interrupteur d'allumage et de l'interrupteur d'amorçage sont calculées environ dans le rapport 2 si à 3:1, c'est-à-dire que l'interrupteur d'allumage possède environ 5 tours d'une double spire tandis que l'interrupteur d'amorçage ne possède que deux tours les autres dimensions du fil étant identiques.Il est bien entendu possible sans difficulté d'accorder les allumeurs l'un sur l'autre de manière analogue par d'autres valeurs calculées tant des dimensions des bimétaux et des spi- res de chauffage que de la pression du gaz de manière que les allumeurs rem- plissent également les rôles précédemment indiqués.
Tandis qu'on a obtenu de bons résultats pour l'interrupteur d'allumage en constituant la spire de chauffage 10, pour ce qui concerne matière et dimensions, comme les spires des électrodes 3 de la lampe de décharge à allumer, ces spires ne se dis- tinguant tout au plus que par leur longueur, il s'est révélé favorable pour l'interrupteur 2. que les spires de chauffage 6 soient en une matière dont le travail d'émission d'électrons soit supérieur à 4,6 volts, en fer par exemple avec 4,75 à 4,77 volts de travail d'émission d'électrons, en fer chromé ou fer chromé au nickel. On obtient ainsi une augmentation allant jusqu'au triple ou au quintuple du nombre des commutations.
Pour faciliter l'arrachement des contacts qui se soudent facile- ment dans l'interrupteur d'amorçage ceux-ci sont fabriqués en molybdène
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ou en un semi-conducteur L'élément de chauffage peut être aussi en matière semi-conductrice avec faibles coefficients négatifs de température.
On obtient dans les deux cas que le bimétal ¯8 de l'interrupteur d'amor- çage soit encore chauffé après fermeture de ses contacts par l'élément de chauffage additionnel'6 et reste fermé de ce fait. Dans cet exemple de réalisation en outreen vue d'une répartition symétrique des pièces de l'allumeur de part et d'autre des contacts et pour en même temps diminuer l'à-coup de tension, la source de chauffage ¯6 de l'interrupteur d'amorçage
5 est reliée avec le contrecontact ? de la bande bimétallique 8 Inverse- ment,
dans l'interrupteur d'allumage l'élément de chauffage 10 est relié avec la bande métallique 11 en vue d'une disposition asymétrique des pièces de l'allumeur de part et d'autre des contacts et par conséquent de favoriser un plus grand à-coup de tension.
Suivant l'invention, on améliore encore l'échauffement des électro- des en renforçant le courant d'échauffement des électrodes de la lampe à l'aide de l'enroulement additionnel 14 Quand l'appareil amortisseur ne contient qu'une self .il, il faut que l'enroulement additionnel 14 soit enroulé en sens contraire par rapport à l'enroulement de la self de manière à diminuer l'inductivité des deux enroulements. Si l'appareil amortisseur en série avec la self 13 contient encore une capacité 20,il faut que l'en- roulement additionnel 14 soit enroulé dans le même sens que la self d'amortis- sement 13 de façon que, dans ce casl'inductivité de la self soit augmentée par le courant d'échauffement.
Dans les, deux cas en effets l'impédance de tout le circuit d'échauffement doit être diminuée par l'enroulement addition- ne 1 Il. Donc,quand 1'interrupteurd'alumage 9ouvresoncontact et allume la lampe
1, le contact de l'interrupteur d'amorcage 5 se rouvre lui aussi et le contact de l'interrupteur d'allumage revient en position de contact .La tension de la lampe ne suffit plus alors, de façon connue, à amener l'inter- rupteur d'amercag 5 à fonctionner.
Sur la Fig.2, l'interrupteur d'amorçage 5, l'interrupteur d' allumage 9, le condensateur anti-parasites 12 et la résistance d'amortisse- ment 19, recouverts d'un godet protecteur commun 17, sont montés sur une plaque de base commune 16. L'allumeur combiné est donc rassemblé en une unité et établi à des dimensions telles qu'il peut être monté à laplace - de l'allumeur (starter) d'amorçage jusqu'ici habituel dans les mêmes montures de starter d'amorçage. Dans cet exemple de réalisation en outre, la lampe 1 est pourvue d'un enduit d'allumage 18 qui est réuni de manière électriquement conductrice avec l'une des électrodes d'allumage 3.
Cette disposition permet encore d'obtenir une autre amélioration de l'allumage pour autant que celle-ci serait nécessaire le cas échéant à basse tempé- rature. L'enduit d'allumage 18 peut être appliqué de façon connue à 1 eg térieur ou à l'intérieur sur l'ampoule de la lampe.Du fait du dispositif d'allumage et de fonctionnement suivant l'invention ainsi décrit et repré- senté, on obtient donc un échauffement suffisant, prolongédes électro- des de la lampe avec un courant renforcé de sorte qu'on obtient à coup sûr un allumage rapide et exempt de scintillementsmême à de très basses températures.
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The present invention relates to an ignition and operating device for electric discharge lamps filled with gas or vapors luminescent substance lamps in particular a device in which an ignition switch, preferably heatable by a particular heat source, is placed in series with an ignition switch in the ignition electrode bridge circuit. A known series connection of this kind of an ignition switch with an ignition switch has evidently not yet provided an ignition and operating device usable for electric discharge lamps because that the construction of the two switch elements still has the following defects.
The priming switch provided for up to now, as is known from the normal priming starter, executes several contact closures when it is closed and thereby causes several current surges which do not lead to undoubtedly not the lamp to be lit but cause deterioration of the electrodes It also happens that the ignition switch remains closed beyond the opening time of the ignition switch, so that the material lamp luminescent, barely lit 'goes out again. These and other faults have heretofore precluded the use of series-connected ignition and ignition switches.
These faults are avoided in an ignition and operating device according to the present invention because the priming switch is calculated so as to be able to withstand a voltage surge which is lower than the voltage. necessary for the total ignition of the arc discharge of the discharge lamp to be ignited when its electrodes are cold 'while the ignition switch provides a voltage surge greater than the ignition voltage of the lamp of discharge when the electrodes thereof are heated. By calculating the ignition switch 9 in this way, it is possible to prevent the voltage surges caused as soon as it is closed by the uncertain establishment of the contact causing, in the discharge lamp connected 9, ignitions totals which have thus been wronged,
a very unfavorable influence on the electrodes which are still cold.
For an irreproachable operation of the ignition switch thus combined according to the invention, it is also preferable that the ignition switch is calculated in view of the particular properties of short closing time, sufficient contact pressure. , and in particular low voltage surge of about 400 volts preferably, and the ignition switch for a high opening speed, a fairly high voltage surge and slow cooling.
Accordingly, the bimetallic strip of the priming switch has a thickness of about 0.2 mm or less preferably and a length of 14 mm or less preferably, the filling pressure of neon or argon with a small addition. of H2 or N2 being more than 40 Torr preferably, while the bimetallic strip of the ignition switch preferably has a greater or at least equal thickness and a length less than or at most the same as the bimetallic strip of the priming switch and a neon fill with small additions of H2 or N2 at a pressure of 10 Torr or less preferably Advantageous switch sizes are obtained when the priming switch has a strip bimetallic approximately 0.08 x 2,
5 x 12 mm and neon gas filling + 10% H2 with filling pressure of approx. 65 Torr, while the ignition switch has a bimetallic strip of approx. 0912 x 3 x 12 mm and approx. the same gas filling as the priming switch with a filling pressure of about 2 mm / Eg. By calculating the two switch elements in this way differently, the priming switch closes its contact as quickly than
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possible when applying mains voltage.
Due to the high filling pressure of more than 40 mm / Hg of the priming switch associated with the symmetrical construction of its electrodes it is possible that, even with a bad contacta, it is not generated at the time of its closing of sufficient voltage to switch on the discharge lamp, the electrodes of which are still cold at this moment.
For example 9 the voltage required for the total ignition of the arc discharge is more than 500 volts for commercial luminescent tubes with a power consumption of 40 watts and 1.20 m long electrodes being cold If the Ignition switch is calculated according to the above data, it only generates a voltage surge of 400 volts9 in such a way that detrimental ignitions to freid of the discharge lamp are definitely avoided.
This in particular due to the fact that the energy of the voltage surge of the starting switch remains in this case particularly low because of its very short opening time and thus remains without any visible action on the ignition switch. the lamp.
The ignition coil (winding) of the ignition switch preferably has substantially the same rate of heating as the turns (windings) of the electrodes of the discharge lamp, such that lifting of the contact of the ignition switch occurs when the electrode coil reaches the exact emission temperature. The ignition coil of the ignition switch preferably has the same dimensions as the electrode turns in diameter and pitch and is made of the same material. They can be cut in the same spiral and differ only in their length.
It has also been observed that an ignition switch, the heating coil of which was formed as usual by a tungsten wire, withstands a number of switching operations sufficient for numerous operations.
Surprisingly, it has been found that a priming switch with an iron heating coil withstands several times this number of switchings, which in fact prolongs the life of the combined priming switch and ignition * To increase the duration of existence of this ignition switch the heating coil is therefore manufactured ;, according to another embodiment of the invention, in a material whose work of electron emission is greater than 4.6 volts The electron emission work of tungsten reaches 4953 at 4.57 volts.
For example. with an ignition switch of which the eirp of heating was constituted by wire of the same size approximately, one obtains five times more switching. The electron emission work of iron is 4.75 to 4977 volts.
With nickel-chromed iron as heating coil ;, which is to be preferred to iron in many cases because of its greater mechanical resistance, the starting switch reached a number of switching times three times that of a switch ignition with tungsten heating coil.
Nickel-chromed iron turns have the other advantage that the value of the electrical resistance of the coil and therefore its heating power remain constant for a constant current intensity as it is given during the heating period of the coil. electrodes due to the presence of the damping coil Full heating power is then established immediately after switching on the nickel-plated iron coil, unlike what happens with tungsten coils in which the resistance value es.
at first very low and the heating power consequently very small due to the high positive temperature coef- ficient of tungsten., Or., with the ignition switches of the species causing it is precisely necessary to obtain full heating power immediately after switching on the heating coil so that the switch does not open prematurely
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The fact that a heating coil with a lower melting point, contrary to general experience, shows a longer life than a similar coil whose material has a higher melting point could be explained by the authors. phenomena occurring in the priming discharge In an abnormal priming discharge;
, as it is presented here, the cathodic drop increases with the intensity of the current, starting from the value of the normal cathodic drop following an exponential function and it is limited upwards by the applied voltage, which is not located here that a little below that of the network. If we assume that the normal density of the current for iron and for tungsten is substantially equal, which, for the same gas and filling pressure, is also a constant of the material, it results, for an ignition discharge operated at equal voltage, greater current density for the electrode material with the smallest normal cathodic drop.
The cathode with the lowest normal cathode drop is therefore subjected by the greater intensity of the current to a greater force and does not reach a long lifespan. But we know that the lowest normal cathode drop corresponds to a less work of electron emission. These considerations only constitute an attempt to explain this surprisingly experimentally observed fact, that the ignition switch with a heating coil made of irons, that is to say a substance with greater work of electron emission and a lower melting point than tungsten, indicates a lifespan several times longer than the same ignition switch with tungsten heating coil.
Once the ignition switch contact is closed, the bimetal of the ignition switch is quickly heated by the high power of the heating coil;, preferably twice the power of the heating power. of the coil of the ignition switch, so that the opening of the contact occurs at high speed. The gas filling pressure filling the ignition switch is low according to the proposal of the invention, so that, when the ignition switch is opened, a strong voltage surge occurs which leads with great certainty to the ignition of the lamp Due to the greater heating power of the coil ignition switch heating,
the bimetal of the ignition switch absorbs a greater amount of heat than the bimetal strip of the ignition switch. As a result, the ignition switch contact returns to the closed rest position. slowly until the ignition switch contact returns to the open position. To obtain as low a voltage surge as possible when opening the priming switch and a voltage surge as high as possible when opening the ignition switch the additional heating source of the priming switch must be connected with the counter contact of the bimetal strip and the source of the ignition switch with the bimetallic strip itself. This leads to the fact that there exist, in the ignition switch, on either side of the contacts,
substantially equal electrode surfaces which provide small voltage surges, while the ignition choke functioning as an ignition starter in a gas atmosphere causes high voltage surges to occur due to the straightening effect which occurs as a result of the asymmetry of the electrode surfaces, thereby resulting in the ignition switch at the same time defined distances of the ignition paths since the stationary part of the Bimetallic strip constitutes one of the electrodes and the coil supports the other initiating electrode, electrodes which are arranged at a constant distance from each other.
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In a normal ignition switch;, an anti-interference capacitor causes a slight soldering of the contacts due to which the closing time, and consequently the heating of the electrode turns, are prolonged, even though not very exactly. In the. combined starter of ignition switch and priming switch, this welding is not desirable because of its fact a factor of uncertainty in the evaluation of the closing time It is therefore preferable to go upstream of the anti-interference capacitor a resistance of 100 to 1000 ohms, preferably 500 ohms. As a result, the surge in the discharge current of the capacitor passing through the contacts of the starting switch is weakened enough so that no welding takes place.
Preferably, the priming switch and the ignition switch are mounted, if necessary at the same time as the anti-interference capacitor bridging the igniters and the damping resistor, in a cup. common protector, which allows the double starter to be easily fitted or changed as in the case of the known single starter starter. Another improvement in the ignition of the discharge lamp thus put into operation can be obtained by providing the lamp with an ignition coating extending almost the entire length of the lamp and preferably connected to an electrode via a resistor.
Finally, the ignition and operating device according to the invention can also operate according to a bridge assembly in which the ignition electrodes of the lamp are put to the supply voltage via an inductor and, where appropriate, a capacitor by providing in the bridge circuit containing the starting switch and the ignition switch a counter-winding coupled with the choke so as to reduce the apparent resistance of the entire circuit. heating By this arrangement known per se of a counter-winding coupled with the inductor, the heating current of the electrodes of the lamp is notably reinforced and the ignition duration shortened,
or ignition of the lamp ensured even at very low temperature In this case, it is preferable to constitute the igniter as a safety igniter, that is to say to mount an additional contact which interrupts the bridge circuit, when the igniter is active for a very long time, for about ten seconds, for example when the lamp is damaged or is not in working order for some other reason, so that the igniter must be closed again. hand. The choke can also carry a thermo-switch which cuts the whole circuit if the overcurrent is prolonged and which thus prevents the deterioration of the choke by the intense current which occurs when the igniter is closed.
When using chokes with counter winding, the current intensity can be increased during the heating period by suitable calculation of the counter winding in such a way that the electrode reaches the temperature required for heating in a few fractions of a second. ignition. In such a case, the time during which the ignition switch remains closed is sufficient for the ignition operation, even without additional heating, so that a special heating of the bimetal of the switch can be dispensed with. 'ignition.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of an ignition and operating device according to the invention in a lamp assembly, While in Fig. 1 the assembly parts such as lamp, choke and capacitor are shown schematically; the two igniters are shown in perspective, on a larger scale and partly in glass containers indicated in section.
Fig.1 shows the discharge lamp 19 to be ignited, in particular the low pressure luminescent tube
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with the layer of luminescent material 2 and the heatable electrodes 3, which are connected in series by means of a bridge conductor 4,. On this bridge conductor there is also placed an ignition switch 5 with heating resistor wire ¯6 and an ignition switch 9 with heating resistor 10. An anti-interference capacitor 12 of about 5000 to 10000 pF forms a bridge over the switches and 9; where appropriate, a damping resistor 19 is connected in series with this capacitor.
With certain current supply networks, this capacitor has a better action when it is placed directly in parallel with the priming switch, where appropriate with its damping resistor.
A damping coil 13 serves, in a known manner, to limit the discharge current of the lamp 1. There is also provided, if necessary, a capacitor 20 in series with one of the windings of the coil in order to obtain a capacitive resistance during the operation of the lamp. In addition, there is arranged in the bridge circuit an additional winding 14 inductively coupled with the choke 13. The main switch 15 being open, the starting contact 2. is open while the contact of the switch d. ignition 9 is closed.
After closing the main switch 15, the ignition switch contact 2 is closed in a known manner by the heat of the ignition discharge. Then the heating wire of resistor 6 continues to heat the bimetal strip. ¯8 of the ignition switch 5 in such a way that it remains closed until the bimetal contact of the ignition switch 9 is opened by the action of its heating coil 10 .Due to the continuous heating of the ignition switch 2. after closing the bimetallic contact, a prolonged heating of the ignition electrodes 3 is thus obtained.
With regard to the calculation of the dimensions of the igniters, the following values - ensuring the operation tuned to one another of the igniters have been found to be favorable o In this example of embodiments the bimetallic strip of the ignition switch has transverse 0908 x 2.5 mm and a length of 12 mmo The bimetallic strip of the ignition switch has the dimensions 0.12 x 3 x 12 mmo It is provided for both igniters a neon filling with addition about 10% hydrogen.
This gas filling has a pressure of about 2 mm / Hg for the ignition switch, of about 65 mm / Hg for the ignition switch. The resistances of the ignition switch and the switch are calculated approximately in the ratio 2 if to 3: 1, that is, the ignition switch has about 5 turns of a double turn while the ignition switch has only two turns the other dimensions of the wire being identical. It is of course possible without difficulty to match the igniters one on the other in a similar way by other calculated values as well of the dimensions of the bimetals and of the heating coils gas pressure so that the igniters also fulfill the roles previously indicated.
While good results have been obtained for the ignition switch by constituting the heating coil 10, as regards material and dimensions, such as the turns of the electrodes 3 of the discharge lamp to be ignited, these turns are not Distinguishing at most that by their length, it has proved favorable for the switch 2. that the heating turns 6 are in a material whose work of emission of electrons is greater than 4.6 volts, for example iron with 4.75 to 4.77 volts of electron emission work, chrome iron or nickel chrome iron. This gives an increase of up to three times or five times the number of commutations.
To facilitate the removal of the contacts which are easily welded in the ignition switch, they are made of molybdenum.
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or in a semiconductor. The heating element can also be made of a semiconductor material with low negative temperature coefficients.
In both cases, the result is that the bimetal ¯8 of the priming switch is still heated after its contacts have been closed by the additional heating element'6 and therefore remains closed. In this exemplary embodiment in addition to a symmetrical distribution of the parts of the igniter on either side of the contacts and at the same time to reduce the voltage surge, the heating source ¯6 of the priming switch
5 is connected with the feedback? of the bimetallic strip 8 Conversely,
in the ignition switch the heating element 10 is connected with the metal strip 11 with a view to an asymmetrical arrangement of the parts of the igniter on either side of the contacts and therefore to favor a greater - tension.
According to the invention, the heating of the electrodes is further improved by strengthening the heating current of the electrodes of the lamp by means of the additional winding 14 When the damping device contains only one coil. , the additional winding 14 must be wound in the opposite direction with respect to the winding of the choke so as to reduce the inductivity of the two windings. If the damping device in series with the choke 13 still contains a capacitor 20, the additional winding 14 must be wound in the same direction as the damping choke 13 so that, in this case inductance of the choke is increased by the heating current.
In both cases in effect the impedance of the whole heating circuit must be reduced by the additional winding 1 II. So when the ignition switch 9openscontact and turn on the lamp
1, the contact of the ignition switch 5 also reopens and the contact of the ignition switch returns to the contact position. The voltage of the lamp is then no longer sufficient, in a known manner, to bring the amercag 5 switch to operate.
In Fig. 2, the priming switch 5, the ignition switch 9, the anti-interference capacitor 12 and the damping resistor 19, covered with a common protective cup 17, are mounted on a common base plate 16. The combined igniter is therefore assembled into a unit and made to such dimensions that it can be mounted in place of the hitherto usual priming igniter (choke) in the same mounts. starter starter. In this further example embodiment, the lamp 1 is provided with an ignition coating 18 which is electrically conductive joined with one of the ignition electrodes 3.
This arrangement also makes it possible to obtain a further improvement in ignition insofar as this would be necessary if necessary at low temperature. The ignition coating 18 can be applied in a known manner on the inside or on the inside of the bulb of the lamp. Due to the ignition and operating device according to the invention thus described and shown. Sufficient, prolonged heating of the lamp electrodes is therefore obtained with a reinforced current so that rapid and flicker-free ignition is undoubtedly obtained even at very low temperatures.