Glimmentladungssehalter. Die Erfindung betrifft einen Glimment- ladungsschalter, d. h. einen Schalter, bei dem eine Glimmentladung in einem gasgefüllten Gefäss zwischen zwei Elektroden, von denen zumindest die eine aus einem am einen Ende befestigten Bimetallelement besteht, zu einer Heizung des Bimetalles und infolgedessen zu einer Ablenkung des freien Endes des Bi metalles führt, und die Ablenkung zum Ein- und Ausschalten eines Stromkreises benutzt wird.
Solche Glimmentladungsschalter werden unter anderem als Einschaltvorrichtungen für elektrische Entladungsröhren verwendet, und in diesem Fall wird das Öffnen des Schalters infolge der durch das Aufhören der Glimm- entladung beim Schliessen der Kontakte be dingten Abkühlung des Bimetalles in Vereini gung mit einer Selbstinduktion zur Erzeu gung des zur Einleitung der Entladung durch die Röhre erforderlichen Spannungsstosses ver wendet.
Bei Glühkathodenentladungsröhren ist die Neigung des Schalters zum Öffnen un mittelbar nachdem er sich geschlossen hat ein Nachteil, weil es erwünscht ist, dass der Schal ter eine genügende Zeit in Schliessstellung bleibt, um der Kathode die Möglichkeit zu geben, die Emissionstemperatur anzunehmen, bevor der Schalter sich öffnet und den Span nungsstoss herbeiführt. Bei ungenügender Dauer der Schliessstellung wird der Span nungsstoss schon angelegt, während die Ka thode noch verhältnismässig kalt ist, und, ab gesehen von Schwierigkeiten beim Inbetrieb- setzen der Röhre, führt dies zur Abkürzung ihrer Lebensdauer und zur frühzeitigen Sehwärzung der Röhrenenden.
Die Erfindung bezweckt, eine zweckmässige Verzögerung zu schaffen, unter Beibehaltung der verhältnis mässig einfachen Bauart des bisher hergestell ten Glimmentladungsschalters.
Erfindungsgemäss enthält der Schalter Mittel zur Erzeugung eine Glimmentladung zwischen dem von der Abstützstelle entfern ten Teil der Bimetallelektrode und der andern Elektrode, so dass der erwähnte Teil der Bi metallelektrode durch die Entladung erhitzt und mit der andern Elektrode in Berührung gebracht wird, worauf die Gasentladung auf hört, aber infolge der Wärmeleitung von dem erwähnten beheizten Teil nach dem der Ab- stützstelle benachbarten Teil dieser Elektrode die Elektroden miteinander in Berührung blei ben, bis die Temperatur so weit herabsinkt, dass Unterbrechung dieses Kontaktes erfolgt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in der beiliegenden Zeichnung darge stellter Ausführungsbeispiele erläutert, und zwar zeigen Fig. 1 und 2, 3 und 4, 5 und G je zwei zueinander senkrechte Seitenansichten dreier Ausführungsformen des erfindungsgemässen Schalters.
In Fig. 1 und 2 ist ein in üblicher Weise mit Gas gefüllter Glaskolben 1 mit einem Lam penfüsschen 2 versehen, in das Leiter 3 ein geschmolzen sind, welche die thermischen. Schaltmittel tragen sowie mit Strom versorgen können. Ein Bimetall 4, 5 ist beispielsweise durch Schweissen fest mit dem obern Ende eines jeden der Leiter 3 vereinigt, und jedes Band 4, 5 ist mit einem Schaltkontaktorgan 6, 7 versehen, die im Betriebszustande des Schalters Kontakt miteinander schliessen kön nen.
Die Teile 4' und 5' der Bimetalle 4 -und 5 sind mit einer Glimmerabschirmung ver sehen. Der Schalter ist mit einem Bajonett sockel 9 versehen und wird mittels Stromzu- führungskontakte 10 gespeist.
Wenn eine geeignete Spannung zwischen die Stromzuführitngskontakte 10 gelegt wird, entsteht eine Glimmentladung an dem unab- geschirmten obern Ende der Bimetalle 4 und 5,<B>-</B>an den Kontaktorganen - 6 und 7 und an den Leitern 3, wobei diese Teile durch die Glimmentladung erhitzt werden. Nach Ablauf einer gewissen Zeit sind die Bimetalle derart erhitzt, dass sie sich einwärts abbiegen, so dass die Schaltkontaktorgane 7 und 6 Kontakt mit einander schliessen.
Die Zeit, die verfliesst, bis der Kontakt hergestellt wird, ist geringer als die Zeit, die für die Wärme erforderlich ist, um sich allmählich über die ganze Länge eines jeden Bandes 4, 5 zu verteilen, d. h. die Ablenkung ziun Schliessen der Kontakte ist praktisch ausschliesslich durch die Heizung der unabgeschirmten Teile bedingt. Sobald die Kontakte geschlossen sind, hört die Glimm- entladung auf, und die erhitzten Teile des Schalters erleiden einen Wärmeverlust durch Strahlung, Konvektion und Leitung.
Ein Teil dieser Wärme wird die bisher praktisch nicht erhitzten Teile 4' itnd 5' erhitzen. Anfangs wird die Tatsache, dass die Wärme sich gleichförmiger über die ganze Länge der Bän der 4 lind 5 verteilt, der Kühlung der ian- mittelbar geheizten Teile der Bimetallbänder mehr als die Wege halten, lind die Schaltkon- taktorgane 6 und 7 werden trotz der Herab setzung der Gesamttemperatur der Bimetall bänder miteinander in Berührung bleiben, ;
weil die Ablenkung.eines Bimetalles propor tional mit dem Quadrat der erhitzten Länge ist. Nach einem Zeitverlauf, der u. a. von den Abmessungen der Bimetallbänder und dem Verhältnis zwischen den Abmessungen der abgeschirmten und denen der unabge- ; schirmten Teile der Bänder abhängig ist, sinkt die Temperatur der Bänder derart herunter, da.ss sich die Kontakte in üblicher Weise öff nen.
Bei dieser Bauart sind, wie deutlich aus Fig. 2 ersichtlich ist, die abgeschirmten Teile 4' und 5' der Bimetallbänder 4 und 5 von ge ringerer Breite als die unabgeschirmten Teile, so dass Zuführung einer geringen Wärme menge zu den unabgeschirmten Teilen zu einer erheblichen Ablenkung führt -und die umab geschirmten Teile eine genügende Wärme menge liefern können, ohne dass die Abmes sungen der Bänder so gross sind, dass die für die erste Herstellung des Kontaktes zwischen den Sehaltkontaktorganen 6 und 7 erforder liche Heizdauer zu gross wird.
Die Gasdruck bedingungen im Gefäss 1 sind derart gewählt, dass schnelle Beheizung des, unabgeschirmten Bimetalles erfolgt.
Der in Fig. 3 und 4 dargestellte Schalter arbeitet in ähnlicher Weise wie der an Hand der Fig. 1 und 2 erläuterte, und die gleichen Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern be zeichnet. Jetzt aber bestehen die Abschirm- mittel 8 aus vierseitigen Metalldosen. Eine jede der Dosen ist mit einem der Leiter 3 verschweisst, an dem auch eines der Bimetall bänder 4 und 5 befestigt ist.
Die Dosen 8 haben keine andern Berührungspunkte mit den Bünetallelementen. Wie dies aus Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, sind die abgeschirmten und die unabgeschirmten Teile der Bänder hierbei von gleicher Breite.
Die Metalldosen 8 iungeben die Bimetall teile 41- und 5' mit einem von der Art der Gas füllung und dem Gasdruck abhängigen Zwi schenrahm von derartiger Dimension, dass die Glimmentladung auf die genannten Bimetall teile nicht ansetzt. Die Dosen werden jedoch durch die Glimmentladung erhitzt und lie fern nach dem Schliessen des Schalters eben falls Wärme an die von ihnen umhüllten Bi metallteile.
Der in Fig. 5 und 6 dargestellte Schalter besteht aus nur einem einzigen Bimetallband 4 und zwei Schaltkontaktorganen 6 und 7; letzteres nimmt eine feste Stellung ein und ist am Leiter 3' befestigt. Der Teil 4' des Bime- tallbandes 4 ist mittels einer dreiseitigen oder rinnenförmigen Abschirmung 8 abgeschirmt, die mit dein Leiter 3 verschweisst ist, aber keinen andern Berührungspunkt mit dem Band 4 hat. Die offene Seite des Bimetall teils 4' ist finit einem Material mit gegenüber. dem Bimetall hoher Austrittsarbeit bedeckt.
Die Rinne 8 wird auch in diesem Fall so nahe dem Bimetall 4' aufgestellt, dass an diesem keine Glimmentladung ansetzen kann. Die Verzögerungswirkung ist durch die Tatsache bedingt, dass Wärme von unabgeschirmten Teilen der Schaltmittel, dem Leiter 3 und der Rinne 8 nach dem abgeschirmten Teil 4' ge langt, nachdem sieh die Schaltkontakte 6 und 7 geschlossen haben.
Die Abschirminittel können aus einem Werkstoff mit gegenüber dem Material des Bimetalles hoher Austrittarbeit hergestellt sein, damit die Glimmentladung vorzugsweise auf die unabgeschirmten Oberflächen des Bi metalles gelangt und so eine schnelle Behei- zung des Bimetalles und ein schnelles Ein rücken des Schalters bewirkt. Der Werkstoff von hoher Austrittarbeit kann auch in Form einer Schicht auf die Oberfläche einer metal lenen Unterlage oder direkt, z. B. durch Spritzen, auf die Bimetalloberfläche aufge bracht sein.
Als Abschirmmittel kann auch eine auf einen Teil des Bimetalles aufgebrachte Isolier schicht verwendet werden.
Die Abschirmmittel können natürlich jede geeignete Form haben, und die Abmessung und Formen der Einzelteile des erfindungs gemässen Schalters können derart gewählt sein, dass sie zu einer angemessenen Verzögerungs zeit führen.
Vorstehend ist durchwegs von Bimetall bändern die Rede. Ein solches Band kann aus einem Stück hergestellt sein oder aber zur Er leichterung der Herstellung in den Fällen, in denen gewisse Teile eines Bandes enger und/oder dünner als andere Teile desselben Bandes sind, aus mehr als einem Bandteil zu sammengesetzt sein.