Thermomagnetischer Schalter, insbesondere zum Zünden von Leuebtsto:ffröhren. Für viele technische Anwendungen sind Schalter erforderlich, die erst nach Ablauf einer gewissen Zeit eine gewünschte Schalt handlung ausführen. Dies gilt insbesondere auch für die sogenannten Zünder oder Starter für Leuehtstoffröhren. Bei diesen hat man die Verzögerung beispielsweise dadurch bewirkt, dass durch eine Glimmentladung ein Bimetall- streifen erhitzt wird.
Es sind aber auch Schal ter bekannt, bei denen ein Bimetallstreifen durch direkte oder indirekte Beheizung eine Bewegung ausführt oder bei denen die ther mische Längenausdehnung eines Heizdrahtes zur Anwendung kommt. Schliesslich hat man auch Zünder auf magnetischer Basis gebaut. Die Glimmzünder haben den Vorteil, dass sie nur zwei Anschlüsse benötigen. Die Kontakt bewegung ist jedoch schleichend, was flackern des Zünden und starke Radiostörungen zur Folge hat. Auch arbeiten die Glimmzünder <B>c</B> schon bei Temperaturen in der Nähe des Null punktes nicht mehr betriebssicher. Die be kannten thermisehen und magnetischen Zün der ausser dem Glimmzünder benötigen vier Anschlüsse.
Sie sind komplizierter, beanspru- ehen mehr Platz und sind dementsprechend auch teurer.
Die vorlie-,ende Erfinduno, betrifft nun <I>n</I> CI einen thermomagnetisehen Schalter, der insbe sondere zur Zündune von Leuehtstoffröhren geeignet ist.
Erfindungsgemäss wird der Sehaltarm von einem von der Klemmenspan nung abhängigen Anzugsmagnetfeld angezogen und schliesst damit den Kontakt, wodurch das Anzugsmagnetfeld geschwächt und der Sehaltarm mindestens teilweise beheizt und von einem Haltemagnetfeld so lange festge halten wird, bis die Permeabilität des vom Haltemao,ne,tield beeinflussten Teils infolge der Erwärmung so weit abnimmt,
dass der Schaltaxm unter dem Einfluss einer Rückstell- kraft abfällt und der Schaltkontakt wieder ge öffnet wird.
Bezüglich der Wirkung des Anzugs- und des Haltemagnetfeldes lassen sieh zwei grund- sätzlieh verschiedene, zweckmässige Ausfüh- rungsformen unterscheiden.
Bei der einen Aus- itihrungsform wirken das Anzugs- und das Haltemagnetfeld auf zwei verschiedene Teile des Sehaltarmes, das heisst, der Sehaltarm weist an mindestens zwei Stellen magnetisier- bare Teile auf, wovon,der eine Teil durch das Anzugsmagnetfeld und der andere, bei Kon- taktsehliessung erwärmte Teil durch das Halte- magmetfeld beeinflusst wird.
Bei der zweiten Ausführungsform wirken Anzugs- und Ma <B>,</B> gnet feld auf den gleichen Teil des Schalt- armes. <B>Auch</B> bezüglich der Erzeugung des Halte magnetfeldes sind zwei verschiedene Lösun gen möglieli und praktisch durchführbar. Das Haltemagnetfeld kann durch einen permanen ten Magneten oder durch einen Elektromagne ten, der von einem vom Sehalterstrom abhän gigen Strom erregt wird, erzeugt werden.
Schliesslich sind auch bezüglieh der Art der Beheizuing verschiedene Ausführungen möglich. Mit Rücksicht auf die Verwendung des Schalters, insbesondere zur Zündi-ing von Leuchtstoffröhren, kann es von Vorteil sein, wenn der beheizte Teil von einem vom Schal terstrom abhängigen'Strom erwärmt wird.
In diesem Falle wird man zweckmässigerweise das Haltemagnetfeld durch einen Elektromagneten erzeugen, der eben-falls von einem vom 'Schal terstrom abhängigen Strom erregt wird, wobei dann die Heizwieklung und die Erregerwiek- lung für das Haltemagnetfeld in Reihe oder parallel geschaltet sein können.
Es hat sich ferner als sehr zweckmässig er wiesen, wenn der durch das Haltemagnetfeld beeinflusste Teil mindestens teilweise aus einem magnetisierbaren Material mit einem Curie- Punkt unterhalb 4000<B>C</B> besteht.. Um einen von der Umgebungstemperatur möglichst unabhän gigen Schalter zu erhalten, empfiehlt es sich, ein Material zu wählen, dessen Curiepunkt nicht unter<B>150"</B> C liegt.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Schalters dargestellt, wie sie zur Zündung von Leuchtstoffröhren verwendet werden können.
Fig. <B>1</B> zeigt einen Schalter, bei dem das Anzugs- und Halteinagnetfeld. auf zwei ver- sehiedene Stellen des Schaltarmes wirken, wo bei das Haltemagnetfeld durch einen perma nenten Magneten erzeugt wird.
Fig. 2 veranschaulieht einen Schalter, bei dem Anzugs- und Haltemagnetfeld den glei- eben Teil,desSehaltarmes beeinflussen, wobei das Halteinagnetfeld von einem Elektromagne ten erzeugt -wird, dessen Erregerwieklung von einem vom Schalterstrom abhängigen Strom gespeist wird.
In Fig. <B>1</B> bedeuten:<B>1</B> eine Drosselspule üblicher Bauart, 2 eine Leiichtstoffröhre mit den Heizwendeln<B>3</B> und 4,<B>5</B> ein federnder Schaltarm aus magnetisierbarem Material, der isoliert auf der Grundplatte<B>6</B> befestigt ist,<B>7</B> der bewegliche Schaltkontakt, <B>8</B> ein am Schalt arm<B>5</B> befestigter illagnetanker aus einem Ma terial mit einem Curiepunkt. von beispielsweise 2000<B>Q 9</B> eine Heizwieklung, <B>10</B> ein kleiner permanenter Magnet.,<B>11</B> das Magnetsystem eines Elektromagneten mit.
der Spule 12, 13 ein in Reihe mit der Spule 12 geschalteter Widerstand, 14 der eine Zuleitungsstift, der den. festen Kontakt<B>15</B> trägt,<B>16</B> der --weite Zuleitungsstift, <B>17</B> ein gegebenenfalls angeord neter Störsehutzkondensator, <B>18</B> ist einSchal- ter zum Anschalten der Netzspannung<B>26.</B>
Die Wirkungsweise des Schalters ist fol- ,gende: Beim Einschalten der Netzspannung U, durch Schliessen des Schalters<B>18</B> fliesst zu nächst ein Strom über die Drossel<B>1,</B> die Heiz- wendel <B>3</B> zum Stift<B>16,</B> von hier über den Wi- derstan,d <B>13,</B> die Spule 12 zum Stift 14 und ,dann überdie Heizwendel 4 zurüek zum Netz. Dies hat zur Folge, dass der Magnet<B>11</B> erregt wird und somit. den ganz oder nur teilweise beheizten Schaltarm<B>5</B> anzieht.
Die Kontakte, <B>7, 15</B> kommen in Berührung, wodurch sich ein zweiter Stromkreis schliesst, nämlich vom Stift<B>16</B> nach der Heizwicklung<B>9</B> und von hier überdas Kontaktpaar<B>7, 15</B> zum'Stift 14. Da durch wirdder Strompfad, bestehend aus Wi derstand<B>13</B> und Spule 12, Überbrückt. Der Sehaltarm <B>5</B> fällt aber nicht. ab"da der Anker <B>8</B> zunächst vom permanenten Magneten<B>10</B> festgehalten wird. Dies dauert so lange, bis der Anli:,er <B>8</B> seine Curietemperatur von beispiels weise 2000<B>C</B> erreicht hat.
Dann sehnellt der Kontaktarm<B>5</B> zurück, der Anheizstrom der Wendeln.<B>3,</B> 4 wird unterbrochen, und die Lampe wird im allgemeinen zünden. In diesem Zustand liegt nun an der Reihenschaltung von Widerstand<B>13</B> und Spule 12 nur noch die Brennspannung,der Lampe, das heisst etwa die halbe Net,-spannung TT. Die Zugkraft des Ma gneten<B>11</B> beträgt. also nur noehetwa ein Vier tel des früheren Anzugswertes. Diese genügt nicht mehr, um den Schaltarin <B>5</B> anzuziehen. Der Sehalter bleibt also in der Ruhestellung.
Sollte bei der ersten Unterbrechung, weil sie vielleicht zufällig annähernd im Stromnull- durchgang erfolgt, keine Zündung zustande kommen, so liegt an der Reihensehaltung von Widerstand<B>13</B> und Spule 12 wieder die volle Netzspannung. Der Sehaltarm <B>5</B> wird unver- züglieh angezogen.
Hierdurch wird der Strom pfad 12,<B>13</B> kurzgesehlossen. Der Anker<B>8</B> ist noch heiss und daher unmagnetiseh, Es ei-folgt eine zweite Unterbrechung, die erfahrungsge- CD mäss praktisch immer zur Zündung dei- Lampe n 2 fÜhrt. Sollte dies ausnahmsweise nicht der Fall sein, so wiederholt sieh das Spiel.
Man wird zweckmässig die thermisehe Zeit konstante der Heizwieklung <B>9</B> etwa. gleich der thermisehen Zeitkonstante der Heizwendeln<B>3</B> und 4 wählen, um sogenannte Kaftzünclungen zu verhindern.
Da anderseits bei brennender Lanipe die Heizung<B>9</B> unterbrochen ist, kann die Ileizleistung der Wieklung <B>9</B> relativ gross gemacht werden, so dass die Zündung, der Lampe schon nach einer Sekunde oder weniger erfolgt, immer aber erst dann, wenn die Wen deln<B>3</B> und 4 bereits genügend Elektronen einittieren. In Fig. 2 bedeuten:
<B>1</B> wiederum die Vor- schaltdrossel, 2 die zu zündende Leuehtstoff- röhre mit den Heizwendeln<B>3</B> und 4,<B>25</B> ein elastischer Sehaltarm, der auf der Grundplatte <B>26</B> aus Isoliermaterial befestigt ist lind den beweglichen Sehaltkontakt <B>27</B> trägt,<B>28</B> ein am Sehaltarm <B>25</B> befestigter Magnetanker aus einem Material mit einem Curiepunkt von bei spielsweise 2000<B>C, 29</B> eine Heizwieklung, <B>30</B> eine Elektromagnetspule,
<B>31</B> das Magnetsystem mit einer weiteren Spule<B>32,</B> die mit einem Widerstand<B>33</B> in Serie geschaltet. ist, 34 ein Zuleitungsstift mit dem festen Kontakt<B>35, 36</B> der zweite Zuleitungsstift. Zwischen den Stif ten 34 und<B>36</B> kann aneh in diesem Falle ein- Störsehutzkondensator <B>37</B> angeordnet sein. Mit <B>18</B> ist wiederumder Schalter zur Ansehaltun,#, der Netzspannung bezeichnet.
Die Wirkungsweise dieses Zündsehalters ist die folgende: Beim Einschalten der Netz spannung TT durch Schliessen des Schalters<B>18</B> fliesst zunächst ein Strom über die Drossel<B>1,</B> die Heizwendel<B>3</B> zum Stift<B>36,</B> von hier über den Widerstand<B>33,</B> die Spule<B>32</B> zum Stift 34 und dann über die Heizwendel 4 zurüek zum Netz. Dadurch wird der Elektromagnet<B>31</B> er regt und der Sehaltarm <B>25</B> angezogen.
Die Kontakte<B>27, 35</B> schliessen sieh, wobei ein zwei ter Stromkreis zustande kommt" nämlich vom Stift<B>36</B> nach der Spule<B>30</B> und von hier über die Heizwieklun.- <B>29</B> nach den Kontaktpaaren <B>27, 35</B> mm Stift 34. Dadurch wird der Strom- pfad von Stift<B>36</B> über den Widerstand<B>33</B> und die Spule<B>32</B> zum Stift 34 überbrückt. Der Schaltarm<B>25</B> fällt aber nicht ab, da der An ker<B>28</B> von dem von der Spule<B>30</B> erzeug ten Haltemagnetfeld festgehalten wird. Dies dauert so lange, bis der Anker<B>28</B> seine Curie- temperatur von beispielsweise 20011 <B>C</B> erreicht hat.
Dann schnellt der Sehaltarm <B>25</B> zurück, der Anheizstrom der Wendeln<B>3,</B> 4 wird unter brochen, wodurch im allgemeinen die Lampe 2 ge ündet wird. An der Reihen#schaltung von Widerstand<B>33</B> und Spule<B>32</B> liegt -nun nuir noch die Brennspannung der Lampe, die aber nicht genügt, um den Schaltarm<B>25</B> wieder an zuziehen.
Ist keine Zündung erfolgt, so liegt an der Reihensehaltung von Widerstand<B>33</B> und Spule<B>32</B> wieder die volle Netzspannung; der Sehaltarm <B>25</B> wird also wieder angezogen, sobald die Permeabilität des Magnetankers <B>28</B> infolge Abkühlung wieder auf einen genü gend hohen Wert gestiegen ist.
Um. diese sogenannte Rückschaltzeit herab zusetzen, empfiehlt es sich, den Schaltarm<B>25</B> mit einem weiteren Magnetanker zu versehen, der aus einem Material besteht, dessen Curie- punkt zweekmässigerweise höher liegt als der jenige des Magnetankers<B>28.</B> Ein solcher zu- sätzlieher Magnetanker ist in Fig. 2 mit<B>38</B> angedeutet. Ein anderer Weg, um die, Rück- schaltzeit zu verringern, besteht darin, den Schaltarm<B>25</B> aus magnetisierbarem. Material zu machen.
In beiden Fällen muss man dann den Schaltarm. so dimensionieren, dass er bei voller Netzspannung angezogen wird, auch wenn der Anker 28 noch unmagnetiseh ist, da gegen beider Brennspannung nicht angezogen wird. Dabei ist. es ferner notwendig, dass das Haltefeld diesen zusätzlichen Anker<B>38</B> bzw. den magiretisierbaren Sehaltarm nicht so weit beeinflussen kann, dass der Sehaltarm ange zogen bleibt-, wenn der Magnetanker<B>28</B> un- magnetisch geworden ist.
<I>n</I> Es ist auch denkbar, die Anker<B>28</B> und <B>38</B> zu einem einzigen Anker zu vereinigen, der aus zwei verschiedenen Materialien besteht, wovon das eine einen CuriepLinkt unterhalb 4001> C aufweist.
Schliesslich kann auch der Anker<B>28</B> so aus gebildet -Lind angeordnet sein, dass er von der Heizwieklung <B>29</B> -ungleichmässig erwärmt wird, so dass sich gleichzeitig räumlich benachbarte Gebiete verschiedener Permeabilität ausbilden, wodurch der gleiche Zweck, wie bei der er wähnten allmählichen Änderung der Permea- bilität erreicht wird.
Die Vorteile der beschriebenen Schalter sind im wesentlichen folgende: Momentsehal- tung beim Schliessen und insbesondere beim Öffnen, wodurch bei Verwendung zur Zün dung von Leucht-stoffröhren eine flackerfreie Zünd-Lin- Lind ein Mindestmass von Radiostö rungen gewährleistet sind; einf achste Mon tage, da nur zwei Zuführungsleitungen not wendig sind;
praktisch sichere Zündung un mittelbar nach der ersten Aufheizung, gerin ger Einfluss der Aussentemperatur, sofern für die Anker<B>8</B> bzw. <B>28</B> ein Material gewählt wird, dessen Curiepunkt wesentlich über der Umgebungstemperatur zum Beispiel zwischen 1.50 und 40011 C liegt.