DE2737154C2 - Glimmzünder für Niederdruckentladungslampen mit vorheizbaren Elektroden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Glimmzünder für .sine Startervorrichtung zum Zünden von Niederdruckentladungslampen mit vorheizbaren Elektroden mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Merkmalen.

Es hat sich ein sogenannter Sicherungs-Schnellstarter bewährt, bei dem zum Glimmzünder eine Gleichrichterdiode mit einem parallel dazu angeordneten Heißleiterwiderstand in Reihe geschaltet ist; ein ebenfalls elektrisch in Reihe liegender Bimetallschalter, der thermisch im Wärmeübertragungsbereich des Heißleiterwiderstandes und der Gleichrichterdiode angeordnet ist, unterbricht bei Nichtzünden der Lampe den Elektrodenheizkreis so lange, bis der Bimetallschalter von außen wieder geschlossen wird (DE-OS 23 21 212). Die Gleichrichterdiode bewirkt einen erhöhten Vorheizstrom für die Elektroden der Lampe, durch den sich die Vorheizzeit verkürzen läßt; dies kommt einer kurzen Gesamtzündzeit zugute. Der Heißleiterwiderstand und der Bimetallschalter geben eine Doppelsicherung ab, die verhindert, daß bei nicht zündender Lampe der erhöhte Heizstrom zu lange fließen kann. An den Glimmzünder in einer solchen Startervorrichtung sind dabei folgende Anforderungen zu stellen: Er muß eine kurze Glimmzeil aufweisen und die Schließzeit der Bimetallelektroden sollte gerade so lange dauern, daß, um Kaltzündungen zu vermeiden, eine ausreichende Vorheizung der Lampenelektroden sichergestellt ist. die Gesamtzündzeit aber noch kurz bleibt Außerdem sollten die vom Glimmzünder, abgegebenen Stoßspannungen nicht zu hoch sein. Niedrige Stoßspannungen lassen die Verwendung auch billiger Dioden zu, die eine niedrige Sperrspannung aufweisen, und es wird die Isolationsfestigkeit der Drosseln nicht so sehr beansprucht Des weiteren wirken sich niedrige Stoßspannungen auch günstig auf die Forderung nach ausreichender Vorhtizung der Lampenelektroden aus, da die Lampe bei noch nicht genügender Vorheizung nicht gleich beim ersten Spannungsstoß zündet

Mit dem bisher in dem obengenannten Starter eingesetzten Glimmzünder, der eine Gasfüllung aus 95 VoIu-

,5 menprozent Helium und 5 Volumenprozent Wasserstoff sowie 1 mCi/Normalliter Krypton 85 enthält und dessen Kontakte an den Bimetallelektroden aus zueinander gekreuzt angeordneten Wolframstäbchen bestehen, werden Stoßspannungen von ca. 1800 Volt erzeugt Aus den vorstehend genannten Gründen wäre es vorteilhaft, diese Stoßspannungen noch zu senken. Und es hat sich als wünschenswert erwiesen, eine etwas längere Schließzeit der Bimetallelektroden zu erhalten.
Es ist auch ein Glimmzünder bekannt dessen Gasfüllung im wesentlichen Argon enthält dem 0,4 bis 5 Volumenprozent Wasserstoff beigegeben ist; die Elektroden bestehen aus einem festen Kontaktstab und einer gebogenen Bimetallelektrode, die ohne zusätzliches Kontaktelement ist (DE-PS 10 25 074). Der Wasserstoffzusatz soll hier (bei der Argonfüllung) ein rasches Löschen des Glimmzünders bewirken, was zu einer längeren Lebensdauer führt. Bei anderen Glimmzünderfüllungcn — diese weisen keinen Wasserstoff auf — liegt zum Beispiel reines Helium oder Argon oder ein einfaches HeIium/Argon-Gemisch mit geringem Argonanteil vor; so kann dem Helium Argon in einer Menge von 0,01 bis 5% beigemischt sein (US-PS 23 32 809). Oder es ist überwiegend Argon (58%) vorhanden, wobei neben dem Helium (26%) dann auch Ni?n (16%) enthalten ist (US-PS 22 42 902). Für die Verwendung in dem vorstehend genannten Sicherungs-Schnellstarter sind diese Glimmzünder, insbesondere im Hinblick auf ihre Gaszusammensetzung, aber auch aufgrund ihrer Konstruktion, nicht geeignet So ergibt zum Beispiel Helium allein zu hohe Stoßspannungen und die Heliumfüllung ist sehr empfindlich gegen Verunreinigungen. Durch reines Argon ist zu wenig Energie in der Entladung, wodurch lange Aufheizzeiten für das Schließen der Bimetallelektroden benötigt werden. Auch bei einem Helium/Argon-Gemisch mit einem geringen Argonanteil von bis zu 5% sind die Stoßspannungen noch zu hoch. Mit Neon im Gasgemisch wird dagegen die untere Schließspannung des Glimmzünders zu klein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glimmzünder zu schaffen, insbesondere für die Verwendung in einem Sicherungs-Schnellstarter nach der DE-OS 23 21 212, dessen Stoßspannungen gegenüber den bisher verwendeten Glimmzündern erheblich herabgesetzt sind. Es muß jedoch noch eine sichere Zündung der Lampe gewährleistet sein. Dabei soll der Glimmzünder weiterhin eine kurze Glimmzeit aufweisen. Auch die Gesamtzündzeit sollte kurz bleiben; es ist jedoch eine etwas längere Schließzeit der Bimetallelektroden gewünscht, um eine ausreichende Vorheiziing der Lampenelektroden sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einem Glimmzünder für eine Startervorrichtung zum Zünden von Nicderdruckcntladungslampen mit vorheizbaren Elektroden, bestehend

aus einem Entladungsgefäß, das im Innern zwei einander gegenüberliegende, an den freien Enden mit Kontakten versehene Bimetallelektroden aufweist und als Füllung ein Gemisch aus mindestens einem Edelgas und Wasserstoff sowie ein zur Vorionisierung dienendes Isotop, wie Krypton 85, enthält, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gasgemisch aus 50 bis 75 Volumenprozent Helium, 20 bis 40 Volumenprozent Argon und 1,0 bis 10 Volumenprozent Wasserstoff besteht, wobei der Fülldruck 25 bis 80 mbar beträgt, und Krypton 85 in einer Menge von 1,0 bis 3,0 mCi/Normalliter vorhanden ist Die weiteren Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem hier vorliegenden Gasgemisch — unter Einhaltung des angegebenen Druckbereiches — sorgt HeIium für ein schnelles Schließen der Bimetallelektroden und für ein gutes Ableiten der Stauwärme nach der Kontaktgabe. Dies bedeutet kurze Glimm- und Schließzeiten bei den Glimmzünderelektroden. Die Stoßspannungen des Glimmzünders werden durch den hohen Argonanteil — auch der Wasserstoff ist beteiligt — gedämpft Und durch den Argonanteil wird auch-die Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen im Gasgemisch gemindert Der Wasserstoff wirkt als Getter gegen Verunreinigungen in der Gasfüllung.

Dieses Gasgemisch, das zu relativ niedrigen Stoßspannung führt, macht die Verwendung eines leicht verschweißenden Kontaktmaterials bei den Bimetallelektroden möglich, wodurch sich längere Schließzeiten erreichen iassen. Als besonders günstig haben sich Silber/ Nickel-Verbundwerkstoffe erwiesen. Bei geschlossenen Elektroden ergibt sich eine kurzzeitige Verklebung der Kontakte (bei reinen Wolfram-Kontakten ist eine derartige Verschweißbarkeit nicht gegeben), die eine leicht verlängerte Vorheizzeit bewirkt; es ist eine ausreichende Vorheizung der Lampenelektroden gewährleistet, durch die sich Kaltzündungen sicher vermeiden iassen. Allerdings ist mit der Verklebung der Kontakte ein Nebeneffekt verbunden, der die angegebene Gasfüllung besonders 'vorteilhaft werden läßt. Durch die Verschweißung der Kontakte sind die Rückstellkräfte der Bimetallfedern größer und dies führt zu einer größeren Abreißgeschwindigkeit bei den sich öffnenden Elektroden. Dies ergibt schließlich größere Stoßspannungen, die ja gerade nicht erwünscht sind. So bildet die Gasfüllung die notwendige Kompensation da sie die Stoßspanmingen dämpft. Für den Silber/Nickel-Verbundwerkstoff kommt ein Mischungsbereich von 20 bis 70 Gewichtsprozent Silber und 30 bis 80 Gewichtsprozent Nickel in Frage, bei dem sich innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches für das Gasgemisch noch gute Ergebnisse erzielen iassen. Als günstig hat sich erwiesen, einen Silber/Nickel-Faserverbundstoff einzusetzen, wie er im Handel erhältlich ist Dabei müssen die Fasern der gegenüberliegenden Kontakte aufeinander zu gerichtet sein.

Für den Silber/Nickel-Faserverbundwerkstoff hat sich ein Mischungsverhältnis — bezogen auf Gewichtsprozent — von 60 :40 als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die hierfür optimale Gasfüllung besteht dann aus 65 Volumenprozent Helium, 30 Volumenprozent Argon und 5 Volumenprozent Wasserstoff, wobei der Fülldruck 45 ± 5 mbar beträgt; für das zur Vorionisierung dienende Isotop Krypton 85 ist eine Menge von 2,0 mCi/Normaliiter günstig. Es werden damit die gewünschten niedrigen Stoßspannungen von ca. 1200V erreicht. Somit Iassen siel, bei einem derartigen Glimmzünder in dem genannten Sicherungs-Schnellstarter auch billigere Dioden mit geringeren Sperrspannungen verwenden. Auch für die Vorschaltgeräte wirken sich niedrigere Stoßspannungen positiv aus, da ihre Isolationsfestigkeit nicht so sehr beansprucht wird. Und es ist in Verbindung mit den leicht verlängerten Schließzeiten der Glimmzünderelektroden eine ausreichende Vorheizung der Lampenelektroden gewährleistet, so daß Kaltzündungen sicher vermieden werden. Ein derartiger Glimmzünder weist eine kurze Glimmzeit von etwa 0,4 Sekunden auf und auch die Zündzeit von etwa 1,2 Sekunden, die erreicht wird, ist kurz geblieben, so daß ein schnelles Zünden der Lampe gewährleistet ist

In den folgenden Figuren ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wiedergegeben.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht des Glimmzünders.

F i g. 2 gibt das den Kontakt tragende freie Ende eines der Bimetallelektroden des Glimmzünders in der Draufsicht wieder.

Die F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Glimmzünder 1, der einen Glaskolben 2 aufweist In diesen ist ein die Elektroden tragenür Fuß 3, an dem sich auch der Pumpstengel 4 befindet eingeschmolzen. Die Elektroden werden von den Bimetallfedern 5 gebildet, die an den inneren Stromzuführungsteilen 6, aus Nickeldraht befestigt sind. Die freien Enden der Bimetallfede.ii 5 tragen Kontakte in Form von Plättchen 7 aus einem Silber/Nickel-Faserverbundwerkstoff. Dieser besteht aus 60 Gewichtsprozent Silber und 40 Gewichtsprozent Nickel. Als Gasfüllung 8 enthält der Glaskolben 2 ein Gemisch aus 65 Volumenprozent Helium, 30 Volumenprozent Argon und 5 Volumenprozent Wasserstoff, mit einem Fülldruck von 45 + 5 mbar, und Krypton 85 in einer Menge von 2 mCi/Normalliter. Die Bimetallfedern 5, deren Abmessungen 0,15 - 2,0 · 10 mm betragen, sind so angebracht daß ihre die Kontaktplättchen 7 tragenden freien Enden im Ruhezustand einen größeren Abstand voneinander haben als die fixierten Enden. Die aus dem Silber/Nickel-Faserverbundwerkstoff bestehenden Kontaktplättchen 7, die einen kreisförmigen Querschnitt haben, sind 0,8 -^m dick und weisen einen Durchmesser von 1,5 mm auf; sie nehmen nicht ganz die Breite der Bimetallfedem 5 ein. Die Anordnung der Kontaktplättchen 7 auf den Bimetallfedern 5 ist in der Draufsicht in F i g. 2 gezeigt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Glimmzünder für eine Startervorrichtung zum Zünden von Niederdruckentladungslampen mit vorheizbaren Elektroden, bestehend aus einem Entladungsgefäß, das im Innern zwei einander gegenüberliegende, an den freien Enden mit Kontakten versehene Bimetallelektroden aufweist und als Füllung ein Gemisch aus mindestens einem Edelgas und Wasserstoff sowie ein zur Vorionisierung dienendes Isotop, wie Krypton 85, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch aus 50 bis 75 Volumenprozent Helium, 20 bis 40 Volumenprozent Argon und 1,0 bis 10 Volumenprozent Wasserstoff besteht, wobei der Fülldruck 25 bis 80 mbar beträgt, und Krypton 85 in einer Menge von 1,0 bis 3,0 mCi/Normalliter vorhanden ist

2. Glimmzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte der Bimetallelektroden aus einem Silber/Nickel·Verbundwerkstoff bestehen mit einem Anteil von 20 bis 70 Gewichtsprozent Silber und 30 bis 80 Gewichtsprozent Nickel.

3. Glimmzünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Silber/Nickel-Verbundwerkstoff für die Kontakte de,r Bimetallelektroden als Faserverbundwerkstoff vorliegt

4. Glimmzünder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch aus 65 Volumenprozent Helium, 30 Volumenprozent Argon und 5 Volumenprozent Wasserstoff besteht, wobei der Fülldruck 45 ± 5 robar beträgt, und Krypton 85 in einer Menge von 2,0 mCi/Normalliter vorhanden ist

5. Glimmzünder nach Aasqruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte der BimetallelektrodcR aus 60 Gewichtsprozent Silber und 40 Gewichtsprozent Nickel bestehen.