DE854827C

DE854827C - Ignition and operating device for electric discharge tubes

Info

Publication number: DE854827C
Application number: DEP3177D
Authority: DE
Inventors: William Joseph Scott
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1940-06-07
Filing date: 1940-06-07
Publication date: 1952-11-06

Description

Zünd- und Betriebseinrichtung für elektrische Entladungsröhren Die Erfindung bezieht sich auf Zünd- und Betriebseinrichtungen für elektrische Entladungsröhren, bei denen ein die Elektroden überbrückender Schalter vorgesehen ist, um bei Verwendung einer Vorschaltdrosselspule einen Induktionsspannungsstoß zii erzeugen und bei Verwendung von Glühelektroden mit zwei Stromzuführungen die Glühelektroden vorzuheizen.Ignition and operating equipment for electric discharge tubes The invention relates to ignition and operating devices for electrical discharge tubes, in which a switch that bridges the electrodes is provided to enable use a ballast inductor generate an induction voltage surge zii and when used of glow electrodes with two power leads to preheat the glow electrodes.

Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art hat man als Überbrückungsschalter meist einen selbsttätig wirkenden Bimetallschalter verwendet, dessen Kontakte in der Ausgangsstellung geschlossen sind und dessen Heizwicklung der Entladungsröhre vorgeschaltet ist.In the known devices of this type, one has a bridging switch usually an automatic bimetal switch is used, the contacts of which are in the initial position are closed and its heating coil of the discharge tube is upstream.

Nach dem Einschalten des Stromes und Vorerregen der Drosselspule bzw. Vorheizen der Glüh- elektroden wird dann der Überbrückungsschalter selbsttätig geöffnet und nach erfolgter Zündung oder Entladungsröhre durch denEntladungsstromweiterhin in Offenstellung gehalten.After switching on the current and pre-energizing the choke coil or pre-heating the glow electrodes, the bypass switch is then automatically opened and, after the ignition or discharge tube, is kept in the open position by the discharge current.

Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Einrichtungen liegt darin, daß beim Ausschalten der Röhre mehrere Minuten vergehen, ehe sich der Bimetallschalter so weit abgekühlt hat, daß seine Kontakte wieder zur Berührung kommen und er für eine neue Zündung der Röhre bereitsteht. Eine wesentliche Beschleunigung des Abkühlvorganges ist auf einfache Weise nicht durchführbar.A major disadvantage of these known devices is that that when switching off the tube several minutes pass before the bimetal switch has cooled down so much that its Contacts come into contact again and it is ready for a new ignition of the tube. A substantial acceleration the cooling process cannot be carried out in a simple manner.

Die Erfindung bezweckt, den übermäßig lange dauernden und schwer zu beeinflussenden Abkühlvorgang des Bimetallschalters zu vermeiden und diesen schon sofort nach jeder bewirkten Zündung der Röhre schnell in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, so daß nach jedem Ausschalten der Röhre diese ohne störenden Zeitverlust wieder in Betrieb gesetzt werden kann. Dies gelingt bei Entladungsröhren, deren Elektroden in an sich bekannter Weise durch einen in der Ausgangsstellung offenen Bimetallschalter überbrückt werden, nach .der Erfindung dadurch, daß der Heizkörper .des Bimetallschalters in Abhängigkeit von der beim Zündvorgang stark absinkenden Röhrenspannung gespeist und so bemessen ist, daß seine Heizwirkung bei der vor dem Zünden der Röhre auftretenden Röhrenspannung die Bimetallschalterkontakte schließt, aber bei der nach dem Zünden der Röhre auftretenden, erheblich niedrigeren Röhrenspannung nicht dazu ausreicht. Bei einer solchen Einrichtung wird demgemäß zur Steuerung des Bimetallschalters der Unterschied zwischen der Röhrenspannung vor und nach dem Zünden der Entladungsröhre ausgenutzt. Die wesentlich höhere Röhrenspannung vor der Zündung führt in kürzester Zeit, etwa in i Sekunde, zur Schließung des Bimetallschalters und damit auch zum Kurzschließen der Entladungsröhre, wobei naturgemäß :die an dem Heizkörper liegende Röhrenspannung auf Null absinkt, also der Heizkörper stromlos wird. Wegen des Fortfalls der Heizkörperwirkung öffnet sich der Bimetallschalter sofort wieder, wobei in bekannter Weise die Entladungsröhre zündet. Der Bimetallschalter bleibt weiterhin in der Offenstellung, weil die erheblich niedrigere Röhrenbrennspannung keine genügende Heizkörperwirkung herbeiführt.The invention aims to make the excessively long and difficult to avoid influencing cooling process of the bimetal switch and this already immediately after each triggered ignition of the tube quickly into its starting position so that each time the tube is switched off, it does so without any disturbing loss of time can be put back into operation. This is achieved with discharge tubes whose Electrodes in a manner known per se by an open in the starting position Bimetal switches are bridged, according to the invention in that the radiator . of the bimetal switch depending on the greatly decreasing during the ignition process Tube voltage fed and is dimensioned so that its heating effect in the before When the tube is ignited, the tube voltage that occurs closes the bimetal switch contacts, but at the considerably lower tube voltage that occurs after the tube has been ignited not enough for that. In such a device, accordingly, it becomes a control of the bimetal switch, the difference between the tube voltage before and after the Ignition of the discharge tube exploited. The much higher tube voltage before the ignition leads to the closure of the bimetal switch in a very short time, about 1 second and thus also for short-circuiting the discharge tube, whereby naturally: the one on the The tube voltage lying on the radiator drops to zero, i.e. the radiator is de-energized will. The bimetal switch opens because the radiator no longer works immediately again, the discharge tube igniting in a known manner. The bimetal switch remains in the open position because of the considerably lower tube voltage does not produce a sufficient radiator effect.

Man hat zwar bereits zur Zündung von Entladungslampen verschiedentlich auch Bimetallschalter mit in der Ausgangsstellung offenen Kontakten benutzt und damit die Elektroden der Entladungsröhre überbrückt. Dabei wurde aber in den Stromkreis des Heizkörpers eines Bimetallschalters immer ein besonderer Elektromagnetschalter eingebaut, der die Aufgabe hat, nach erfolgter Zündung der Entladungsröhre den Heizkreis des Bimetallschalters abzuschalten. Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird ein solcher zusätzlicher und umständlicher Elektromagnetschalter dadurch eingespart, daß man zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung des geeignet bemessenen Bimetallschalters die Veränderungen der Röhrenspannung nutzbringend verwertet.It is true that various things have already been done to ignite discharge lamps bimetal switches with open contacts in the initial position are also used and so that the electrodes of the discharge tube are bridged. But it was in the circuit of the radiator of a bimetal switch is always a special electromagnetic switch built in, which has the task of switching on the heating circuit after the discharge tube has been ignited of the bimetallic switch. In the device according to the invention such an additional and cumbersome electromagnetic switch is saved, that you can automatically switch the suitably sized bimetal switch on and off utilizes the changes in the tube voltage to good effect.

Um auch bei Entladungsröhren, bei denen die Röhrenspannung beim Zünden der Röhre nicht stark genug abfällt, ein sicheres Offenbleiben des Bimetallschalters im Betrieb zu gewährleisten und um den bei der neuen Einrichtung im Betrieb auftretenden, über den Heizkörper fließenden Verluststrom zu vermindern, können an sich bekannte, stark spannungsempfindliche Stromregler zu Hilfe genommen werden. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich beispielsweise, als Heizkörper einen Widerstand mit bei Erwärmung stark abfallendem Widerstandswert, also einen sogenannten Heißleiter zu verwenden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dem Heizkörper eine Drosselspule vorzuschalten, deren Eisenkern sich beim Auftreten der höheren Röhrenspannung vor der Zündung magnetisch sättigt, wobei die Impedanz der Drosselspule stark abnimmt.This is also the case with discharge tubes, where the tube voltage when igniting the tube does not drop sufficiently, the bimetallic switch must remain open in the company and in order to avoid the To reduce the leakage current flowing through the radiator, known, highly voltage-sensitive current regulators can be used as an aid. To this end It is recommended, for example, to use a resistor as a radiator when heating strongly decreasing resistance value, so to use a so-called NTC thermistor. Another possibility is to connect a choke coil upstream of the radiator, their iron core becomes magnetic when the higher tube voltage occurs before ignition saturates, with the impedance of the inductor decreasing sharply.

Die gleiche Aufgabe erfüllt eine dem Heizkörper vorgeschaltete Elektronenröhre, deren Glühkathodenheizung in Abhängigkeit von der Röhrenspannung steht. Man kann dabei die Elektronenröhre und den Bimetallschalter zu einer baulichen Einheit vereinigen, indem man beispielsweise ein Bimetallelement als Anode und den Elektronenstrom zur Bimetallheizung mitverwertet, wobei unter Umständen sogar ein besonderer Bimetall'heizkörper überflüssig wird.The same task is performed by an electron tube connected upstream of the radiator, whose hot cathode heating is dependent on the tube voltage. One can combine the electron tube and the bimetal switch into one structural unit, for example by using a bimetal element as the anode and the electron flow to Bimetallic heating is also used, with possibly even a special bimetallic heating element becomes superfluous.

In all diesen Fällen ist es selbstverständlich nicht notwendig, daß der Bimetall'heizkörper selbst unmittelbar parallel zu den Elektroden der Entladungsröhre geschaltet wird. Es kann beispielsweise der Heizkörper auch von der Sekundärwicklung eines Transformators gespeist werden, dessen Primärwicklung an die Röhrenspannung angeschlossen ist.In all of these cases it is of course not necessary that the bimetallic heater itself directly parallel to the electrodes of the discharge tube is switched. For example, the radiator can also come from the secondary winding a transformer, whose primary winding is connected to the tube voltage connected.

In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele zwei nach der Erfindung ausgebildete Zünd- und Betriebseinrichtungen dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments according to the invention trained ignition and operating equipment shown.

In beiden Fällen ist die Entladungsröhre i mit zwei vorheizbaren Glühelektroden 2 versehen, die durch den Bimetallschalter 3 überbrückt werden, dessen Kontakte 4 in der Ausgangsstellung offen sind. Zur Strombegrenzung und Auslösung eines Induktionsspannungsstoßes dient die Vorschaltdrosselspule 5.In both cases the discharge tube i has two preheatable glow electrodes 2 provided, which are bridged by the bimetal switch 3, its contacts 4 are open in the starting position. For current limitation and triggering of an induction voltage surge The series reactor 5 is used.

Bei der Einrichtung nach Fig. i ist parallel zu den Bimetallelektroden 4 ein Heißleiterwiderstand 6 geschaltet, der im Gefäß des Bimetallschalters 3 untergebracht ist. Dieser Heißleiterwiderstand 6 kann beispielsweise aus karborund- und silitähnlichen Stoffen, die mit keramischen Bindemitteln zusammengesintert sind oder Urandioxyd oder Magnesiumtitanat bestehen. Beim Einschalten der Einrichtung tritt zuerst die volle Netzspannung an der Entladungsröhre auf, die den 'hohen Widerstandswert des Heißleiterwiderstandes zusammenbrechen läßt. Der entstehende Heizstrom schließt dann die Kontakte 4, und die Röhrenspannung sinkt auf Null, wobei gleichzeitig ein erheblicher Strom über die Drosselspule 5 und die Glühelektroden z fließt. Mit dem Fortfall der Röhrenspannung hört die Heizwirkung des Heißleiterwiderstandes 6 auf, und die Bimetallkontakte trennen sich wieder, wobei der Induktionsspannungsstoß der Drosselspule 5 zur Zündung der Entladung zwischen .den bereits glühenden Elektroden a führt. Bei der verhältnismäßig niedrigen Brennspannung der Entladungsröhre behält der inzwischen erkaltete Heißleiterwiderstand seinen höhen Widerstandswert bei, so daß der über ihn fließende Verluststrom verhältnismäßig klein bleibt und die Reizwirkung zu gering ist, um die Bimetallkontakte erneut zu schließen.In the device according to Fig. I is parallel to the bimetal electrodes 4, a thermistor resistor 6 is connected, which is housed in the vessel of the bimetal switch 3 is. This thermistor resistor 6 can, for example, consist of carborundum and silite-like ones Substances that are sintered together with ceramic binders or uranium dioxide or magnesium titanate. When the device is switched on, the full line voltage on the discharge tube, which is the 'high resistance value of the Thermistor resistance can collapse. The resulting heating current closes then the contacts 4, and the tube voltage drops to zero, at the same time a considerable current flows through the choke coil 5 and the glow electrodes z. With the If the tube voltage is lost, the heating effect of the thermistor resistor 6 stops, and the bimetal contacts separate again, with the induction surge the choke coil 5 to ignite the discharge between .den already glowing electrodes a leads. Retains the relatively low operating voltage of the discharge tube the thermistor resistor, which has cooled down in the meantime, reaches its high resistance value, so that the leakage current flowing through it is proportionate small remains and the irritation is too low to close the bimetal contacts again.

Fig.2 zeigt eine Einrichtung, bei der in dem zweckmäßig evakuierten Gefäß des Bimetallschalters 3 eine gegebenenfalls tim den Bimetallstreifen lieruingewickelte I leizwicklung 7 untergebracht ist. Diese Heizwicklung 7 wird von der Sekundärwicklung 8 des Transformators 9 gespeist, dessen Priinärwickluiig to die Elektroden 2 der Entladungsr<ihre i überbrückt und einen Kondensator i i enthält. Der Transformator 9 ist als Streufeldtransforinator finit nicht linearer Charakteristik ausgebildet. Die Primärwicklung to befindet sich auf dem verhältnismüßig großen Mittelsteg; die Sekundärwicklung 8 ist auf einem der beiden Außenschenkel angeordnet, deren Querschnitte so gering bemessen sind, daß die hohe, vor dem Zünden der Röhre an der I'riniiirwickluiig to liegende Spannung eine magnetische Sättigung des freien Außenschenkels bewirkt. Dadurch wird erstens erreicht, daß sich der magnetische F luß jetzt vorzugsweise mit der I'rim"rwicklung verkettet und daher ein starker Heizstrom in der Sekundärwicklung 8 entsteht. Zweitens wird die Reaktanz der Primärwicklung herabgesetzt und auf einen Wert gebracht, bei dem der Kondensator i i zusammen mit der Drosselspule 5 und der Primärwicklung to in annähernder Resonanz mit der Netzfrequenz steht. Die dabei erzielte Erhöhung des Primärstromes bedeutet eine weitere Steigerung des Heizkörperstromes.Fig.2 shows a device in which in the expediently evacuated The vessel of the bimetallic switch 3 is optionally wound around the bimetallic strip I housing development 7 is housed. This heating winding 7 is from the secondary winding 8 of the transformer 9 is fed, the Priinärwickluiig to the electrodes 2 of the Discharge r <their i bridged and contains a capacitor i i. The transformer 9 is designed as a stray field transformer with finite, non-linear characteristics. The primary winding to is located on the relatively large central web; the Secondary winding 8 is arranged on one of the two outer legs, their cross-sections are dimensioned so small that the high, before the ignition of the tube on the rim of the tube to the lying voltage causes a magnetic saturation of the free outer leg. This firstly ensures that the magnetic flux is now preferentially linked to the primary winding and therefore a strong heating current in the secondary winding 8 is created. Second, the reactance of the primary winding is lowered and down to one Brought value at which the capacitor i i together with the inductor 5 and the Primary winding to is in approximately resonance with the mains frequency. The one with it The achieved increase in the primary current means a further increase in the radiator current.

Beim Einschalten der Einrichtung führt demgemäß die an der Primärspule to auftretende Netzspannung zu einer starken Aufheizung des Heizkörpers 7 und zur schnellen Schließung der Bimetallschalterkontakte 4. Dabei wird die Transformatorwicklung to kurzgeschlossen, und die Heiz-\virkung der Reizwicklung 7. hört auf. Infolgedessen öffnen sich die Bimetallkontakte sofort wieder, wobei die Entladungsröhre durch den entstehenden Induktionsspannungsstoß zündet. Jetzt liegt an der Prini:invicklung to nur noch die Brennspannung der Entladungsröhre i. Diese reicht nicht aus, um den Eisenkern des Transformators magnetisch zu sättigen, so daß die Primärwicklung to nunmehr einen so großen Reaktanzwert zeigt, daß der aus dein Kondensator i i und der Vorschaltdrossel 5 bestehende Resonanzkreis verstimmt bleibt. Der im Betrieb der Entladungsröhre Tiber die Primärwicklung to fließende Verluststrom ist infolgedessen sehr klein. Außerdem ist die magnetische Streuung des Transformators 9 jetzt wesentlich größer. Aus diesen beiden Gründen ist der über die Heizwicklung 7 fließende Strom äußerst gering und die Heizwirkung des Heizkörpers 7 zu klein, um die Bimetallschalterkontakte erneut zu schließen. Der Bimetallschalter bleibt daher in der Offenstellung und ist beim Ausschalten und Wiedereinschalten der Leuchtröhre sofort wieder betriebsbereit.When the device is switched on, it accordingly leads to the primary coil to occurring mains voltage to a strong heating of the radiator 7 and to rapid closure of the bimetal switch contacts 4. The transformer winding to short-circuited, and the heating effect of the stimulus 7. ceases. Consequently the bimetal contacts open again immediately, whereby the discharge tube through ignites the resulting induction voltage surge. Now it's up to the Prini: invicklung to only the burning voltage of the discharge tube i. This is not enough to magnetically saturate the iron core of the transformer, so that the primary winding to now shows such a large reactance value that the one from your capacitor i i and the series choke 5 existing resonance circuit remains detuned. The one in the company The discharge tube through the primary winding to the leakage current is as a result tiny. In addition, the magnetic leakage of the transformer 9 is now essential greater. For these two reasons, the current flowing through the heating coil 7 is extremely low and the heating effect of the heater 7 is too small for the bimetallic switch contacts to close again. The bimetal switch therefore remains in the open position and is immediately ready for operation again when the fluorescent tube is switched off and on again.

Claims

CLAIM: i. Ignition and operating equipment for electrical Discharge tubes in which the electrodes are opened by an in the starting position Bimetal switches are bridged, characterized in that the heating element (6) of the bimetallic switch (3) depending on the dropping sharply during the ignition process Tube voltage fed and is dimensioned so that its heating effect in the before When the tube is ignited, the tube voltage that occurs closes the bimetal switch contacts (4), but with the considerably lower tube voltage that occurs after the tube has been ignited not enough for that.

2. Device according to claim i, characterized in that a resistor which serves as a heating element (6) and which drops sharply when heated Resistance value connected in parallel to the two bimetal switch contacts (4) is.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the Heizközper (6) a choke coil with such a small iron core is connected upstream that only the before the ignition of the tube, the high tube voltage causes magnetic saturation of the iron core.

4. Device according to claim i and 2, characterized in that that the heating element (6) is preceded by an electron tube, the cathode heating of which is fed depending on the tube voltage.

5. Device according to claim i and 2, characterized in that the heating element (6) is in the secondary circuit of a stray field transformer (9) whose primary winding (to) is connected to the tube voltage via a capacitor (i i) is fed and its iron core is so dimensioned that the higher, before the igniter Tube (i) tube voltage occurring a magnetic saturation of the iron core and thus a sharp drop in the inductance of the primary winding (to) of the transformer (9) brings about.