DE837418C

DE837418C - Thermomagnetic switching device for switching on electrical discharge tubes, especially low-voltage light tubes

Info

Publication number: DE837418C
Application number: DEP51860A
Authority: DE
Inventors: Gysbert Ekkers; Dipl-Phys Alfred Farner
Original assignee: GERAETEBAU AG
Current assignee: GERAETEBAU AG
Priority date: 1947-04-18
Filing date: 1949-08-13
Publication date: 1952-04-28

Description

Thermomagnetische Schalteinrichtung zum Zünden von elektrischen Entladungsröhren, insbesondere Niederspannungs-Leuchtröhren Elektrische Entladungsröhren benötigen zu ihrer Zündung eine Spannung, die wesentlich über der normalen Betriebsspannung der Röhre liegt. Falls die Netzspannung kleiner als die Zündspannung ist, müssen daher Maßnahmen getroffen werden, die gestatten, eine Spannung von mindestens der Höhe der Zündspannung zu erzielen. Eine bekannte Maßnahme besteht darin, eine Schalteinrichtung vorzusehen, durch die beim Anheizen in Verbindung mit der zur Stabilisierung der Entladung vorhandenen Drossel ein Schaltvorgang ausgelöst wird, der die zur Zündung notwendige Spannungsüberhöhung an der Entladungsröhre verursacht. Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine solche, und zwar auf thermomagnetischer Grundlage beruhende Schalteinrichtung für elektrische Entladungsröhren, insbesondere Niederspannungs-Leuchtröhren, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein von einem Magnetfeld beeinflußter ferromagnetischer Teil durch den Anheizstrom der Röhre so weit erwärmt wird, daß infolge Verringerung seiner Permeabilität der Schalter anspricht und beim normalen Betriebsstrom der Röhre angesprochen bleibt. Mit Vorteil bildet man .dabei den ferromagnetischen Teil mindestens als Teil des einen; beweglichen Schaltarms des Zündschalters aus, wobei der Schaltarm zweckmäßigerweise aus einem N-o>in Ailllcizstroin oder von einem diesem proportionalen Strom durchflossenen federnden Blech hergestellt sein kann. Um den Schaltvorgang einerseits möglichst unabhängig von der Umgebungsteniperatur zu machen, anderseits aber nicht zu stark zu verzögern, wird man als Material für den fcrromagnetischen Teil mit Vorteil ein solches wählen, dessen Curiepunkt etwa zwischen 200 und 300c' C liegt, beispielsweise eine Eisen-Nickel-Legierung. Eine einfache und besonders zweckmäßi@ge Ausführung ergibt sich, wenn zwei in eii-m -Magnetfeld befindliche Teile vorhanden sind, von denen der eine mindestcns teilweise den einen, l.ew-egliclienSchaltarm des Zündschalters bildet und der andere vorn Anheizstrom bzw. von einem diesem proportionalen Strom erwärmt wird, wobei die 1>eidcn f,-rromagnetiscllen Teile in bezug auf <las 1lagnetf2l.d so angeordnet sind, daß die magnetischen Kraftlinien beim Anheizen zunächst inind:stens vorwiegend durch den vom Anheizstrom durchflossenen Teil verlaufen und den im Schaltarm enthaltenen ferromaagnetischen Teil erst 1>eeinfltiss2n und damit den Zündschalter zum Ansprcchen bringen, wenn der vom Anheizstrom erwärmte fcrromagnetische 'feil eine vongegeb--ne Verringerung der Permeabilität erfährt. Zur Erzeugung (!,es Magnetfeldes wird mit Vorteil ein Dauer- oder Elektromagnet verwendet. `-Fenn in der Zündschalteinrichtung eine Drossel mit Luftspalt vorhanden ist, kann auch das durch den Luftspalt hervorgerufene Streufeld als Magnetfeld dienen.Thermomagnetic switching device for igniting electrical discharge tubes, in particular low-voltage fluorescent tubes require electrical discharge tubes for their ignition a voltage which is significantly higher than the normal operating voltage the tube lies. If the mains voltage is lower than the ignition voltage, must therefore measures are taken that allow a voltage of at least the To achieve the level of ignition voltage. A known measure consists in a switching device to be provided by the heating-up in conjunction with the stabilization of the Discharge existing throttle a switching process is triggered, which leads to the ignition caused the necessary voltage increase on the discharge tube. The present The invention now relates to such, based on a thermomagnetic basis Switching device for electrical discharge tubes, especially low-voltage fluorescent tubes, which is characterized in that a magnetic field influenced ferromagnetic Part is heated so far by the heating current of the tube that as a result of reduction the switch responds to its permeability and the normal operating current Tube remains addressed. It is advantageous to form the ferromagnetic part at least as part of the one; movable switching arm of the ignition switch, wherein the switching arm expediently from one N-o> in Ailllcizstroin or produced by a resilient sheet metal through which this proportional current flows can be. To make the switching process as independent as possible from the surrounding temperature to make, but on the other hand not to delay too much, is used as material for For the electromagnetic part it is advantageous to choose one whose Curie point is about between 200 and 300c 'C, for example an iron-nickel alloy. One simple and particularly expedient execution results when two in one-m magnetic field parts are present, one of which is at least partially the one l.ew-egliclienSchaltarm of the ignition switch forms and the other in front of the heating current or is heated by a current proportional to this, the 1> two f, -rromagnetiscllen Parts related to <las 1lagnetf2l.d are arranged so that the magnetic Lines of force when heating up initially: at least mainly through the heating current run through part and the ferromagnetic contained in the switching arm Part only 1> influence and thus bring the ignition switch to claim, if the electromagnetic field heated by the heating current is a given reduction the permeability experiences. To generate (!, It is a magnetic field with advantage Permanent or electromagnet used. `-Fenn a throttle in the ignition switchgear with an air gap is present, the stray field caused by the air gap can also serve as a magnetic field.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung schematisch dargestellt. Fig. i zeigt eine Schalteinrichtung, bei w-;,lclier der vom Anheizstrom erwärmte ferroniagnetische Teil selbst den beweglichen Schaltarm des Zündschalters bildet, w@ällrend in der Schalteinrichtung nach Fig. 2 zwei ferromagnetische 'I'cilc vorhanden sind, wovon der eine Teil vom Anheizstrom erwärmt wird, während der andere als beweglicher Schaltarm des Zündschalters dient.In the drawing are two embodiments of the invention Device shown schematically. Fig. I shows a switching device, at w - ;, lclier the ferro-magnetic part heated by the heating current itself is the movable switching arm of the ignition switch forms, w @ ällrend in the switching device according to FIG. 2, two ferromagnetic 'I'cilc are present, one part of which is heated by the heating current, while the other serves as the movable switching arm of the ignition switch.

In der 1,-ig. i sind i die speisende Wechselstrornquelle, 2 ein Schalter, 3 die Leuchtröhre mit den Ilektroclen 4 und 16 in Form von Heizw"eildelil, j5 ein "Transformator finit der Primärwicklung 6, die im \orrnalhetrieb zugleich als Stabilisierungsdross2l wirkt, und der Sekundärwicklung 7, 8 die therniomagnetische Schalteinrichtung mit <lern ferromagnetischeil Teil 9 in Form eines U-förmigen, federilcl-°n Bleches aus einer Fe-\i-Legierung mit °inein Curicpunkt zwischen 200 und 300° C, dem (las 1lagn@:tfelcl erzeugenden Dauermagneten io, dem Zündschalter i 1, 12 und einer -Montageplatte i j5 mit (1_n Befestigungsbügeln i8, 19, 2o. Die Endcri der beiden Schenkel i3, i-t des Teils 9 sind finit cir S°kundärw-icklung7 verbunden. Der eine S%lialtlcontakt i t des Zündschalters fit, 12 ist auf dem Teil g befestigt. der also zugleich den einen Schaltarid des Zündschalters bildet. Durch (las 1la,n°tfcld (Ics Magneten io wird der ferromagnetische Teil 9 entgegen der Federkraft gegen dtn -Magneten gezogen, so daß der Schalter 1 i, 12 geschlossen ist. Durch den Anschlag 17 wird °die Endstellung des Teils 9 1>eigrenzt.In the 1, -ig. i are i the feeding alternating current source, 2 a switch, 3 the fluorescent tube with the Ilektroclen 4 and 16 in the form of Heizw "eildelil, j5 a" transformer finite of the primary winding 6, which in the \ orrnalhbetrieb also acts as a stabilizing choke2l, and the secondary winding 7, 8 the thermal magnetic switching device with <learn ferromagnetic part 9 in the form of a U-shaped, federilcl- ° n sheet made of an Fe- \ i-alloy with a Curic point between 200 and 300 ° C, the (las 1lagn @: tfelcl generating permanent magnet io, the ignition switch i 1, 12 and a mounting plate i j5 with (1_n mounting brackets i8, 19, 2o. The ends of the two legs i3, it of part 9 are finitely connected to the secondary winding7 it of the ignition switch fit, 12 is attached to part g, which also forms one switching arid of the ignition switch. Through (las 1la, n ° tfcld (Ics magnets io, the ferromagnetic part 9 is pulled against the spring force against dtn magnets, see above there ß the switch 1 i, 12 is closed. The end position of the part 9 1 is ° limited by the stop 17.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Beim Schließen des Schalters 2 fließt der Anheizstrom über die Wicklung 6, die Heizwendel .4, den Schenkel 13 des Teils 9, den geschlossenen Zündschalter 11, 12 und die Heizwendel 16 zurück zur Stromquelle i. Außerdem fließt von der Sekundärwicklung 7 aus ein dem Anheizstrom proportionaler Strom durch den ferromagtietiscllen Teil g. Dadurch erwärmt sich dieser, und bei einer bestimmten, zwischen 200 und 300° C liegenden Temperatur ist die Permeabilität und damit die magnetische Anziehungskraft so weit gesunken, da') die Federkraft überwiegt und der Zündschalter ii, 12 anspricht, d. h. seine Kontakte öffnen sich, wodurch auf bekannte Weise die Zündung der Röhre 3 erfolgt. Nun fließt der normale Betriebsstrom, der kleiner ist als der Anheizstrom, durch die Röhre 3. Dementsprechend ist auch der Strom im Sekundärkreis kleiner als beim Anheizen. Der ferromagnetische Teil 9 ist so dimensioniert, daß auch dieser kleinere Strom noch eine solche Erwärmung bzw. Verringerung der Permeabilität im Teil 9 hervorruft, daß die Federkraft gegenüber der magnetiscli--n Anziehungskraft überwiegt, somit der Schalter geöffnet ;bleibt. Falls notwendig, kann noch ein Funkenlöschkond ensator 38 vorgesehen werden. Beim Abschalten der Röhre durch Öffnen des Schalters 2 nimmt der Teil 9 wieder die Umgebungstemperatur an, so daß er durch den Magneten angezogen und der Schalter 11, 12 geschlossen wird. Damit ist die Einrichtung für die nächste Zündung betriebsbereit.The device works as follows: When the Switch 2, the heating current flows through the winding 6, the heating coil .4, the leg 13 of part 9, the closed ignition switch 11, 12 and the heating coil 16 back to the power source i. In addition, a heating current flows from the secondary winding 7 proportional current through the ferromagnetic part g. This heats up this, and at a certain temperature lying between 200 and 300 ° C the permeability and thus the magnetic attraction has decreased so much that ') the spring force predominates and the ignition switch ii, 12 responds, d. H. his contacts open, whereby the ignition of the tube 3 takes place in a known manner. Well flows the normal operating current, which is smaller than the heating current, through the tube 3. Accordingly, the current in the secondary circuit is also smaller than when heating up. The ferromagnetic part 9 is dimensioned so that this smaller current nor does such a warming or reduction in permeability cause part 9, that the spring force outweighs the magnetic force of attraction, thus the switch is open; remains. If necessary, a spark quenching capacitor can also be used 38 are provided. When switching off the tube by opening switch 2 it increases the part 9 returns to the ambient temperature, so that it is attracted by the magnet and the switch 11, 12 is closed. So that's the facility for the next one Ignition ready.

Um die Sekundärwicklung 7 zu sparen, kann die Einrichtung auch so ausgeführt sein, daß die Kontakte i i, 12 gegenüber dem ferromagnetischen Teil 9 isoliert sind. Die Schwierigkeit der Isolation umgeht die Schalteinrichtung nach Fig. 2. Darin sind 37 die Stromquelle; 21 ein Schalter, 22 eine Drossel, 23 und 2.4 die Elektroden der Röhre 25 in Form von Heizwendeln, 26 die thermomagnetische Schalteinrichtung mitden leiden ferromagnetischenTeilen 27 und 28, wobei der Teil 27 den einen, beweglichen Schaltarm des Zündschalters 29, 30 bildet. Die beiden Teile 27 und 28 sind nun so bezüglich des Magneten angeordnet, daß im Ruhestand der Einrichtung die magnetischen Kraftlinien vorwiegend durch den Teil 28, der als Drahtbügel ausgebildet ist, verlaufen, so daß der Teil 27, der aus federndem Blech besteht, nicht angezogen wird und die Kontakte 29, 30 geschlossen sind. Als Material für die ferromagnetischen Teile 27 und 28 ist wieder eine Eisen-Nickel-Legierung mit einem Curiepunkt zwischen 200 und 300° C verwendet. Der federnde Schaltarm 27 kann auch aus einem anderen ferromagnetischen Material bestehen, z. B. Eisen, das ein magnetisches Verhalten bezüglich der Permeabilität in Abhängigkeit der Temperatur im Sinne der Erfindung aufweist.In order to save the secondary winding 7, the device can also be designed in such a way that the contacts ii, 12 are isolated from the ferromagnetic part 9. The switching device according to FIG. 2 avoids the problem of insulation. Therein 37 are the current source; 21 a switch, 22 a choke, 23 and 2.4 the electrodes of the tube 25 in the form of heating coils, 26 the thermomagnetic switching device with the ferromagnetic parts 27 and 28, the part 27 forming the one movable switching arm of the ignition switch 29, 30 . The two parts 27 and 28 are now arranged with respect to the magnet that when the device is idle, the magnetic lines of force mainly run through the part 28, which is designed as a wire bracket, so that the part 27, which consists of resilient sheet metal, is not attracted and the contacts 29, 30 are closed. An iron-nickel alloy with a Curie point between 200 and 300 ° C. is again used as the material for the ferromagnetic parts 27 and 28. The resilient switching arm 27 can also consist of another ferromagnetic material, e.g. B. iron, which has a magnetic behavior with respect to the permeability as a function of the temperature within the meaning of the invention.

Diese Einrichtung funktioniert folgendermaßen: Beim Schließen des Schalters 21 fließt zunächst der Anheizstrom über die Drossel 22, die Wendel 23, (teil '(eil =;. (ICH Scllaltc-r 20, 30, die `@'end:'1 24, den Teil 28 lind zurück zur Stroniqtlelle 37. Durch den :Xiilieizstt-()til wird (Ict- Draht 28 ei-w-ärmt. Mit zunehmender Temperatur sinkt seine Permeabilität, die Kraftlinicit \ "Haufen immer zahlreicher über den 'heil 27. bis schließlich bei einer bestimmten 'I@eml>cratur des Teils =8 die magnetische AnziehtIll;tI'skl-(Ift #Mlf den 'feil 27 die Federkraft über-\ 1 1 e t' V #,#gt Und dUr Teil 27 #IM#I' ii den 'Magneten gezogen wird. w-()(ltircli der Schalter 29..3o anspricht, cl. lt. (11c Kontakte 29. 30 geüftrtet werden, wobei der 'feil 27 datill atn Anschlag 33 anliegt. Dadurch entstellt l)ci geeigneter Dimensionierung der Drossel 22 die zur Zündung derRöhre 25 erforderliche Überspaunung. Nach (lern Zünden fließt der normale littriebsstrom auch durch den Teil28, der eine solche I?rw-:irrnung und \`erririg@:rutig der Perineabilität in diesem '1'(2i1 aufrechterhält, daß der Teil 27 angezogen und der Schalter 29, 30 geöffnet bleibt. Nach Öffnen des Schalters 21 erkaltet der Teil .28; Tei127 gebt unter dem Einfluß seiner Federkraft in die Ruhestellung zurück, wodurch der Ziitidscltalter wied-r geschlossen und für die n;ichste Zündung bereit ist. Der Kondensator 39 clietit zur FttnkenlL»chung. Die Teile 31, 32, 34, 35 und 36 entsprechen den Teilen io, 15, 18, i9 und 2o der Fig. 1.This device works as follows: When the switch 21 is closed, the heating current first flows through the throttle 22, the filament 23, (part '(eil = ;. (ICH Scllaltc-r 20, 30, the `@' end: '1 24, Part 28 and back to Stroniqtlelle 37. Through the: Xiilieizstt - () til (Ict wire 28 is egg-w-poor finally at a certain 'I @ eml> cratur of the part = 8 the magnetic attractionIll; tI'skl- (Ift #Mlf den' feil 27 the spring force over- \ 1 1 e t ' V #, # gt and thUr part 27 # IM # I 'ii the' magnet is pulled. W - () (ltircli the switch 29..3o responds, cl. Lt. (11c contacts 29. 30 are released, whereby the 'feil 27 datill atn stop 33 is applied l) ci suitable dimensioning of the choke 22 disrupts the overvoltage required to ignite the tube 25. After (learning ignition, the normal lit drive current also flows through the part 28 which has such an I? rw-: irrnung und \ `erririg @: slippery the perineability in this '1' (2i1 maintains that the part 27 is attracted and the switch 29, 30 remains open. After opening the switch 21, the part .28 cools; Partly returns to the rest position under the influence of its spring force, which means that the citizen switch is closed again and is ready for the next ignition. The condenser 39 is used for drainage. The parts 31, 32, 34, 35 and 36 correspond to the parts io, 15, 18, i9 and 2o of FIG. 1.

NVie bereits einleitend erwähnt, kann der ferroniagnetische Teil auch nur einen Teil des beweglich:it Schaltarms bilden. Insbesondere um eine gute Vederung zu gewährleisten, kann es zweckrn:if.li", :ein. (len Schaltann vorwiegend aus beson-(ler; m I# c<lerl>lech. z. B. Neusilber oder Bronze->lech. h-:rzustellen. In diesem Fall wird der ferroniagileti;cli:@ 'feil auf dieses Federblech aufgebracht, z. B. durch Verliiten, Vernieten, Schweißen. Die erfindungsgern-liße Schalteinrichtung zeichnet sich durch große Betriebssicherheit, durch Temperaturunallh:ingigkeit und vor allem durch die Tatsache aus. <l aß der Schaltvorgang momentan vor sich geht, w-as für (las sichere und rasche Zünden der l@fihre unentbehrlich ist.As already mentioned in the introduction, the ferronomic part can also form only part of the movable: it shift arm. Especially good veding to ensure, it can be useful: if.li ",: ein. (len Schaltann mainly from special (ler; m I # c <lerl> lech. z. B. German silver or bronze-> lech. h-: to create. In this Case, the ferroniagileti; cli: @ 'feil is applied to this spring plate, e.g. B. by lending, riveting, welding. The switching device according to the invention is characterized by high operational reliability, temperature unreliability and mainly characterized by the fact. <the switching process is currently going on, w-as for (read safe and rapid ignition of the l @ fihre is indispensable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Thermal switching device for igniting electrical discharge tubes, inshesoircIc ie \ itderspannungs fluorescent tubes, characterized by a ferromagnetic part which is sensitive in a magnetic field and which is heated to such an extent by the heating current of the tube or a current that is dependent on the same Reduction of its permeability of the 7iin (responds to the age and remains addressed during normal operation of the fluorescent tube.

2. Switching device according to claim t, characterized in that the ferromagnetic file at least forms part of one, ichen switch arm of the ignition switch.

3. Switching device according to claim 2, characterized in that the switching arm min- (lesteris tciIw-eise consists of a resilient sheet metal through which the current flows. .I.

Switching device according to claim i, characterized in that the ferromagnetic part consists of one Material whose Curie point is between 200 and 300 ° C.

5. Switching device according to claim .I, characterized in that the ferromagnetic part consists of a Made of iron-nickel alloy.

6. Switching device according to claim i, characterized by two ferromagnetic parts, one of which is at least partially the one movable switching arm of the ignition switch and the other from the heating current or is heated by a current dependent on this, the two being ferromagnetic Parts with respect to the magnetic field are arranged so that the magnetic lines of force when heating up, initially at least primarily due to the heating current flowing through it Part run and only affect the ferromagnetic part contained in the switching arm and thus make the ignition switch respond when it is heated by the heating current ferromagnetic part experiences a predetermined reduction in permeability.

7th Switching device according to claim 1 with an air gap throttle, characterized in that The stray field caused by the air gap serves as a magnetic field.