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Zünd- und Betriebseinrichtung für elektrische Entladungsröhren Zusatz
zum Patent 854 827 Im Patent 854 8a7 ist eine Zünd- und Betriebseinrichtung für
elektrische Entladungsröhren mit vorheizbaren Glühelektroden angegeben, die durch
einen in der Ausgangsstellung offenen Bimet.allschalter in Reihe geschaltet sind,
der durch einen parallel zu- den Schalterkontakten gelegenen Heizwidierstand mit
negativem Temperaturkoeffizienten betätigt wird. Dieser Heizwiderstand mit negativem
Temperaturkoeffizienten ist so bemessen, daß @diie beim Einschalten der Entladungsröhre
an ihm auftretende Netzspannung eine zum Schließen des Bimetallschalters genügende
Heizwirkung erzeugt, daß aber dann, wenn der sich wieder abkühlende Bimetallschalter
den Elektrodenstromkreis unterbrochen und. dadurch die Entladungsröhre gezündet
hat, .die wesentlich unterhalb der Netzspannung liegende Brennspannung der Entladungsröhre
nicht ausreicht, um eine zum Schließen des Birnetallschaltersgenügende Heizwirkung
herbeizuführen. Um bei einer solchen Einrichtung ,nach dem Patent 854
827 den im Betrieb auftretenden Verluststrom genügend klein zu halten, muß
der Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten mit verhältnismäßig großen
Abmessungen ausgeführt werden,
z. $. bei einer Strombelastungroon
io mA und einem Durchmesser von etwa i mm eine Länge von-5o bis ioo mm aufweisen.
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Ein solcher Widerstand besitzt- eine erhebliche Trägheit; der Bimetallschalter-
arbeitet -daher in vielen Fällen zu langsam.
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Ein wesentlich schnelleres Ansprechen des Bimetalls chalters wird
in Verbindung mit anderen Vorteilen bei der Einrichtung nach der Erfindung dadurcherzielt,
.da! in der parallel zu den Kontakten des Bimetältschalters .liegenden, den Widerstand
mit negativem Temperaturkoeffizienten enthaltenden Leitung außerdem noch ein Hilfswiderstand
eingebaut wird.
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Bei einer solchen Einrichtung hat der Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten
nur einen Teil der an der Entladungsröhre liegenden Spanneng aufzunehmen. Außerdem
erlaubt es der strombegrenzende Hilfswiderstand"dem Halbleiterwiderstand mit negativem
Temperaturkoeffizienten .durch Wahl :anderer Ausgangsstoffe oder anderer Herstellungsweisen
eine besonders . steil- abfallende Charakteristik zu geben. Die Abmessungen des
Halbleiterwiderstandes lassen sich nunmehr ohne Schwierigkeit so verkleinern,, daßder
Bimetällschalter praktisch sofort anspricht.
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Derartige Halbleiterwiderstände können aus Urandioxyd, Kobaltoxyd,
Nickeloxyd oder ahnlichen Stoffen bestehen. Vorzugsweise werden jedoch Halbleiterkörper
aus Magnesium-Titan-Spinell nach dem Patent 7i2.538 benutzt. Der zusätzlich vorgesehene
Hilfswiderstand wird meist so ausgebildet; daß er keinen oder nur einen .geringen
positiven oder negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Mit Vorteil wird dieser
Hilfwiderstand nach dem Patent 682715 hergestellt, z. B. aus einer Lösung von Titandioxyd
-in Magnesiumoxyd, wobei der Titan.dioxydgehalt höchstens - 3 °!o beträgt Widerstandskörper
nach dien genannten Patenten können bei der neuen Einrichtung besonders kleine Abmessungen
erhalten: Bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Einrichtung für eine elektrische,
röhrenförmige Leuchtstoffentladungslampe, die über eine Drosselspule an 22o Volt
angeschlossen werden soll und bei einer Brennspannung von etwa i io: Volt eine Zündspannun@g
von 300 bis 400 Volt aufweist, wird beispielsweise ein Halbleiterwiderstand
mit fallender Stromspannungskennlinie zur Heizung des Bimetallstreifen.s vorgesehen,
der .bei einem Durchmesser von, o"5. mm nur ,5 mm laug .ist und einen Kaltwiderstand
von 300 00.0 biS 700 000 Ohm aufweist. Dabei wird ein Hilfswiderstand benutzt, der
beispielsweise. bei einem Durchmesser von i mm etwa 6 mm lang ist und 5oöo bis io
ooo Ohm besitzt.
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Sowohl der den Birnetallstreifen heizernde.Widerstand mit fallender
Stromispamnungskennliinie als auch der Hilfswiderstand können wegen ihrer Kleinheit
bequem in einem kleinen,. den B.ixnetallschalter einschließenden Glaskolben untergebracht
werden, der sich ohne Schwierigkeit in ein Tellerfußrohr oder in den -Sockel .der
Entladungsröhre einbauen läßt. . Es kann aber auch der Hilfswiderstand außerhalb
des Bimetällschaltergefäßes angeordnet sein, das dann, drei Stromzuführungen aufweisen:
muß. Bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Einrichtung läßt sich eine unterbrechungslose
und damit schnelle Aufheizung der Glühelektroden erzielen; weil nach .dem Schließen
der Schalterkontakte noch ein kurzzeitiger Wärmefluß vom heißen . Halbleiterheizwiderstand
zum Bimetallstreifen stattfindet, während bei dem bekannten Gasentladungsglimmzünder
mit,der Berührung der Schalterkontakte sofort jede Heizwirkung verschwindet und
sich daher die Schalterkontakte oft zu früh wieder voneinander trennen.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel in Abb. i eine nach der
Erfindung ausgebildete Zünd-und Betriebseinrichtung für eine elektrische Leuchtstoffröhre
dargestellt. Abb.2 zeigt in starker Vergrößerung eine zweckmäßige Bauart des dabei
verwendeten Schaltgefäßes. Abb.3 veranschaulicht zwei zweckmäßige Stromspannungskennliniern
des als- Heizkörper für den Bimetallstreifen dienenden Widerstandes mit negativem
Temperaturkaeffizienten.
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Bei der Einrichtung nach Abb. i sind,die beiden vorheizbaren Glühelektroden
i einerseits- über die Drosselspule 2 mit dem Netzschalter 3 verbunden und andererseits
über die Leitung q. in Reihe geschaltet, in -der der Widerstand 5 mit negativem
Temperaturkoeffizienten und der Hilfswiderstand 6 liegen. Beide Widerstände 5, 6
-sind durch den in der Ausgangsstellung offenen B:imetallschalter 7 mit den Kontakten
8, 9 überbrückt. Der Bimetallschalter 7 und sein Heizkörper 5 sind in dem kleinen,
.zweckmäßig mit Wasserstoff oder einem indifferenten Gas. ,gefüllten Kolben: io
untergebracht. Der Heizkörper 5 kann -dabei; wie Abb. 2 zeigt, als Röhrchen .ausgebildet
sein und den Bimetallstreifen i i umschließen.
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Wird diese Einrichtung an eine Netzspannung von 22o Volt gelegt, so
durchläuft die Spannung am Heizkörper 5 die eine der als Beispiele in Abb. 3 gezeigten
Stromspannungskennlinien, bis die Stromstärke im Heizkörper und damit dessen Temperatur
so stark gestiegen sind, daß der Bimetallschalter 7 durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung
geschlossen wird;, was .beispielsweise bei einem Heizkörperstrom von io bis 2o mA
eintritt. Da der Heizkörper 5 und sein Hilfswiderstand 6 jetzt kurzgeschlossen sind,
fließt ein kräftiger Strom in der Bnückenleitung.4,..der die Glühelektroden i rasch
aufheizt. Nach kurzer Zeit-öffnet sich der Bimetallscbalter durchÄbkühlung wieder.
Durch die Unterbrechung des Kurzschlußstromes. wird in der Drosselspule 2 ein Induktionsspannungsstoß
erzeugt, der im Verein mit der Netzspannung die Entladungsröhre zündet.
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Die nunmehr "an -den Widerständen 5, 6 liegende, verhältnismäßig .geringe
Brennspannung der Entladungsröhre von beispielsweise ioo Volt reicht nicht aus,
um den inzwischen erkalteten Heizkörper 5 erneut so stark aufzuheizen, daß er den
Bimetallschalter 7 schließt. Er ' bleibt vielmehr
verhältnismäßig
kalt und weist daher einen hohen Widerstandswert auf, so daß ,im Betrieb der Entladungsröhre
nur ein geringer Verluststrom von beispielsweise i mA in der Brückleitungq. fließt.
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Der Heizkörper 5 mu$ selbstverständlich so bemessen sein., daß: der
Scheitel seiner Stromsp.annungskennli.nie unterhalb der Netzspannung liegt. Zweckmäßig
liegt der Kennlinienscheitel mindestens io 0/0 oberhalb &r Brennspannung der
Entladungsröhre.
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Die neue Einrichtung läßt sich natürlich auch für Entladungsröhren
verwenden, die eine vorheizbare Glühelektrode und eine entladungsgeheizte Glühelektrode
aufweisen. Zum Bimetallschalter 7 kann in üblicher Weise ein kleiner Löschkondensator
12 parallel geschaltet sein.