Zündvorrichtung für Fluoreszenzröhren Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung, die nur zwei Eingangsklemmen aufweist, mit denen sie zur Entladungsstrecke der Fluoreszenzröhre parallel zu schalten ist. Bekannte Zündvorrichtungen dieser Art bestehen im wesentlichen aus einem Glimm- relais oder einem Bimetallrelais und haben demzu folge den Nachteil, dass sie bei zu tiefen Tempera turen des Raumes, in welchem sie sich befinden, nicht mehr ansprechen.
Die Zündvorrichtung nach der Erfindung, die diesen Nachteil vermeidet, zeichnet sich aus durch drei Stromzweige, von denen der erste mindestens eine erste Relaisspule und einen Widerstand, der zweite mindestens eine zweite Relaisspule und einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten und der dritte einen Widerstand enthält, und die so geschaltet sind, dass bei offenem Schaltarm des die beiden Spulen aufweisenden Relais nur der erste Stromzweig, bei geschlossenem Schaltarm dagegen alle drei Stromzweige parallel zueinander mit den Eingangsklemmen verbunden sind, wobei die Ele mente dieser Stromkreise so dimensioniert sind,
dass bei Erregung der ersten Relaisspule der Magnetkern des Relais einen mit dem Schaltarm verbundenen Anker anzieht und dadurch den Schaltarm in seine Schliesslage bringt, wobei der Anker infolge seiner kinetischen Energie erst dann mit dem Magnetkern in Berührung kommt, wenn die Schaltkontakte sich bereits berühren, dass ferner der Anker infolge magnetischer Remanenz am Ankerkern kleben bleibt, und dass schliesslich der dann in der zweiten Relais spule fliessende, infolge der Erwärmung des Wider standes mit negativem Temperaturkoeffizienten all mählich zunehmende Wechselstrom im Magnetkern einen den Remanenzfluss kompensierenden Magnet fluss erzeugt,
so dass der Anker sich unter Feder- wirkung vom Magnetkern löst und dadurch den Schaltarm in seine öffnungslage bringt.
In der einzigen Figur der beiliegenden Zeich nung ist das Schaltschema eines Ausführungsbei spiels der Zündvorrichtung nach der Erfindung dar gestellt.
Die Zündvorrichtung 1 weist nur zwei An schlussklemmen 2, 3 auf, die respektive an die Heiz- elektroden 4, 5 der Fluoreszenzröhre 6 und parallel zu deren Entladungsstrecke angeschlossen sind. Mit 7 ist die übliche Vorschaltdrossel bezeichnet und mit 8 der Schalter, der zum Einschalten der Fluores- zenzröhre zu schliessen ist. Die Netzklemmen sind mit 9 und 10 bezeichnet, an denen eine Wechsel spannung liegt.
Die Zündvorrichtung 1 weist ein Relais 11 mit zwei Wicklungen 12 und 13 auf. Der Magnetkern 14 des Relais wirkt auf den Anker 15, der mit dem Arm 16 des beweglichen Kontaktes 17 me chanisch verbunden und vorzugsweise unmittelbar an demselben angebracht ist. Der Schaltarm 16 steht unter der Einwirkung einer nicht dargestellten Feder, die bestrebt ist, ihn in der öffnungslage zu halten. Der Schaltarm kann natürlich auch selbst als Feder ausgebildet sein. Die erste Relaisspule 12 ist einer seits mit der Eingangsklemme 2 und anderseits über einen normalerweise geschlossenen Schalter 18 und einen hohen Widerstand 19 mit dem festen Kontakt 20 verbunden, der mit dem beweglichen Kontakt 17 zusammenarbeitet.
Der Kontakt 20 ist mit der Ein gangsklemme 3 verbunden.
Die zweite Relaisspule 13 ist einerseits eben falls mit der Eingangsklemme 2 verbunden und anderseits an einen Widerstand 21 mit negativem Temperaturkoeffizienten angeschlossen, der mit einem U-förmig gebogenen Bimetallstreifen 22 in elektrisch und thermisch leitender Verbindung steht. Der Bimetallstreifen ist seinerseits mit dem Kon taktarm 16 verbunden. Bei Erwärmung des Bi metallstreifens wird der Kontakt 18 geöffnet.
Zwischen der Eingangsklemme 2 und dem Kon taktarm 16 ist noch ein Widerstand 23 parallel zu den Elementen 13, 21 und 22 geschaltet. Dieser Widerstand 23 ist ein üblicher Metallwiderstand und weist also einen kleinen positiven Temperatur koeffizienten auf, der Wert des Widerstandes 23 nimmt also bei Stromdurchgang etwas zu, während derjenige des Widerstandes 21 bei Stromdurchgang abnimmt.
Beim Schliessen des Schalters 8 fliesst zunächst durch die Zündvorrichtung 1 auf nachher noch näher beschriebene Weise ein Strom, was eine Er wärmung der Heizelektroden 4 und 5 der Fluores- zenzröhre 6 zur Folge hat. Nach kurzer Zeit wird dieser Strom unterbrochen. Infolge der Vorschalt- drossel 7 entsteht dann zwischen den durch die Erwärmung emissionsfähig gewordenen Elektroden 4 und 5. vorübergehend eine Überspannung, welche die Zündung der Röhre zur Folge hat.
Sobald infolge des Schliessens des Schalters 8 die Netzspannung an die Eingangsklemmen 2, 3 der Zündvorrichtung 1 angelegt wird, geschieht im ein zelnen folgendes: In einem ersten Stromzweig 12, 18, 19 fliesst ein Strom, der ein Anziehen des Ankers 15 durch den Relaiskern 14 und damit eine Bewegung des Kontaktarmes 16 entgegen der Federwirkung zur Folge hat, so dass die Kontakte 17, 20 sich be rühren. Das hat zur Folge, dass nun auch in einem zweiten Stromzweig 13, 21, 22 und in einem dritten Stromzweig 23 Ströme fliessen. Die vektorielle Summe dieser drei Ströme bewirkt die Erwärmung der Heizelektroden 4, 5 der Fluoreszenzröhre 6.
Da die Impedanzen des zweiten und dritten Stromzweiges viel geringer als diejenige des ersten Stromzweiges sind, und da die Elemente 7, 4 und 5, insbeson dere die Drossel 7, als Vorschaltimpedanzen zu den drei nunmehr parallelen Stromzweigen wirken, sinkt der Strom im ersten Stromkreis auf einen sehr ge ringen Betrag, der nicht mehr genügt, um den Schaltarm 16 entgegen der Federwirkung geschlos sen zu halten.
Der Schaltarm 16 bleibt aber vorerst trotzdem in seiner Schliesslage, weil der Anker 15 infolge seiner beim Anziehen durch den Kern er haltenen kinetischen Energie erst nachdem die Kontakte 17 und 20 sich bereits berührten, mit dem Kern 14 in Berührung gekommen und durch rema- nenten Magnetismus an demselben kleben geblieben ist. Dadurch sind die Kontakte 17 und 20 unter leichter Deformation des Schaltarmes 16 fest auf einander gedrückt worden.
Wenn die Kontakte 17 und 20 sich berühren, fliesst zunächst in dem zweiten Stromzweig 13, 21, 22 ein relativ kleiner Strom, weil der Widerstand 21 noch kalt ist, während der Strom im dritten Strom- zweig 23 relativ gross ist. Infolge der Erwärmung der Widerstände 21 und 23 nimmt der Strom im zweiten Stromkreis langsam zu, im dritten Strom kreis dagegen langsam ab.
Der durch die Relaisspule 13 im Kern 14 er zeugte magnetische Wechselfluss ist anfangs sehr gering. Infolge der Zunahme des durch die Spule 13 fliessenden Stromes nimmt dieser Wechselfluss aber. langsam zu und erreicht schliesslich eine positive oder negative Amplitude, bei welcher der remanente Magnetfluss (der in dem einen oder in dem an dern Sinne gerichtet, das heisst entweder positiv oder negativ sein kann) gerade aufhebt. In diesem Augenblick wird der Anker 15 durch den Kern 14 nicht mehr festgehalten und der Schaltarm 16 wird durch die Federwirkung sehr rasch in die darge stellte Öffnungslage zurückkehren.
Hierdurch ent steht an der Vorschaltdrossel 7 ein starker Span nungsstoss, der die Zündung der Fluoreszenzröhre be wirkt. Der im ersten Stromkreis 12, 18, 19 weiter hin fliessende Strom ist zu klein, um ein erneutes Anziehen des Ankers 15 zu bewirken, da nunmehr an den Klemmen 2, 3 nicht die Netzspannung, son dern die wesentlich niedrigere Betriebsspannung der Röhre 6 herrscht.
Der durch den Bimetallschalter 22 betätigbare Schalter 18 dient zu Sicherheitszwecken. Angenom men, dass die Fluoreszenzröhre 6 trotz richtigen Funktionierens der Zündvorrichtung 1 nicht ge zündet hat, zum Beispiel weil die Heizelektroden 4, 5 ausserordentlich kalt waren, oder weil sie nicht mehr genügend emissionsfähig sind, die Röhre 6 also ausgebrannt ist. Nach dem Öffnen des Schalt armes 16 würde dann wieder die volle Netzspan nung an den Klemmen 2, 3 liegen und der beschrie bene Arbeitszyklus würde sich wiederholen. Die Kontakte 17 und 20 würden also immer wieder miteinander in Berührung kommen und vonein ander getrennt werden.
Dies hätte eine Erwärmung der Kontakte zur Folge, so dass schliesslich beim Öffnen des Schaltarmes 16 zwischen den emissions fähig gewordenen Kontakten ein dieselben zerstö render Lichtbogen entstehen würde. Dieser Nach teil wird dadurch verhindert, dass bei nicht soforti gem Zünden der Röhre der Bimetallstreifen 22 durch den Widerstand 21 so weit erhitzt wird, dass er den Schalter 18 öffnet und damit den ersten Stromzweig unterbricht. Die Erwärmung durch den Strom im Bimetallstreifen selbst ist relativ gering, so dass der Bimetallstreifen auch nur teilweise oder überhaupt nicht im zweiten Stromkreis liegen könnte.
Der Schaltarm 16 wird infolge der Unterbrechung des ersten Stromzweiges durch den Schalter 18 zunächst nicht mehr in die Schliesslage zurückgebracht; dies ist erst möglich, wenn der Bimetallstreifen 22 sich so weit abgekühlt hat, dass dadurch der Schalter 18 geschlossen wird. Bis dahin haben sich aber auch die durch die erfolgten Schaltvorgänge nur in ganz vernachlä-ssigbarem Masse erwärmten Kontakte 17 und 20 so weit abgekühlt, dass einige neue Schalt- vorgänge ihnen in keiner Weise mehr schaden kön nen. Die Zündvorrichtung 1 erleidet somit keinen Schaden, auch wenn der Schalter 8 dauernd einge schaltet gelassen wird.
Selbstverständlich wird man eine Fluoreszenz röhre, die auf die Dauer nicht zündet, schliesslich auswechseln. Wenn dagegen die Heizelektroden 4, 5 anfangs lediglich zu kalt waren, so werden sie sich nach mehrmaligem Stromdurchfluss schliesslich ge nügend erwärmen, um die Zündung der Röhre zu bewirken.
Die beschriebene Zündvorrichtung arbeitet nicht nur bei normalen Temperaturen, sondern auch bei sehr tiefen Temperaturen, bei denen zum Beispiel in einem Glimmrelais unter dem Einfluss der Netz spannung gar keine Entladung erfolgt, vollkommen zuverlässig. Der Stromfluss im ersten Stromzweig 12, 18, 19 und das Anziehen des Ankers 15 durch den Relaiskern 14 sind praktisch vollkommen tem peraturunabhängig.
Die Zeit, welche der Widerstand 21 mit negativem Temperaturkoeffizienten braucht, um einen so niedrigen Wert zu erreichen, dass der durch ihn und die Spule 13 fliessende Strom die Kompensation des remanenten Magnetflusses be wirkt, ist wohl etwas von der Aussentemperatur ab hängig; allein, abgesehen davon, dass der Wider stand 21 in der Praxis sehr geringe geometrische Dimensionen und entsprechend auch eine sehr geringe Wärmekapazität besitzt, also seine Funktion nur wenig von der Aussentemperatur abhängt, ist der geringe Einfluss dieser Temperatur günstig.
Wenn das Zeitintervall, das, vom Schliessen des Schalt armes 16 an gerechnet, nötig ist, bis der remanente Magnetfluss kompensiert wird, infolge sehr niedriger Aussentemperatur grösser wird, so werden die Heiz- elektroden 4 und 5 der Fluoreszenzröhre entspre chend länger vom Strom durchflossen und also besser erwärmt als bei konstantem Werte dieses Zeitintervalles.
Die Geschwindigkeit, mit der der Schaltarm 16 sich im Moment der Kompensationen des Rema- nenzflusses öffnet, ist wiederum temperaturunab hängig und sehr gross im Vergleich zu der mit Bimetallschaltern erzielbaren Schaltgeschwindigkeit. Durch die plötzliche Unterbrechung der Ströme im zweiten und dritten Stromkreis, die fast dem ganzen durch die Vorschaltdrossel 7 fliessenden Strom entsprechen, entsteht ein sehr kräftiger Span nungsstoss, was die Zündung sehr begünstigt.
Konstruktiv werden die verschiedenen Teile der Zündvorrichtung 1 vorzugsweise zu einer Einheit zusammengebaut, die als Ganzes an Stelle der bisher üblichen Glimm- oder Bimetallrelais in die für diese Relais normalerweise verwendeten Montagefassungen eingesetzt werden kann.
Dies ist ein wichtiger Vorteil gegenüber be kannten Zündvorrichtungen, die ebenfalls bei niedri gen Aussentemperaturen mit grösserer Zündsicher- heit als die üblichen Glimm- oder Bimetallrelais arbeiten. Diese bekannten Zündvorrichtungen weisen Schaltungselemente auf, die mit dem Eingangskreis der Fluoreszenzröhre verbunden werden müssen; sie weisen mehr als zwei Eingangsklemmen auf, indem nur Teile dieser Vorrichtungen, nicht die ganzen Vorrichtungen selbst zur Fluoreszenzröhre parallel zu schalten sind.
Es ist daher nicht mög lich, Glimm- oder Bimetallrelais ohne weitere Mon tagearbeiten durch diese bekannten Zündvorrichtun gen zu ersetzen. Überdies weisen diese Vorrichtun gen auch keine Sicherheitsvorrichtungen auf, welche sie im Falle einer Nichtzündung der Röhre vor Zer störung bewahren.
Es sei noch bemerkt, dass zwischen die Eingangs klemmen 2, 3 der Zündvorrichtung 1 ein Konden sator geschaltet werden kann, um in üblicher Weise eine Rundfunk-Entstörung der Fluoreszenzröhre 6 zu bewirken, wobei dieser Kondensator die Wirkungs weise der Vorrichtung in keiner Weise beein trächtigt.