DE1001416C2 - Glimmschalter, insbesondere zur Zuendung von bei einer Netzspannung von etwa 110 V betriebenen elektrischen Gas- oder Dampfentladungslampen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1001416 ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DEK ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER PATENTS CHRIFTr

DBP 1001416 kl. .2If 84/01

INTERNAT. KL. H 01 j

26. MÄRZ 1952 ■

24. JANUAR 1957 4. JULI 1957

STIMMT OBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT

(P 7347 VIII c/2If) .

Die Erfindung bezieht sich auf einen Glimmschalter, insbesondere zur Zündung von einer bei einer Netzspannung von etwa HOV bzw. von zwei bei einer Netzspannung von etwa 220 V in Reihe betriebenen elektrischen Gas- oder Dampfentladungslampen, vorzugsweise Leuchtstofflampen mit vorheizbaren Glühelektroden. Glimmschalter, deren Zündspannung wesentlich unter 110 V, möglichst unter 90 V Wechselspannung liegen soll, erforderten bisher eine besondere Behandlung der Elektroden. Insbesondere hat man zur Herabsetzung der Zünd- und Betriebsspannung solcher Glimmschalter die Elektroden mit Stoffen kleinerer Elektronenaustrittsarbeit belegt, z. B. mit Verbindungen von Barium, Strontium und Magnesium bzw. Gemischen derselben. Diese Aktivierung zeigt jedoch in Betrieb meist eine zu schnelle Verdampfung des Belages, insbesondere bei Barium, wodurch eine nachteilige Erhöhung der Zünd- und Brennspannung nach einer größeren Zahl von Schaltungen hervorgerufen wird. Die Bariumyerdampfung tritt besonders frühzeitig bei geringen Fülldrucken auf, die zur Erzeugung einer genügend hohen Stoßspannung für eine einwandfreie Zündung bei Kältebetrieb unter Umständen notwendig sind. Unter solchen Umständen ist es unvermeidlich, daß die Schaltdauer solcher Glimmschalter zum Teil erheblich unter 5000 Schaltungen sinkt.

Diese Nachteile werden bei Glimmschaltern nach der Erfindung dadurch überwunden, daß eine oder beide Glimmlichtelektroden ganz oder teilweise aus blanken, weniger als 150 μ, vorzugsweise etwa 50 μ, starken Streifen bzw. Folien eines sehr reinen, hochschmelzenden Metalls mit niedriger Elektronenaustrittsarbeit, insbesondere aus Molybdän bestehen, die durch die an ihnen auftretende Glimmentladung auf einen oder ■ mehrere kontaktgebende bzw. -öffnende Bimetallstreifen einwirken. Vorzugsweise sind die Elektrodenfolien, insbesondere Mo-Folien, der Außen- und/oder Innenseite des Bimetallstreifens so naheliegend angeordnet, daß sich auf dem Bimetallstreifen eine Aktivierungsschicht von zerstäubtem. Folienmaterial, z. B. Molybdän, infolge einer Alterungsbehandlung bildet und während des Betriebes des Glimmschalters durch Verdampfung des Folienmaterials erneuert.

Während der Kathodenfall von Molybdän sonst gebräuchlicher Stärken bei etwa 115 bis 120 V liegt, ergibt sich bei Verwendung von sehr reinen, insbesondere dünnen Molybdänfolien, deren Oberfläche gegebenenfalls durch sorgfältige Alterung gründlich gereinigt ist, und bei Verwendung einer geeigneten Gasfüllung und bei Beachtung größter Reinheit, daß der Kathodenfall auf so niedrige Werte gebracht · werden kann, daß schon bei weniger als 100 V Glimmschalter, insbesondere zur Zündung von bei einer Netzspannung von etwa HOV betriebenen elektrischen Gas- oder

Dampfentladungslampen

Patentiert für:

Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen m.b.H., München

Dr. Max Wendt, Berlin-Steglitz,

und Botho Bergemann, Berlin,

sind als Erfinder genannt worden

Wechselspannung eine ausreichende Glimmlichterwärmung bis zum gewünschten Schalten des Zünders eintritt. Es sind zwar schon Glimmschalter bekannt, bei denen Drähte oder Stäbe aus Molybdän als Elektroden verwendet worden sind. Bei diesen war es ebenfalls erforderlich, einen Aktivierungsstoff auf das Elektrodenmaterial aufzubringen, um den Kathodenfall und damit die Zündspannung des Glimmschalters herabzusetzen. Dabei traten unter anderem die.oben beschriebenen Nachteile der Verdampfung des Äktivierungsstoffes und der geringen Spannungsstäbilitat und damit einer geringen Lebensdauer in Erscheinung. Außerdem wurde als Kontaktmaterial vielfach Molybdän statt Wolfram in Form von Drähten oder Stäben verwendet, wobei diese Molybdänkontakte lediglich die Aufgabe hatten, ein Verschweißen der Kontakte zu erschweren. .

Vorteilhaft ist ein Glimmschalter nach der Erfindung, dessen Kontakte in der Ausgangsstellung geöffnet sind, in der Weise ausgeführt, daß der Bimetallstreifen und eine diesem ganz oder teilweise anliegende Mo-Folie gemeinsam an einer Stelle einer Elektrodenzuführung, z. B. durch Punktschweißung, befestigt sind, während mit der anderen Elektroden-^Λ zuführung eine zweite Mo-Folie elektrisch verbunden ist, die dem Bimetallstreifen und der mit diesem verbundenen/ Mo-Folie in geeignetem Abstand gegenüberliegt, so daß infolge einer Glimmentladung eine Kontaktgabe und anschließend eine Öffnung der Schaltkontakte jerfolgen kann. Die mit dem Bimetall-streifen verbundene Mo-polie kann dabei auf dessen

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Außen- und/oder Innenseite angeordnet sein, so daß An dem Bimetallstreifen 11 ist ein Kontaktstift 16

beide Mo-Folien gegebenenfalls den Bimetallstreifen und senkrecht zu diesem an. der Elektrodenzuführung

zwischen sich einschließen. Der Bimetallstreifen und 14 ein Kontaktstift 17, vorzugsweise je aus Molybdän,

d:3 mit ihm verbundene Mo-Folie kann U- oder kreis- angeschweißt. Diese Mo-Kontaktstifte 16 und 17 wir-

iörmig gebogen sein, wodurch die Schaltwege ver- 5 ken sich auf die Haltbarkeit der Kontakte, auf die

giößert werden. Vermeidung des Klebens der Kontakte und zusätzlich

Bei einer Ausführung eines zuverlässig arbeiten- auf die Herabsetzung der Zündspannung' günstig den Glimmschalters besitzt der Bimetallstreifen eine aus. Im Ausführungsbeispiel hat der U-förmig geStärke von etwa 0,15 bis 0,2 mm und eine Breite von bogene Bimetallstreifen einen Querschnitt von etwa etwa 1,5 bis 2,5 mm, während die Mo-Folien etwa io 2,5 · 0,2 mm und ist etwa 16 mm lang. Die mit dem 50 μ stark und 1,5 bis 2,5 mm breit sind. Die mit Bimetallstreifen verbundene Mo-Folie 12 hat einen dem Bimetallstreifen verschweißte Mo-Folie hat da- Querschnit von 50 μ · 2,5 mm und ist nur etwa 12 mm bei einen solchen Abstand vom Bimetallstreifen, daß lang. Die Mo-Folie 15 ragt etwas in die U-Form des zwischen diesem und der Mo-Folie eine konzentrierte Bimetallstreifens 11 hinein und ist etwa 7 mm lang, Glimmentladung (sogenannte Hohlraumentladung) 15 bei einem Querschnit von' etwa 50 μ · 2,5 mm.
auftritt, während die an der anderen Elektrode be- Die etwas verschiedene Länge der Molybdänfolien festigte Mo-Folie zur Erzielung einer niedrigen erweist sich insofern vorteilhaft, als dadurch die für Zündspannung dem Bimetallstreifen möglichst dicht eine Kältezündung ausreichend hohe Stoßspannung gegenüberliegt. Die Gasfüllung des Schaltergefäßes von etwa 1200 V erreicht wird. Die Glimmentladung besteht aus Neon mit einem Zusatz von 0,5 bis 1 % 20 zwischen der einzelnen Mo-Folie einerseits und dem eines leichter als Neon ionisierbaren Gases, Vorzugs- Bimetallstreifen und der mit diesem verbundenen weise 0,7% Argon, bei einem Fülldruck von 30 Mo-Folie andererseits bewirkt eine intensive Aufheibis 50 Torr. Die Alterung des Gl.immschalters muß zung des Bimetallstreifens, und zwar zum Teil direkt, bis zu einer wirksamen Zerstäubung der Mo-Folien soweit das Glimmlicht-auf dem Bimetallstreifen anvorgenommen werden und erfordert etwa 20 25 setzt, und indirekt durch das Glimmlicht von den beibis 60 Minuten. Hierdurch wird die notwendige den Mo-Folien, wobei diese infolge einer gewissen gründliche Reinigung der Oberfläche des Molybdäns Hohlraumentladung in kurzer Zeit so stark auferreicht und eine Bedämpfung des Bimetalls mit einer geheizt werden, daß sie auch noch nach der Kontakt-Molybdänschicht hervorgerufen. gebung des Bimetalls mit der Gegenelektrode genü-

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele 30 gend Wärme nachfließen lassen und so für längere

nach der Erfindung in vergrößertem Maßstab veran- Kurzschlußzeit sorgen. Diese¹ bewirkt die gewünschte

schaulicht. . Vorheizung der Glühelektroden der zu zündenden

Fig. 1 zeigt einen Glimmschälter mit teilweise auf- Entladungslampe.. Diese günstige Arbeitsweise er-

geschnitteneii Glaskolben in Seitenahsicht; gibt sich insbesondere bei Parallelschaltung eines

Fig. 2 stellt die Aufsicht .auf die Elektrodenanord- 35 Kondensators von etwa 1000 bis 10 0Ö0 pF, wie er

nung des Glimmschalters nach Fig. 1 dar. für die Rundfunkentstörung bei Startern allgemein

In dem Quetschfuß .1 des Glimmschalters sind die üblich ist. Glimmzünder und Kondensator werden Elektrodenzuführungen 2 und 3 eingeschmolzen. An zweckmäßig in einem gemeinsamen Gefäß untergeder Elektrodenzuführung 2 ist ein Ende eines Bi- bracht. Infolge des geringen Abstandes der Glimmmetallstreifens 4 und über diesem — ebenfalls einsei- 40 lichtelektroden aus sehr reinem Mo-Material und einer tig, zum Teil anliegend an den Bimetallstreifen 4 — Gasfüllung von Rein-Neon mit einem Argonzusatz eine dünne Mo-Folie 5 angeschweißt. Ein Ende einer von etwa 0,7% läßt sich eine Zündspannung von zweiten Mo-Folie 6, die dem Bimetallstreifen 4 dicht etwa 85 V Wechselspannung erreichen. Die Zündgegenüberliegend angeordnet ist, ist an der anderen und Brennspannungen dieser Mo-Zünder steigen bis Elektrodenzuführung 3 befestigt, und zwar ebenfalls 45 15 000 Schaltungen kaum bzw. nur sehr geringfügig vorzugsweise angeschweißt. Der Bimetallstreifen 4 an, während die sogenannte Arbeitsspannung, d.h., erstreckt sich bis zur Elektrodenzuführung 3, so daß die Spannung, bei welcher die Zünder zu schalten amer infolge seiner Aüfheizung durch die Glimment- fangen, erst nach lOOOO Schaltungen einen nennensladung zwischen den Mo-Folien 5 und 6 Kontakt mit werten Anstieg zeigt. Infolge dieses Verhaltens der Elektrodenzuführung 3 gibt. Im Ausführungsbei- 5° weisen diese neuen Zünder selbst bei 10 000 Schalspielbesitzt der Bimetallstreifen 4 einen Querschnitt tungen noch keine nachteilige Verlängerung der von 0,2 · 2 mm und ist etwa 6 mm lang. Die Mp- Zündzeit bis zum Durchzünden der Entladungslam-Folie 5 ist vorteilhaft auch etwa 6 mm lang wie der pen auf. Die Arbeitsspannung des Glimmschalters Bimetallstreifen 4 und hat einen Querschnitt von beträgt bis 10 000 Schaltungen etwa 95 V Wechsel-50 μ -2 mm. Die Mo-Folie 6 ist zweckmäßig etwas 55 spannung. Die genügend große Differenz zwischen kürzer, z. B. 5 mm lang und hat etwa denselben Quer- Netz- und Brennspannung sichert einen ausreichend schnitt wie die Mo-Folie 5, also etwa 50 μ · 2 mm. starken Glimmstrom, der eine schnelle Kontaktgabe

Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine andere Aus- des Bimetallstreifens mit der Gegenelektrode herbeiführung eines Glimmschalters nach der Erfindung, führt. Der Glimmschalter nach der Erfindung ist in ebenfalls in vergrößertem Maßstab. Fig; 3 ist eine 60 seinen Abmessungen und mit seiner .Gasfüllung im. Seitenansicht, Fig. 4 eine Aufsicht auf die Elek- Hinblick auf eine ausreichend hohe Stoßspannung trodenanordnung dieses Glimmschalters. Ein Ende von vorzugsweise mehr als 1000 V so gebaut, daß er des U-förmig gebogenen Bimetallstreifens 11 und die Entladungslampe auch bei tieferen Temperatüren einer etwa in gleicher Form gebogenen Mo-Folie 12 noch zufriedenstellend zündet. Bei der gebräuchlichsind gemeinsam an einer Elektrodenzuführung 13 an- 65 sten Anwendung, nämlich der Zündung zweier in geschweißt. An der anderen Elektrodenzuführung 14 Reihe geschalteter Leuchtstofflampen an 220 V-ist eine zweite Mo-Folie 15 ebenfalls elektrisch leitend Wechselspannung wirkt sich für die Zündzeit des befestigt. Diese Mo-Folie 15 liegt dem Bimetallstrei- Glimmschalters gemäß der Erfindung vorteilhaft aus, fen 11 bzw. der mit dieser verbundenen Mo-Folie in daß einer der beiden zu den Lampen parallel geschalgeeignetem, möglichst geringem Abstand gegenüber. 70 teten Glimmzünder zuerst kurzschließt und der andere

dann praktisch fast die volle Netzspannung erhält und infolgedessen sehr schnell schließt, danach öffnet und die zugehörige Leuchtstofflampe zündet.
■ Die Abmessungen des Bimetallstreifens und der weniger als 150 μ starken Mo-Fol.ien sowie ihre An-Ordnung und die Gasfüllung können natürlich von den vorstehend angegebenen Werten abweichen, doch haben sich die genannten Abmessungen in der Praxis als vorteilhaft erwiesen.

Claims (9)

Patentansprüche.·

1. Glimmschalter, insbesondere zur Zündung ■ von einer bei einer Netzspannung von etwa 110 V bzw. von zwei bei einer Netzspannung von 220 V in Reihe betriebenen elektrischen Gas- oder Dampfentladungslampen, vorzugsweise Leuchtstofflampen mit vorheizbaren Glühelektroderi, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Glimmlichtelektroden ganz oder teilweise aus blanken, weniger als 150 μ starken Streifen oder Folien eines ..sehr reimen,,hochschmelzenden Metalls mit niedriger Elektronenaustrittsarbeit, insbesondere aus Molybdän bestehen, die durch die an ihnen auftretende Glimmentladung auf einen oder mehrere kontaktgebende bzw. -öffnende Bimetallstreifen einwirken.- .■;■'■

2. Glimmschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenfolden, insbesondere Mo-Folien, der Außen- und/oder Innenseite des Bimetallstreifens so naheliegend angeordnet sind, daß sich auf dem Bimetallstreifen eine Aktivierungsschicht von zerstäubtem Folienmateriäl,

z. B. Molybdän, infolge einer Alterungsbehandlung bildet und während des Betriebes des Glimmschalters durch Verdampfung des Folienmaterials ständig erneuert. . ■ .

3. Glimmschalter nach Anspruch 1 und 2, dessen Kontakte in der Ausgangsstellung geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen und eine diesem ganz oder teilweise anliegende, 40' gegebenenfalls in etwa gleicher Form gebogene Mo-Folie gemeinsam an einer Stelle einer Elektrodenzuführung z. B. durch Punktschweißung befestigt sind, während mit der anderen Elek- ' trodenzuführung eine zweite Mo-Folie elektrisch verbunden ist, die dem Bimetallstreifen und der mit diesem verbundenen Mo-Folie in geeignetem Abstand gegenüberliegt.

4. Glimmschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mo-Folien so angeordnet sind, daß sie den Bimetallstreifen in geeignetem Abstand zwischen sich einschließen.

5. Glimmschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung des Schaltergefäßes bei einem Fülldruck von etwa 30 bis 50 Torr aus reinem Neon mit einem Zusatz von etwa 0,5 bis 1 °/o eines leichter als Neon iomisierbaren Gases, vorzugsweise 0,7 °/o Argon, besteht.

6. Glimmschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode aus einem Bimetallstreifen von etwa 0,15 bis 0,25 mm Stärke und etwa 1,5 bis 2,5 mm Breite und einer zum Teil an diesem anliegenden, etwa 50 μ dünnen und etwa 1,5 bis 2,5 mm breiten Mo-Folie besteht, deren Enden an einer Seite an der Elektrodenzuführung angeschweißt sind, während die andere Elektrodenzuführung nur eine etwa 50 μ starke und etwa 1,5 bis 2,5 mm breite Mo-Folie trägt, die dem Bimetallstreifen bzw. der mit diesem verbundenen Mo-Folie nahe gegenüberliegt.

7. Glimmschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen und die mit ihm verschweißte Molybdänfolie je etwa 6 mm lang sind, wobei das freie Ende des Bimetallstreifens bei der Erwärmung durch die Glimmentladung mit der Gegehelektroderizuführung Kontakt geben kann, während die nicht mit einem Bimetallstreifen verbundene Molybdänfolie etwas kürzer als die andere ausgeführt ist, ohne einen bei Reihenschaltung nachteiligen starken Gleichrichtereffekt auftreten zu lassen.

8. Glimmschälter nach Anspruch 6', dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines U- bzw. kreisförmig gebogenen Bimetallstreifens dieser und die mit ihm verbundene Mo-Folie etwa 9 bis' 18 mm lang, aber gegebenenfalls etwas verschieden lang sind, während die andere Mo-Folie nur etwa 6 bis 9 mm lang ist.

9. Glimmschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien, kontaktgebenden Ende des Bimetallstreifens und ebenso an der kontaktgebenden Elektrodenzuführung Kontaktstifte oder -plättchen aus Molybdän oder Wolfram, vorzugsweise Molybdän, vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Französische Patentschrift Nr. 926 166;

britische Patentschrift Nr. 558 205;

deutsche Patentschrift Nr. 840 280; ; .

Philips Technische Rundschau, Bd. 8, Heft9, S. 273 bis 278 (1946);

Buch von Av. Engel und M. Steenbeck, Elektrische Gasentladungen, Bd. 2, S. 103, Springer Verlag Berlin;

Taschenbuch für Chemiker u. Physiker von D'Ans und E. Lex, Springer Verlag Berlin, 1943, S. 192 und 211..

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 767/344 1.57