DE829184C

DE829184C - Glow discharge switch

Info

Publication number: DE829184C
Application number: DEE2076A
Authority: DE
Inventors: Pierre Lemaigre-Voreaux
Original assignee: Societe Anonyme pour les Applications de lElectricite et des Gaz Rares Etablissement Claude Paz et Silva
Current assignee: Claude Paz et Visseaux SA
Priority date: 1949-08-01
Filing date: 1950-09-09
Publication date: 1952-02-21

Description

Glimmentladungsschalter Die vorliegende Erfindung betrifft einen Glimmentladungs,utnsclralter in einer Hülle, welche ein oder mehrere Gase mit oder ohne Metallidampfzusatz enthält, wobei die Entladung zwischen Elektroden auftritt, deren gesamte Oberfläche auf einer niedrigen Temperatur bleibt, wobei der bewegliche Kontakt durch einen Bimetallstraifen gebildet oder ,getragen wird, welcher eine Elektrode bildet und wenigstens teilweise mit einem emittierenden Stoff überzogen ist und mit wenigstens einem anderen Kontakt zusammenarbeitet. Dieser Umschalter ist .dadurch ;gekennzeichnet, daß er im Innern der Hülle einen Leiter aufweist, der mit dem Birnetallstreifen verbunden und mit wenigstens einer Substanz überzogen ist, deren Dampfspannung bei der höchsten Temperatur der Elektroden vernachlässigbar ist und welcher, falls die. Entladung von diesem Leiter ausgeht, den erwähnten emittierenden Stoff abgibt, wobei dieser Leiter gegenüber dem Bimetallstreifen so angeordnet ist, daß wenigstens ein Teil des won ihm abgegebenen emittierenden Stoffes sich auf dem Bi-@metallstreifen niederschlägt, wobei die gegenseitige Lage des Leiters und des Bimetallstreifens und des anderen Kontaktes und die Zusammensetzung und .der Druck der in der Hülle enthaltenen Atmosphäre so gewählt sind, daß bei der Zündung und bei der Aufrechterhaltung der Entladung in dem Umschalter die Entladung ,an dem Bimetalilstreifen ansetzt und nicht an diesem Leiter, außer wenn der Überzug aus emittierendem Stoff des B,imetallstreifens fast erschöpft ist.Glow Discharge Switch The present invention relates to a glow discharge switch in a shell that contains one or more gases with or without the addition of metal vapor, the discharge occurring between electrodes, the entire surface of which is on one low temperature, the moving contact through a bimetallic strip formed or carried, which forms an electrode and at least partially is coated with an emissive substance and with at least one other contact cooperates. This switch is characterized by the fact that it is inside the shell has a conductor which is connected to the bulb and with at least one substance is coated, the vapor tension of which is at the highest temperature of the electrodes is negligible and which, if the. Discharge from this Head goes out, emits the mentioned emitting substance, this head opposite the bimetallic strip is arranged so that at least a portion of what is given to him emitting substance is reflected on the bi- @ metal strip, with the mutual Position of the conductor and the bimetal strip and the other contact and the composition and .the pressure of the atmosphere contained in the envelope are chosen so that at the ignition and when the discharge is maintained in the changeover switch, the discharge , attaches to the bimetal strip and not to this conductor, unless the coating emitting substance of the metal strip is almost exhausted.

Bei einer bevorzugten Aus,führungsforrn weist dieser Leiter einen aufgewickelten, hohen Temperaturen widerstehenden Metalldraht auf, der mit Stoffen überzogen ist, die wenigstens ein Erdalkalimetall enthalten, und Mist z. B. eine Kathode eines normalerweise für die Herstelilung von Fluoreszenzlampen und ähnlichen Apparaten verwendeten :Modells.In a preferred embodiment, this conductor has a guide Coiled, high temperature resistant metal wire on which with fabrics is coated containing at least one alkaline earth metal, and manure z. Legs Cathode one normally used in the manufacture of fluorescent lamps and similar apparatus used: model.

Die erfin.dungs:gemäßen Umschalter mit einer aktivierten Bimetallelektrode besitzen eine verhältnismäßig niedrige Betriebsspannung, was ihre Verwendung bei merklich unterhalb von i io N - liegenden Spannungen gestattet. Ferner bleibt diese Spannung noch nach einer großen Zahl von Schaltungen niedrig, und zwar danik des Leiters, der mit einer einen emittierenden Stoff erzeugenden Substanz überzogen ist.The changeover switches according to the invention with an activated bimetallic electrode have a relatively low operating voltage, which allows them to be used at voltages that are markedly below i io N -. Furthermore, this voltage remains low even after a large number of switching operations, namely due to the conductor which is coated with an emitting substance.

Die Abbildung zeigt als nicht begrenzendes Beispiel eine t\,usführungsform der Erfindung, welche dazu bestimmt ist, gemäß dem wolil-bekannten Verfahren zur Vorheizung der Elektroden die Zündung eines Entladungsapparates zu steuern. Dieser letztere kann z. B. eine unmittelbar aus einem Wechselstromnetz von i to V gespeiste Fluoreszenzlampe sein, wobei @unmittelbar heißt, daß die Netzspannung nicht durch einen Transformator oder eine andere Vorrichtung erhöht wird.The figure shows one embodiment as a non-limiting example the invention, which is intended according to the wolil-known method for Preheating the electrodes to control the ignition of a discharge apparatus. This the latter can e.g. B. one fed directly from an alternating current network from i to V Be fluorescent lamp, where @immediate means that the mains voltage does not pass a transformer or other device is increased.

Das Arbeiten dieses Umschalters, d. 1i. seine Schließung durch die Einwirkung einer Entladung auf den Bimetallstreifen, wobei ,diese Entladung zwischen diesem Streifen oder dem Leiter und dem festen Kontakt auftritt, muß bei dem niedr.i.gsten Wert erfolgen, auf welchen die Netzspannung absinken kann. Es darf dagegen nicht bei der Betriebsspannung zwischen den Elektroden der Fluoreszenzlampe während -des normalen Arbeitens derselben erfolgen. Bei dein weiter unten beschriebenen Umschalter beträgt die kleinste Schließungsspannung bei Wechselstrom etwa 8o V.The working of this switch, i. 1i. its closure by the Action of a discharge on the bimetal strip, this discharge between this strip or the conductor and the fixed contact must occur at the lowest Value to which the mains voltage can drop. It may not, however at the operating voltage between the electrodes of the fluorescent lamp during -des normal operation of the same. With your switch described below the smallest closing voltage for alternating current is about 8o V.

Dieser Umschalter enthält in einer eine Neonatmosphäre mit i % Argon unter einem Druck von etwa 25 mm Hg enthaltenden Hülle 3 einen festen Kontakt 5 und einen den beweglichen Kontakt bildenden Biinetallstreifen d. In kaltem Zustand beträgt der Mindestabstand zwischen dem festen Kontakt und dem Bimetallstreifen etwa o,5 mm. Der feste Kontakt 5 ist mit dein äußeren Stromkreis durch seine Stromzuführung i unmittelbar verbunden. Der Bimetallstreifen d ist finit demselben Stromkreis über den Leiter 7 und die mit diesem in Reihe geschaltete Stromzuführung i i verbunden. Er wird -von dem Halter 8- getragen, dessen eines Ende in einem Fuß 9 des Umschalters verankert ist, wobei dieser -Fuß einen Pumpstutzen io aufweist und in dichter Weise von den Stromzuführungen i und i i .durchdrungen wird.This switch contains a neon atmosphere with 1% argon under a pressure of about 25 mm Hg containing sleeve 3 a firm contact 5 and a bi-metallic strip forming the movable contact d. In cold condition is the minimum distance between the fixed contact and the bimetal strip about 0.5 mm. The fixed contact 5 is with your external circuit through its power supply i directly connected. The bimetal strip d is finite over the same circuit the conductor 7 and the power supply i i connected in series with it. It is carried by the holder 8, one end of which is in a foot 9 of the switch is anchored, this foot having a pump nozzle io and in a tight manner is penetrated by the power supply lines i and i i.

Diese Anordnung gestattet die Verwendung eines Fußes 9 mit nur zwei Strom?uführungen. Ferner erhitzt der bei Berührung des Bimetallstreifens d mit dem festen Kontakt 5 durch den Leiter 7 fließende Strom diesen letzteren, welcher den Birnetallstreifen d erwärmt, wodurch der Augenblick verzögert wird, an welchem er sich von dem Kontakt 5 entfernt. Die Dauer der ununterbrochenen Vorheizung der durch den Umschalter gezündeten F luoreszenzlampe wird so verlängert, was die Ermüdung der Elektroden der Lampe verringert.This arrangement allows the use of a foot 9 with only two Power lines. Furthermore, the heated when the bimetallic strip d comes into contact with the fixed contact 5 through the conductor 7 current flowing this latter, which the Pear metal strip d warms up, which delays the moment at which it moves away from contact 5. The duration of the uninterrupted preheating of the through The fluorescent lamp ignited toggle switch is prolonged, which leads to fatigue of the electrodes of the lamp.

Der Leiter 7 ist ein Faden aus einem hohe Temperaturen aushaltenden Metall, der zu einer doppelten Spirale gerollt und mit Oxyden und Erdalkalimetallen überzogen ist, wie eine Glühkathode einer Fluoreszenzlampe. In der Praxis wird übrigens eine Glühkathode normaler Bauart für den Leiter 7 benutzt.The conductor 7 is a thread made of a high temperature enduring Metal rolled into a double spiral and containing oxides and alkaline earth metals is coated like a hot cathode of a fluorescent lamp. In practice, by the way a normal type of hot cathode is used for the conductor 7.

Die Formierung dieses Leiters, d.li. die Verwandlung der auf ihn aufgebrachten erdalkalischen Verbindungen in ein Gemisch von Oxyden und Metallen, erfolgt wie bei einer üblichen Glühkathode. Die Stromzuführungen für diesen Vorgang werden dann durch die normale Stromzuführung i i sowie durch die mit i bezeichnete Stronizufiihrung des festen Kontaktas gebildet. Die Verbindung zwischen diesem letzteren und dein oberen Ende der Elektrode 7 wird durch eine Erhitzung auf etwa doo° C des gesamten Unischalters in einem Ofen erzielt, welche den Bimetallstreifen :I verformt, der dann den Kontakt 5 berührt. Die Formierung des Leiters 7 besteht darin, ihn durch joulesche Wärme zu erhitzen, wodurch die Zersetzung der erdalkalischen Verbindungen bewirkt wird. Gleichzeitig mit ihr erfolgt am Ende des Vorgangs eine Erzeugung von Erda@lkalinietallen, welche verdampfen und sich zum Teil auf dem Bimetallstreifen niederschlagen. Die so auf dem Bimetallstreifen in einer sehr dünnen Schicht 6 niedergeschlagenen Er@dalkalimetalle bewirken die Erniedrigung der Zündspannung der Entladung zwischen dem iBiinetallstreifen und dem festen Kontakt. Wenn der kalte Unischalter in .den Vorheizungskreisder Fluor:eszenzlampe,deren Zündung er bewirken soll. eingeschaltet ist und einer Über 8o V liegenden Spannung ausgesetzt wird, entsteht eine Gliinme.ntladung zwischen dem Bimetallstreifen d und dein Kontakt 5 wie bei den üblichen Unterbrechern mit Glimmentladung und Bdmetallelektroden, die für die Zündung der Fluoreszenzlampen durch zeitweiligen Kurzschluß der Elektroden derselben benutzt werden.The formation of this leader, i.e. the transformation of those angry with him alkaline earth compounds in a mixture of oxides and metals, is done like with a common hot cathode. The power supplies for this process are then through the normal power supply i i and the power supply labeled i of solid contact is formed. The connection between this latter and yours The upper end of the electrode 7 is heated to about doo ° C of the whole Unischalters achieved in a furnace deforming the bimetal strip: I that then touches contact 5. The formation of the conductor 7 consists in pulling it through Joule heat, causing the decomposition of alkaline earth compounds is effected. Simultaneously with it there is a generation of at the end of the process Erda @ lkalinietallen, which evaporate and partly on the bimetallic strip knock down. The so deposited on the bimetal strip in a very thin layer 6 Er @ dalkali metals cause the lowering of the ignition voltage of the discharge between the iBi-metal strip and the fixed contact. When the cold Unischalter in .den Preheating circuit of the fluorine fluorescent lamp that it is supposed to ignite. switched on and is exposed to a voltage of more than 8o V, a glow discharge occurs between the bimetallic strip d and your contact 5 as with the usual breakers with glow discharge and metal electrodes that ignite the fluorescent lamps by temporarily shorting the electrodes of the same.

Normalerweise setzt die Glimmentladung nicht an dem Leiter 7 an, wahrscheinlich infolge des hohen Wertes des Kaltwiderstandes der diesen .bedeckenden Oxyde. Wenn nach einer gewissen Zahl von Schaltungen der Niederschlag f> der den Birnetallstreifen aktivierenden Metalle verschwunden oder ungenügend geworden ist, setzt die Glimmentladung an dem Leiter 7 an und reduziert einen Teil der erdalkalischen Oxyde, die ihn bedecken, zu Erdatkaldmetallen, von .denen ein Teil durch Kathadenzerstäubung auf den Bimetallstreifen d gelangt und ihn von neuem aktiviert.Normally the glow discharge does not start at the conductor 7, probably as a result of the high value of the cold resistance of the oxides that cover it. if after a certain number of switching operations, the precipitation for the pear metal strips activating metals have disappeared or become insufficient, the glow discharge continues on the conductor 7 and reduces some of the alkaline earth oxides that cover it, to Erdatkaldmetallen, a part of which by cathode atomization on the bimetallic strip d and activated it again.

Ein solcher Umschalter kann mehr als zehntausendmal arbeiten, ohne daß sich seine Schließungsspannung sowie seine Ansprechzeit merklich ändern. Seine Massenherstelilung ist leicht, da das benutzte :\kt,ivienutigsverfalireri eine laufend in der Industrie der Fltioreszenzlanipen ,1ienutzte Technik verwendet.Such a switch can work more than ten thousand times without that its closing voltage as well as its response time change noticeably. His Mass production is easy since the used: \ kt, ivienutigsverfalireri one running Technique used in the industry of fltiorescent flanges.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Glow discharge switch in one or several gases with or without an N-lethal vapor additive containing envelope, with, -which the discharge takes place between electrodes, their entire surface remains at a low temperature, with the movable contact through a Bimetal strip is formed or carried, which forms an electrode and at least is partially covered with one emitting substance and with at least one other Contact cooperates, characterized in that it is inside the shell (3) has a conductor (7) which is connected to the bimetallic strip (a) and with at least is coated with a substance whose vapor tension is at the maximum temperature of the electrodes is negligible, and when the intlad, ung on this ladder this emitting substance, this conductor opposite the bimetallic strip so arranged .ist that at least part of the emitting emitted by this conductor Substance is reflected on the binietal strip, whereby the mutual position of the conductor and the bimetallic strip as well as the shape and type of conductor, des Bi-iiietallstreifens and the other contact (5) and the composition and the Pressure of the atmosphere contained in the envelope are chosen so that when: Ignition and the maintenance of the discharge in .dem switch the discharge on the Bi. Metal strips are attached and not on this conductor, unless the coating: des Bimetallic strip from emittieren.de.m substance is almost exhausted.

2. Switch to Claim i, characterized in that the conductor (7) has a winding of one has high temperature withstanding metal wire, which is covered with fabrics which contain at least one Er: dalkal.imetal, l, and z. B. a cathode of a Model is which is normally used for the manufacture of fluorescent lamps and similar apparatus is used.

3. Changeover switch according to claim i or 2, characterized characterized in that the bimetal strip is fed with Strotn via the conductor (7) will.