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Elektromagnetische Zündvorrichtung für gas- und/oder dampfgefüllte
Entladungsröhren Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische
Zündvorrichtung für gas- und/oder dampfgefüllte Entladungsröhren, bei der die Kontaktorgane
und eine Magnetwicklung der Vorrichtung parallel zueinander geschaltet sind.
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Diese Zündvorrichtungen sind zur Verwendung in Parallelschaltung mit
der Entladungsröhre bestimmt. Im unerregten Zustand ist der Zweig der Kontaktorgane
offen. Wenn die Anlage mit der Entladungsröhre und der zu dieser parallel geschalteten
Zündvorrichtung an die Betriebsspannung angeschlossen wird, durchfließt ein Strom
den Zweig der Magnetwicklung. Der Anker der Zündvorrichtung wird dabei angezogen
und bewirkt eine gegenseitige Berührung der Kontaktorgane. Infolge dieser Berührung
wird die Magnetwicklung kurzgeschlossen, so daß der unter Federkraft stehende Anker
die Kontaktorgane wieder trennt. Darauf kann sich die erwähnte Bewegung der Kontaktorgane
wiederholen.
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Die erwähnte Wirkung der Zündvorrichtung kann in nachstehenderWeisebenutzt
werden. Wennbeim0ffnen der Kontaktorgane ein eine Induktivität, z. B. ein die Entladungsröhre
vorgeschaltete Drosselspule durchfließender Strom unterbrochen wird, ergibt diese
Unterbrechung einen Spannungsstoß, der die Zündung der Entladungsröhre herbeiführen
kann. Wenn bei geschlossenen Kontaktorganen eine oder mehrere Glühelektroden der
Entladungsröhre in den sodann vorhandenen Stromkreis eingefügt sind, werden die
Glühelektroden durch einen oder mehrere Kurzschlüsse der Zündvorrichtung aufgeheizt,
was gleichfalls die Zündung der Röhre veranlassen oder wenigstens die Zündung
der
Röhre erleichtern. kann. Diese beiden Zündverfahren können auch kombiniert angewendet
werden.
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Nach der Zündung sinkt- die Spannung an der Entladungsröhre bis auf
die Brennspannung ab. Die Zündvorrichtung wird nun der Entladungsröhre derart angepaßt,
daß der Anker die Berührung der Kontaktorgane bei einer nicht gezündeten Röhre herbeiführt,
bei einer brennenden Röhre dagegen nicht. Es versteht sich, daß die Zündvorrichtung
nicht in allen Fällen unmittelbar mit den Elektroden der Entladungsröhre verbunden
zu sein braucht.
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Wenn die Entladungsröhre aus irgendeinem Grunde nicht zündet, kann
die Zündvorrichtung repetieren. Der dabei auftretende große Strom kann Einzelteile
der Zündvorrichtung und der Röhrenanlage nachteilig beeinflussen. Der Stromverbrauch
ist außerdem in diesem Zustand groß, wobei auch hinderliche Lichtblitze in der Entladungsröhre
und Radiostörungen in der Umgebung der Anlage auftreten können.
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Der Zweck der Erfindung ist, darin Verbesserung zu bringen.
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Gemäß der Erfindung wird in dem Zweig der Kontaktorgane ein thermischer
Unterbrecher eingefügt, dessen Heizelement sich im Zweig der Magnetwicklung befindet.
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Wenn die Entladungsröhre nicht zündet, wird auf diese Weise sichergestellt,
daß der Zweig der Kontaktorgane nach Verlauf einer gewissen Zeit unterbrochen wird,
so daß dieser Zweig die Magnetwicklung nicht mehr überbrücken kann. Der Anker bleibt
in der angezogenen Lage, und die Stromaufnahme der ganzen Anlage sinkt bis auf den
dem Zustand bei ungezündeter Röhre und erregter Magnetwicklung entsprechenden Wert
herab. Der Strom, der den Unterbrecher betätigt hat, hält ihn auch offen, bis die
ganze Anlage ausgeschaltet wird.
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Wie bereits bemerkt wurde, ist die Zündvorrichtung der Entladungsröhre
derart angepaßt, daß die Magnetwicklung den Anker bei brennender Röhre nicht anzieht.
Bei brennender Röhre ist der den Zweig der Magnetwicklung durchfließende Strom niedriger
als bei noch nicht gezündeter Röhre. Es können noch Maßnahmen getroffen werden,
den Strom durch den Zweig der Magnetwicklung bei brennender Röhre bis Null herabzusetzen.
Wenn jedoch bei brennender Röhre ein Strom den Zweig der Magnetwicklung durchfließt,
wird dieser Strom, bei hinreichender Größe, den thermischen Unterbrecher betätigen
können. Dies hat zur Folge, daß der bei brennender Röhre ohnehin geöffnete Zweig
der Kontaktorgane außerdem noch durch den thermischen Unterbrecher unterbrochen
wird. Dies ist an sich zulässig. In manchen Fällen ist es jedoch erwünscht, eine
ausgeschaltete Röhre sofort wieder in Betrieb setzen zu können. Hierbei kann der
thermische Unterbrecher jedoch einen verzögernden Einfluß ausüben. Es ist daher
vorteilhaft, das Heizelement und den Unterbreche; einander derart anzupassen, daß
der Unterbrecher nur von einem Strom betätigt werden kann, der den bei brennender
Röhre den Zweig der Magnetwicklung durchfließenden Strom übersteigt.
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Das Heizelement kann aus einem Widerstand bestehen. Dieser Widerstand
kann derart bemessen werden, daß er bei geöffnetem Unterbrecher leuchtet. In diesem
Fall kann das Heizelement derart angeordnet werden, daß das erzeugte Licht außerhalb
der Zündvorrichtung wahrnehmbar ist. Dies ergibt eine Anzeige, daß die Anlage Spannung
führt und daß der Unterbrecher geöffnet ist.
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Das Heizelement braucht nicht ein Widerstand zu sein. Um den die Magnetwicklung
durchfließenden Strom während des normalen Betriebs der Entladungsröhre auf Null
herabzusetzen, kann eine Hilfsentladungsröhre in den Zweig der Magnetwicklung eingefügt
werden. Diese Hilfsentladungsröhre wird derart bemessen, daß ihre Zündspannung die
an ihr bei brennender Entladungsröhre auftretende Spannung übersteigt. Bei einem
Versagen der Entladungsröhre entwickelt die Hilfsentladungsröhre Wärme und kann
daher gleichzeitig als Heizelement des Unterbrechers dienen. Die Hilfsentladungsröhre
läßt sich zugleich als leuchtender Anzeiger verwenden.
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Es ist besonders vorteilhaft, die Magnetwicklung selbst als Heizelement
zu verwenden. In diesem Fall hat die immer vorhandene Magnetwicklung eine doppelte
Wirkung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann
das Gegentaktorgan der Zündvorrichtung auf dem wärmeempfindlichen Element des Unterbrechers
angeordnet sein. Dies bedeutet eine große Vereinfachung infolge der Vereinigung
der Zündorgane und der Unterbrecherorgane, so daß es möglich wird, die Gesamtzahl
der Kontaktorgane auf zwei herabzusetzen. Dabei wird das Gegentaktorgan außerhalb
des Bereichs des Kontaktorgans gebracht, das vom Anker gesteuert wird.
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Diese Verstellung des Gegenkontaktorgans kann in der Bewegungsrichtung
des Ankerkontakts erfolgen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung wird das wärmeempfindliche Element derart angeordnet, daß das Gegenkontaktorgan
im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankerkontakts verstellbar ist.
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Der erfindungsgemäß vorgesehene Unterbrecher, der sowohl bei Gleichstrom
als auch bei Wechselstromanlagen verwendbar ist, kann sehr kleine Abmessungen aufweisen,
so daß er auch in bereits bestehende elektromagnetische Zündvorrichtungen eingebaut
werden kann, ohne daß Schwierigkeiten wegen Platzmangels zu entstehen brauchen.
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Die Erfindung wird beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Fig. i stellt schematisch eine erfindungsgemäß ausgebildete Anlage
mit einer Entladungsröhre und einer elektromagnetischen Zündvorrichtung dar. In
dieser Figur ist mit i die Entladungsröhre bezeichnet, die z. B. eine fluoreszierende
(lumineszierende) Niederdruckquecksilberdampfröhre sein kann. Die Röhre i ist mit
zwei Glühelektroden 2 und 3 versehen. Die Elektrode 2 ist einerseits mit einer Klemme
4 einer Stromquelle, z. B. eines Wechselstromnetzes von 220 V, 5o Hz, und andererseits
mit einem Anschlußorgan 5 verbunden. Die Elektrode 3 ist einerseits über eine Drosselspule
6 mit der anderen Klemme 7 der Stromquelle und andererseits mit einem Anschlußorgan
8 verbunden.
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Die Organe 5 und 8 dienen zur Herstellung des Kontakts
mit
den Anschlußorganen 9 und io einer elektromagnetischen Zündvorrichtung. Zwischen
diesen Organen 9 und io liegen zwei parallele Stromzweige. Der eine Zweig enthält
eine Magnetwicklung ii, der andere den dieser Wicklung zugeordneten Anker 12. Dieser
Anker ist mit einem Kontaktorgan 13 versehen, das zur Zusammenwirkung mit einem
Gegenkontaktorgan 14 bestimmt ist. Eine Feder 15 und ein Drehpunkt 16 deuten an,
daß die Kontaktorgane 13 und 14 sich im unerregten Zustand des Ankers nicht berühren.
Der Ankerzweig enthält weiter einen Unterbrecher, der aus einem Bimetallstreifen
17 bestehen kann, der mit einem Kontaktorgan 18 versehen ist, das in kaltem Zustand
des Unterbrechers mit einem Kontaktorgan i9 in Berührung ist. Der Zweig der Wicklung
ii enthält das Heizelement 2o des Unterbrechers.
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Beim Einschalten der gesamten Anlage durch einen nicht dargestellten
Schalter durchfließt ein Strom die Elemente 6, 3, 13, 11, 20 und 2. Die Wicklung
ii zieht dabei den Anker 12 an, so daß die Kontaktorgane 13 und 14 sich berühren.
Der Zweig der Magnetwicklung ii wird dadurch stromlos. Durch die Glühelektroden
2 und 3 fließt jedoch ein praktisch nur von der Drosselspule 6 beschränkter Strom.
Die nicht erregte Wicklung ii läßt sodann den Anker 12 los, so daß der Strom durch
die Drossel 6 plötzlich abnimmt. Die dabei freikommende magnetische Energie der
Drossel hat die Neigung, die Entladung zwischen den Elektroden 2 und 3 der Röhre
zu zünden. Wenn die Zündung erfolgt ist, sinkt die Spannung zwischen den Elektroden
2 und 3 auf die Brennspannung der Röhre, z. B. auf ioo V herab. Die Wicklung ii
ist derart bemessen, daß sie bei dem infolge dieser Spannung durch den Zweig der
Wicklung fließenden Strom den Anker 12 nicht mehr anzieht, wenigstens nicht mehr
so weit, daß die Kontaktorgane 13 und 14 schließen.
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Zündet die Entladungsröhre i nicht beim erstmaligen Öffnen der Kontakte
13 und 14, so wird der Anker erneut angezogen; die Kontaktorgane 13 und 14 schließen
und öffnen sich wieder. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Röhre i zündet.
Der Kontakt zwischen 13 und 14 bleibt dann unterbrochen.
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Unterbleibt die Zündung der Röhre i auch nach wiederholten Zündversuchen,
so biegt sich nach Verlauf einiger Zeit das vom Element 20 geheizte, wärmeempfindliche
Element 17 aufwärts, so daß sich die Kontaktorgane 18 und i9 des Unterbrechers voneinander
entfernen. Das Element 2o hält darauf diese Kontaktorgane im geöffneten Zustand,
bis die Vorrichtung ausgeschaltet wird und das dann nicht mehr geheizte Element
17 wieder eine Berührung der Kontaktorgane 18 und i9 ermöglicht.
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Das Heizelement 2o und das wärmeempfindliche Element 17 sind einander
derart angepaßt, daß der Unterbrecher sich nur bei einem Versagen der Röhre öffnet.
Dies ist bei gegebenen Elementen durch den gegenseitigen Abstand, durch das zwischen
den Elementen befindliche '.Mittel, durch den Kontaktdruck zwischen 18 und i9 einstellbar.
Auch die Zeitdauer, nach deren Verlauf sich der Unterbrecher öffnet, kann in dieser
Weise geregelt werden.
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Das Heizelement 2o kann ein Widerstand, aber auch eine Glimmentladungsröhre
sein, die unter dem Einfluß der zwischen den Punkten 9 und io vor oder nach der
Zündung der Röhre herrschenden Spannung einen Strom durchläßt bzw. nicht durchläßt.
In beiden Fällen kann das Heizelement 2o leuchtend ausgebildet werden, so daß es
anzeigt, daß die Anlage Spannung führt und der Unterbrecher geöffnet ist.
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Das Heizelement 2o kann auch aus dem Eigenwiderstand der Magnetwicklung
ii bestehen; dies ist in zwei in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen
schematisch angegeben. Der Eisenkreis des Magnets ist durch den Kern 21 der Spule
ii und den Anker 12 angedeutet.
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In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das wärmeempfindliche Element
17, z. B. ein Bimetallstreifen, längs einer Erzeugenden der zylindrischen Spule
der Magnetwicklung ii angebracht. Sobald die Spule die erforderliche Temperatur
erreicht, biegt sich der Streifen 17 nach links in Richtung des Pfeils, so daß sich
die Unterbrecherkontakte 18 und i9 voneinander entfernen und der Zweig der Kontaktorgane
13 und 14 unterbrochen wird.
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Der Aufbau der Ausführungsform nach Fig. 3 ist insoweit verschieden,
als das Gegenkontaktorgan 14 der Zündvorrichtung bzw. das Gegenkontaktorgan i9 des
Unterbrechers weggelassen sind. Dabei dient das an dem Bimetallstreifen 17 befestigte
Kontaktorgan 18 als Gegenkontaktorgan des auf und ab beweglichen Kontaktorgans 13
des Ankers. In diesem Falle entfernt sich das Organ 18 bei Aufheizung des Bimetallstreifens
17 nach links in Richtung des Pfeils außerhalb des Bereichs des Ankerorgans 13,
so daß der Zweig der Kontaktorgane aus diesem Grunde unterbrochen wird.
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Wie aus den Fig. 2 und 3 ohne weiteres ersichtlich ist, beansprucht
der Unterbrecher gemäß der Erfindung sehr wenig Raum.