DE632820C

DE632820C - Schaltung zum schnellen Anheizen der Kathoden von elektrischen Leuchtroehren und anderen elektrischen Entladungsgefaessen

Info

Publication number: DE632820C
Application number: DEP68670D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilfried Meyer; Dipl-Ing Erwin Weise
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1933-12-23
Filing date: 1933-12-23
Publication date: 1936-07-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungen zum Anheizen von Kathoden für elektrische Leuchtröhren und andere elektrische Entladungsgefäße, die erst nach einer gewissen Dauer des StromdurchfLusses ihre volle Wirksamkeit erhalten. Bei derartigen Kathoden besteht häufig das Bedürfnis, ihnen unmittelbar nach dem Einschalten für eine ausreichende Zeit einen größeren Strom als den üblichen Betriebsstrom zuzuführen, um die Anheizzeit abzukürzen. Für diese Zwecke wurden bereits verschiedene Schaltungen entwickelt, bei denen in Reihe mit dem Heizdraht ein Widerstand angeordnet war, der

»5 während des Anheizens durch einen elektromagnetisch betätigten Schalter (Relais) überbrückt wurde und dessen Überbrückung erst nach Ablauf der Anheizzeit der Kathoden durch öffnen des Schalters aufgehoben wurde.

Die Erfindung bezweckt, bei derartigen Schaltungen eine stets gleiche Dauer der verkürzten Anheizzeit zu erreichen, um mit Sicherheit Überlastungen der geheizten Kathoden zu vermeiden. Zu diesem Zwecke wird

as erfindungsgemäß der den Widerstand überbrückende Schalter von einem in Reihe mit der Magnetspule des Schalters liegenden Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes gesteuert.

Da sich bei derartigen Widerständen mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes die mit der Temperaturerhöhung einhergehende Änderung des Widerstandswertes stets in gleichem Maße vollzieht, so verbürgen derartige Widerstände eine äußerst konstante Zeitdauer für das Ansprechen des von ihnen gesteuerten Schalters und damit der Anheizzeit der Kathoden. Ein weiterer Vorteil der neuen Schaltung liegt hierbei außerdem in ihrer großen Einfachheit und auch darin, daß sie unverändert für Gleich- und Wechselstrom verwendet werden kann.

' Man hat zwar auch Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten schon bei Zeitschaltern verwendet, jedoch nicht in der vor- +5 beschriebenen Anordnung bei Kathoden, sondern zum nacheinanderfolgenden Kurzschließen einer Reihe von Vorschaltwiderständen von Motoren. Die Abb. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der Schaltung nach der Erfindung.

In der Abb. 1 ist 1 die Stromquelle. Der Arbeitsstrom fließt über den Widerstand 2, das schematisch angedeutete Entladungsge-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Wilfried Meyer in Berlin-Steglitz und Dipl.-Ing. Erwin Weise in Berlin,

faß 3 bzw. deren zu-heizende Kathode-und werden vorteilhaft ebenfalls in einem Glasgegebenenfalls über einen Ballastwiderstand 4. gefäß untergebracht, beispielsweise in dem-Der Widerstand 2 kann durch den Schalter 5,^.,..selben Glasgefäß wie der Widerstand 7. Man kurzgeschlossen werden. An die Stromquelle^^ f|l^t dabei den Vorteil, daß. man unter Ver- 65 5 ist ein weiterer Stromkreis angeschloss^^.-tg^gitdung von Drähten aus hochschmelzenden Dieser Kreis enthält die Magnetspule 6 ä<§£& pfisialten hohe Widerstände auf gedrängtem Schalters 5, den'Widerstand 7 mit negativem ¹¹^=RaUm unterbringen kann. Das beim Strom-

Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes und einen Vorschaltwiderstand 8. Diese Schaltung ist besonders für stärkere Ströme geeignet, bei denen der Leistungsverbrauch im Nebenstromkreis 6, 7, 8* klein gegen den Leistungsverbrauch im Hauptstromkreis ist. Eine Schaltung für schwächere Ströme zeigt die Abb. 2. Die Magnetspule 6 des Schalters 5 und der Widerstand 7 mit negativem ,Temperaturkoeffizienten sind in den Kathodenstromkreis gelegt. Dem Schalter 5 ist ein kleiner Widerstand 9 vorgeschaltet, der bei geschlossenem Schalter für einen ausreichenden Stromfluß durch den Widerstand 7 sorgt.

Die Abb. 3 zeigt die Änderung des durch die Kathode 3 fließenden Stromes i mit der Zeit t für das Ausführungsbeispiel der Abb. 2. Nach dem Einschalten im Zeitpunkt .4 steigt der Strom auf den Wert Z₁. Infolge der zunehmenden Erwärmung des Widerstandes 7 wächst der Strom weiter an, bis der Strom durch die Spule 6 groß genug ist, um den Schalter 5 zu öffnen. Der Strom sinkt in diesem Zeitpunkt B stark ab und stellt sich bei weiterer Erwärmung des Widerstandes 7 auf den Wert/₂ ein. Bei der Schaltung nach Abb. r ist der Stromverlauf rechteckig. Es ist leicht einzusehen, daß beide Schaltungen bei Wechsel- und Gleichstrom in gleicher Weise arbeiten.

Wenn es notwendig ist, die Anheizzeit veränderlich zu machen, so werden zweckmäßig die Widerstände veränderlich ausgebildet. Bei der Ausführung nach Abb. 1 muß der Widerstand 8 geändert werden können. Zur Änderung der Anheizzeit der Anordnung nach Abb. 2 wird vorteilhaft der Widerstand 9 veränderlich gemacht. Dies kann auch in der Weise geschehen, daß der Widerstand 9 als Potentiometer ausgebildet wird. Der aus dem Schalterkreis ausgeschlossene Teil tritt dabei in den Kathodenstromkreis ein. Umgekehrt ist es zu demselben Zweck auch möglich, den Widerstand 2 als Potentiometer auszubilden.

Besteht der Widerstand 7 mit negativem Temperaturkoeffizienten aus Urandioxyd oder ähnlichen empfindlicheren Halbleiterstoffen, so wird er zweckmäßig im Vakuum oder in einem Gefäß mit einem reduzierenden oder nicht angreifenden Gase angeordnet, z.B. in einem geschlossenen Glasgefäß. Die Widerstände und gegebenenfalls auch der Schalter durchgang durch die Metallwiderstände gegebenenfalls auftretende Licht kann dann weiteren Zwecken nutzbar gemacht werden. Die Abb. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Zusammenbau der Teile 2, 5, 6, 7 und 9, bei dem die Widerstände 2 und 9 als Leuchtkörper, z. B. als Wolfram- oder Molybdänwendeln, ausgebildet sind. Das umschließende Glasgefäß 10 kann entlüftet oder mit Wasserstoff, Stickstoff oder einem Edelgas gefüllt sein.

Der Schalter kann auch im Sockel des Glasgefäßes angeordnet sein. Es ist möglich, seine Magnetspule 6 gleichzeitig als Widerstand zu verwenden. Um eine größere Unabhängigkeit von der Außentemperatur und von der Anfangstemperatur des Widerstandskörpers 7 zu haben, ist es in vielen Fällen zweckmäßig, Stoffe mit sehr liohem Anfangswiderstand zu benutzen, wie z. B. Chromoxyd. Derartige Widerstandskörper müssen dann zunächst angeheizt werden. Zu diesem Zweck go wird der Widerstand 9 oder ein Teil dieses Widerstandes als Heizvorrichtung für, den Widerstandskörper 7 benutzt.

Die neue Schaltung kann gleichzeitig, wie an sich bekannt, dazu verwendet werden, um erst bei ausreichender Kathodentemperatur die volle Anodenspannung an die Röhre zu legen. Es ist ferner möglich, die Entladungsstrecke an der Stelle des Widerstandes 2 in den Stromkreis einzuschalten (s. Abb. 5). Ist bei der angegebenen Schaltung der Kathodenheizstrom bei geschlossenem Schalter 5 zu groß, so muß in den Stromkreis des Schalters ein Widerstand gelegt werden. Genügt andererseits bei geöffnetem Schalter 5 der Anodenstrom nicht, um die Kathode auf genügender Temperatur zu halten, so muß dem Schalter 5 ein passender Widerstand parallel gelegt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Schaltung zum schnellen Anheizen der Kathoden von elektrischen Leuchtröhren und anderen elektrischen Entladungsgefäßen mit einem in Reihe mit dem Heizdraht liegenden Widerstand, der während des Anheizens durch einen elektromagnetisch betätigten Schalter (Relais) überbrückt ist und dessen Überbrückung erst nach Ablauf der Anheizzeit der Kathode durch Öffnen des Schalters aufge-

hoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter von einem in Reihe mit der Magnetspule des Schalters liegenden Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes gesteuert wird.
2. Vorrichtung zur Herstellung der Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (2,9) und gegebenenfalls auch der Schalter (5) gemeinsam in einem entlüfteten oder mit nicht angreifendem oder reduzierendem Gas gefüllten Gefäß (10) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Hauptstromkreis liegende Widerstand (2) und gegebenenfalls weitere im Gefäß angeordnete Widerstände aus hochschmelzenden Metallen hergestellt und als Leuchtkörper ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, ^ao dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand mit hohem negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes (7) einen so hohen Anfangswiderstand hat, daß er beim Anlegen der Spannung keinen ₂g oder nur einen geringen Strom fließen läßt -und daß der Widerstand durch eine Heizvorrichtung angeheizt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen