DE668589C

DE668589C - Overvoltage short-circuits, especially current bridges for electric series incandescent lamps

Info

Publication number: DE668589C
Application number: DEP74119D
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Frerichs
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1936-11-08
Filing date: 1936-11-08
Publication date: 1938-12-07

Description

Überspannungskurzschließer, insbesondere Strombrücke für elektrische Reihenglühlampen Die Erfindung bezieht sich auf überspannungskurzschließer, die einen Stromkreis selbsttätig schließen, sobald die Spannung am Kurzschließer einen bestimmten Wert übersteigt. Die bekannten Kurzschließer dieser Art, die vornehmlich zum Überbrücken durchgebrannter Reihenglühlampen oder zum Ersatz einer durchgebrannten Glühlampe durch eine zweite benutzt werden, beruhen meist entweder auf der Wirkung von umständlichen elektromagsietisch en Relais oder , auf dem nur bei hohen Überspannungen sicher eintretenden Durchschlag von in kaltem Zustand schlecht leitenden Stoffen.Surge short-circuiters, in particular current bridges for electrical ones Series incandescent lamps The invention relates to overvoltage short-circuiters that close a circuit automatically as soon as the voltage on the short-circuiter has a exceeds a certain value. The well-known short-circuiters of this type, which are primarily to bypass burned-out series incandescent lamps or to replace a burned-out one Incandescent lamp used by a second are mostly based on either effect of cumbersome electro-magnetic relays or, on which only in the case of high overvoltages Safe breakdown of poorly conductive materials when cold.

Die vorliegende Erfindung benutzt nun die an und für sich bekannte Tatsache, daß die Zündspannung einer mit zwei Metallelektroden versehenen und mit verdünnten Gasen von einigen Millimetern Druck gefüllten Entladungsröhre eilten genau bestimmten und genau wiederholbaren Wert hat, der von der Art der Gasfüllung und dem Elektradenmetall abhängt. So. beträgt die Zündspannung einer mit Neon und Helium gefüllten Entladungsröhre, z. B. einer sog. Glimmlampe, ungefähr i6o Volt, ein Wert, der bei der Her- . stellung innerhalb weniger Volt eingehalten werden kann. Durch geeignete Wahl des Elektrodenbaustoffcs bzw. der Gasfüllung läßt sich dieser Wert in bestimmten Grenzen verändern. Die Erfindung benutzt nun die beim Einsetzen einer Entladung in einer vorher völlig stromlasen Entladungsröhre entstehende Wärme, um einen Schaltvorgang auszulösen, der die Gasentladungsstrecke kurzschließt: Der Überspannungskurzschließer nach der Erfindung ist demgemäß gekennzeichnet durch eine mit metallischen Elektroden versehene Gasentladungsröhre und ein zum Kurzschließen der Röhrenelektroden dienendes Schaltmittel, das z. B. aus einem leicht schmelzbaren oder leicht zerstäubenden Metall oder auch aus einem bei Erwärmung Metall abscheidenden Stoff oder aus einem Bimetallkörper bestehen kann. Das Schaltmittel wird hierbei erst beim Überschreiten der Röhrengrenzsperrspannung und der dann durch die eintretende Entladung hervorgerufenen Wärme im Entladungsstromkreis betätigt.The present invention now uses what is known per se The fact that the ignition voltage is provided with two metal electrodes and with Discharge tube filled with dilute gases a few millimeters of pressure hurried has a precisely defined and precisely repeatable value, depending on the type of gas filling and depends on the electrade metal. The ignition voltage is one with neon and Helium-filled discharge tube, e.g. B. a so-called glow lamp, about 160 volts, a value that comes with the her-. position can be maintained within a few volts can. By suitable choice of the electrode building material or the gas filling, change this value within certain limits. The invention now uses the at Onset of a discharge in a discharge tube that was previously completely current-blown Heat to trigger a switching process that short-circuits the gas discharge path: The overvoltage short-circuiter according to the invention is accordingly characterized by a gas discharge tube provided with metallic electrodes and one for short-circuiting the tube electrodes serving switching means, the z. B. from an easily meltable or slightly atomized metal or from a metal that separates when heated Fabric or can consist of a bimetal body. The switching means is here only when the tube limit blocking voltage is exceeded and then by the occurring Discharge generated heat is actuated in the discharge circuit.

Auf der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiels vier nach der Erfindung ausgebildete überspannungskurzschließer, und zwar jeweils in geöffneter und geschlossener Stellung, schematisch dargestellt.In the drawing are four as an exemplary embodiment according to the invention trained overvoltage short-circuiter, in each case in the open and closed position, shown schematically.

Bei dem in Abb. i a und i b dargestellten Kurzschließer besitzt die Entladungsröhre i eine napfförmig gestaltete Elektrode 2, die mit einer leicht flüssigen Metallegierung 3 gefüllt ist. Ari diese Elektrode 2 ist der Verlängerungsdraht q. angeschlossen, der bis in die Nähe der Gegenelektrode 5 geführt ist. Beim Einsetzen der Entladung zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 2 bzw. ihrem Verlängerungsdraht ¢ erwärmt sich die mit der öffnung nach unten angebrachte Elektrode 2, wobei das Metall 3 ausfließt und, wie in der Abb. i b dargestellt, zwischen der Verlängerung q. und damit zwischen der Elektrode 2 und der Gegenelektrode 5 eine metallische Kurzschlußverbindung hervorruft.In the short circuiter shown in Fig. I a and i b, the Discharge tube i a cup-shaped electrode 2, which with a slightly liquid Metal alloy 3 is filled. Ari this electrode 2 is the extension wire q. connected, which is led to the vicinity of the counter electrode 5. When inserting the discharge between the electrode 5 and the electrode 2 or its extension wire The electrode 2 attached with the opening facing downwards heats up, whereby the Metal 3 flows out and, as shown in Fig. I b, between the extension q. and thus a metallic one between the electrode 2 and the counter electrode 5 Causes short-circuit connection.

Während der in Abb. i dargestellte Kurzschließer bei der Herstellung und beim Betrieb nicht höheren Temperaturen ausgesetzt werden darf, da der Schmelzpunkt des Metalls 3 mit Rücksicht auf die nicht sehr beträchtliche Wärmeentwicklung an den Elektroden und einschnelles Einschalten niedriggehalten werden muß, verträgt der in Abb. 2 veranschaulichte Kurzschließer ohne weiteres die bei der Herstellung von Glühlampen und Entladungsröhren auftretenden Temperaturen von etwa ¢oo bis 5oo° C. Bei dieser Ausführungsform wird die eine Elektrode des etwa mit einem Gemisch von Neon und Helium von beispielsweise 2omm Druck gefüllten Entladungsgefäße von einem steifen Draht 6 gebildet, der an seinem Ende .eine Gabel 7 trägt. An der ebenfalls aus einem steifen Draht bestehenden Gegenelektrode 8 ist eine haarnadelförmige Feder g befestigt und so gespannt, daß sie bei ihrer Freigabe, wie Abb. 2b zeigt, in die Gabel 7 des Drahtes 6 einschlägt und dabei die Elektroden 6 und 8 kurzschließt. In der Ausgangsstellung wird sie daran jedoch durch eine dünne Klammer io aus Magnesiumband gehindert, die den beweglichen Teil der Feder 9 und den Draht 8 umfaßt. Sobald die Spannung zwischen den Elektroden 6, 8 den Zündwert erreicht, setzt eine Glimmentladung ein, die unter Lichtbogenbildung auf das Magnesiumband io überspringt. Dabei zerstäubt das Magnesiumband io in wenigen Sekunden, und die Feder 9 stellt den gewünschten Kurzschluß zwischen 6 und 8 her. Da eine derartige Kurzschlußvörii,chtung gegenüber äußeren Temperaturstagerungen unempfindlich ist, solange die Enveichungstemperatur des Glaskolbens nicht erreicht wird, läßt sie sich also bei gedrängter Ausführung ohne weiteres in Entladungsröhren und Glühlampenkolben einschmelzen oder in deren Sockel unterbringen. Bei dem in Abb.3a dargestellten Kurzschließer befindet sich zwischen den Elektroden i i und 12 eine dünne Scheibe 13 aus einem Stoff, z. B. Bleichlorid, der bei Zimmertemperatur den Strom nur in sehr geringem Maße leitet und bei Erwärmung unter Metallabscheidung elektrolytisch zersetzt wird. Setzt die Gasentladung zwischen den Elektroden i i und 12 ein, so, wird zugleich mit den Elektroden diese Scheibe 13 erwärmt und, wie in der Abb.3b gezeigt, durch Elektrolyse eine leitende, metallische Verbindung 14 zwischen den Elektroden i 1, 12 hergestellt.During the short circuiter shown in Fig. I during manufacture and during operation must not be exposed to higher temperatures, as the melting point of the metal 3 in consideration of the not very considerable heat development the electrodes and rapid switch-on must be kept low the short-circuiter illustrated in Fig. 2 is readily used during manufacture Temperatures from incandescent lamps and discharge tubes of around ¢ oo to 5oo ° C. In this embodiment, one electrode of the approximately with a mixture discharge vessels filled with neon and helium, for example, from 2omm pressure a stiff wire 6 is formed, which carries a fork 7 at its end. At that too Counter-electrode 8 consisting of a stiff wire is a hairpin-shaped spring g fastened and tensioned so that when they are released, as Fig. 2b shows, in the Fork 7 of wire 6 strikes and thereby short-circuits the electrodes 6 and 8. In the starting position, however, it is attached to it by a thin clip made of magnesium tape prevented, which comprises the movable part of the spring 9 and the wire 8. As soon as the If the voltage between the electrodes 6, 8 reaches the ignition value, a glow discharge sets in one, which jumps to the magnesium ribbon io with arcing. Atomized in the process the magnesium ribbon io in a few seconds, and the spring 9 provides the desired Short circuit between 6 and 8. Since such a Kurzschlussvörii, caution against external temperature changes is insensitive as long as the calibration temperature of the glass bulb is not reached, it can therefore be reduced to a compact design melt easily in discharge tubes and incandescent lamp bulbs or in theirs Place the base. The short circuiter shown in Fig between the electrodes i i and 12 a thin disc 13 made of a material, for. B. Lead chloride, which conducts electricity only to a very small extent at room temperature and is electrolytically decomposed when heated with metal deposition. Set the Gas discharge between the electrodes i i and 12 a, so, is simultaneous with the electrodes this disc 13 is heated and, as shown in Fig.3b, by electrolysis a conductive, metallic connection 14 between the electrodes i 1, 12 established.

Die bisher angegebenen Ausführungsformen stellen nach dem Einsetzen der Entladung einen dauernden Kontakt her. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der neue Kurzschließer aber auch benutzt werden, um periodisch einen Stromkreis, an dem eine bestimmte Mindestspannung liegt, zu öffnen und zu schließen. Zu diesem . Zweck werden, wie in Abb. q. gczcigt, die beiden Elektroden i 5 und 16 als Bimctallstreifen ausgebildet, die sich nach dem Eintritt der Entladung und der auftretenden Erwärmung krümmen, wobei sie durch die an ihnen befestigten Kontaktstücke 1 7 und 18 kurzgeschlossen werden. Nach dem Erlöschen der Entladung kühlen sich die Elektroden wieder ab, und das Spiel des abwechselnden Schließens und öffncns des Stromkreises beginnt von neuem. Eine derartige Vorrichtung in Verbindung mit einer Glühlampe ergibt z. B. eine selbsttätige Blinkvorrichtung.The embodiments indicated so far establish permanent contact after the onset of the discharge. According to a further feature of the invention, however, the new short-circuiter can also be used to periodically open and close a circuit to which a certain minimum voltage is applied. To this. Purpose will be, as in Fig.q. gczcigt, i 5 and 1 6 are formed, the two electrodes as Bimctallstreifen which curve after the occurrence of the discharge and the heating occurring while being short-circuited by the contact pieces attached to them 1 7 and 18th After the discharge has ceased, the electrodes cool down again, and the game of alternating closing and opening of the circuit begins anew. Such a device in conjunction with an incandescent lamp results, for. B. an automatic flasher.

Die beschriebenen Kurzschließer lassen sich ohne Schwierigkeit so ausbilden, daß sie sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom verwendbar sind. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bei dem Kurzschließer nach Abb. i nur erforderlich, beide Elektroden mit einer leicht flüssigen Legierung zu füllen.The short-circuiters described can be so without difficulty train that they can be used for both direct current and alternating current. For this purpose, for example with the short circuiter according to Fig. I, it is only necessary fill both electrodes with a slightly liquid alloy.

Während bei den bekannten Blinklichteinrichtungen mit Bimetallscbalter bereits in der Ausgangsstellung des Schalters ein Heizstrom fließt und demgemäß der Schaltzeitpunkt wesentlich von den unbestimmten Wärmeverhältnissen des Bimetallschalters abhängt, wird der anfangs völlig stromlose überspannungskurzschließer nach der Erfindung erst bei einem ganz bestimmten, genau einstellbaren Spannungswert, nämlich der Zündspannung der Entladungsröhre, plötzlich unter Strom gesetzt und zum Ansprechen gebracht.While with the known flashing light devices with bimetallic switch a heating current already flows in the initial position of the switch and accordingly the switching time depends largely on the indeterminate heat conditions of the bimetal switch depends, the initially completely currentless overvoltage short-circuiter according to the invention only at a very specific, precisely adjustable voltage value, namely the ignition voltage the discharge tube, suddenly energized and made to respond.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Overvoltage short-circuiters, especially current bridges for electric series incandescent lamps, characterized by one with metallic electrodes provided Gas discharge tube and one for short-circuiting the electrodes the tube serving switching means, which at. exceed the tube limit blocking voltage and occurring discharge is actuated by the heat developed in the discharge circuit will.

2. Overvoltage short-circuiter according to claim i, characterized in that a slightly liquid metal is arranged on or in the vicinity of the electrodes, which at the heating of the electrodes by the discharge current melts and the electrodes shorts.

3. Ü overvoltage short-circuiter according to claim i, characterized in that that with one electrode a magnesium tape is connected, which after insertion atomizes the discharge and releases a spring that short-circuits the electrodes. q ..

Overvoltage short-circuiter according to claim i, characterized in that between A body made of a substance is arranged on the electrodes, which is at room temperature conducts electric current only extremely little, its conductivity contributes to the heating as a result of the discharge developing between the electrodes increases so much that the body is electrolytically decomposed and becomes involved in the process the elec-. Troden connecting metallic thread -forms.

5. Overvoltage short-circuiter according to claim i, characterized in that the electrodes or their supports from Biinetail exist and are arranged so that the electrodes when a discharge occurs short-circuited as a result of the heat generated and the discharge is extinguished be pulled apart again during the subsequent cooling, whereby this Closing and opening of the circuit is repeated periodically.