DE1055126B - Glimmentladungszuender zum Zuenden von Gasentladungslampen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Glimmentladungszünder zum Zünden von Gasentladungslampen.

Derartige Zünder bestehen im allgemeinen aus einem mit einem ionisierbaren Gas gefüllten Kolben, in welchem eine ortsfeste Elektrode und eine unter der Einwirkung von Wärme ihre Gestalt ändernde Elektrode angeordnet ist, die beispielsweise in Form eines geraden Stabes oder U-förmig aus Bimetall hergestellt einen unter der Einwirkung von Wärme sich bewegenden Teil aufweist. Bei Einwirkung von Wärme entsteht infolge der Formänderung der Bimetallelektrode ein leitender metallischer Kontakt zwischen den beiden Elektroden. Bei Unterbrechung der Wärmeeinwirkung nimmt die Bimetallelektrode ihre frühere Gestalt wieder an und entfernt sich von der anderen Elektrode.

Die zur Formänderung der Bimetallelektrode zwecks Kontaktherstellung zwischen den beiden Elektroden erforderliche Wärmeerzeugung erfolgt durch Anlage einer Spannung an beide Elektroden, die groß genug ist, um eine Glimmentladung in dem Zünderkolben hervorzurufen.

Ein bekannter Glimmentladungszünder mit einer Gasentladungslampe ist in Fig. 1 der Zeichnung gezeigt. Beim Schließen des Schalters 7 fließt Strom aus der Spannungsquelle 6 durch den mit den Kathoden 2 der Gasentladungslampe 1 in Reihe liegenden Zünder 3 und die Drosselspule 20. Das Gas im Zünder 3 wird ionisiert, und da zwischen der Stabelektrode 4 und der Bimetallelektrode 5 kein metallischer Kontakt besteht, entsteht zwischen diesen eine Glimmentladung, durch deren Wärme sich der bewegliche Teil der Bimetallelektrode der anderen ortsfesten Elektrode nähert und beim Berühren den Stromkreis schließt. Die Kathoden 2 der Gasentladungslampe 1 erhalten einen Strom genügender Intensität und beginnen zu glühen, worauf zwischen ihnen ein Elektronenstrom entsteht. Wenn die Elektroden 4 und 5 des Zünders 3 den metallischen Kontakt untereinander hergestellt haben, hört die Glimmentladung im Zunder 3 auf, und die Bimetallelektrode kühlt ab, so daß sich die Bimetallelektrode von der anderen Elektrode trennt und der Stromkreis unterbrochen wird. Bei ausreichender Zeitdauer der Kontaktgabe zwischen den Elektroden 4 und S_j während der die Kathoden 2 der Gasentladungslampe 1 auf eine solche Temperatur aufgeheizt werden, daß die Lampe unter der Einwirkung des durch den Zünder 3 und Drosselspule 20 erzeugten Spannungs stoß es zündet, bleiben die Elektroden 4 und 5 des Zünders nach ihrer Trennung im Ruhezustand, und die Gasentladung in der Lampe 1 wird nicht unterbrochen. Vielfach gehen jedoch dem endgültigen Zünden der Lampe 1 mehrere Zündversuche voraus, weil die Zeitdauer des metallischen Glimmentladungszünder zum Zünden
von Gasentladungslampen

Anmelder:

Egyesült Izzolämpa es Villamossagi
Reszvenytarsasag,
Budapest

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,
Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22,
und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2,
Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Ungarn vom 27. Juni 1956

György Lakatos und Jenö Kolos, Budapest,
sind als Erfinder genannt worden

Kontaktes zwischen den Elektroden 4 und 5 nicht ausreicht, um die Kathoden 2 der Gasentladungslampe 1 auf die nötige Temperatur aufzuheizen. Dieser Vorgang ist für die Augen unangenehm und verringert auch die Lebensdauer der Gasentladungslampen, welche sowohl von der Zahl der Betriebsstunden als auch von der Zahl der Zündungen abhängt, unabhängig davon, ob diese erfolgreich sind oder nicht.

Zur Vermeidung der erfolglosen Zündversuche ist es bereits bekannt, die Bewegungen der Bimetallelektrode zu verzögern. In der britischen Patentschrift 675 262 ist z. B. vorgeschlagen, die Wärmekapazität der Bimetallelektrode durch an diese angeschweißte Massen zu erhöhen. Nach der britischen Patentschrift 572 005 wird eine besondere wärmeerzeugende Heizspirale verwendet. Der Nachteil dieser Vorschläge besteht darin, daß, obwohl die Zeitdauer des metallischen Kontaktes zwischen der Bimetallelektrode und der Gegenelektrode verlängert wird, auch die Zeit verlängert wird, die nach dem Schließen des Schalters 7 bis zur Berührung der Elektroden 4 und 5 verstreicht. Diese Wirkung ist

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deshalb nachteilig, weil ein möglichst schnelles Zünden der Lampe nach dem Schließen des Schalters 7 angestrebt werden muß.

Es ist weiter auch ein Glimmentladungszünder bekannt, der neben der Hauptbimetallelektrode noch einen Hilfsbimetallstreifen aufweist, der unter der Einwirkung der Glimmentladungswärme in entgegengesetzter Richtung ausweicht und sowohl die Annäherung als auch die Trennung der beiden Elektroden \-erzögert. Bei einem anderen Glimmentladungszünder wird anstatt des Hilfsbimetallstreifens eine dünne Metallplatte verwendet. Diese Ausbildungen haben den Nachteil, daß sie nur eine bedeutend geringere Wirkung ausüben können als die Hauptbimetallelektrode allein.

Nach der Erfindung sind Glimmentladungszünder zum Zünden von Gasentladungslampen mit mindestens einer sich durch die Wärme der Glimmentladung der Gegenelektrode bis zur Kontaktschließung nähernden Bimetallelektrode und einem die Kontakttrennung verzögernden elastischen Glied, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied im Inneren des Zünders an seinem einen Ende gehalten ist, in Richtung der Bewegung der Bimetallelektrode verläuft und an seinem freien, federnden Endteil als Führung ausgebildet ist, derart, daß es durch mechanische Kraft die Schließbewegung des beweglichen Teiles der Bimetallelektrode kurz vor der Kontaktgabe bei einander stark genäherten Elektroden beschleunigt und den beweglichen Bimetallteil an die Gegenelektrode preßt, während es nach erfolgter Kontaktgabe die Trennung der beiden sich berührenden Elektroden verzögert.

Das Führungsglied ist zweckmäßig mit seinem einen Ende an einem ortsfesten Teil des Zünders befestigt, welcher das gleiche Potential wie die Bimetallelektrode aufweist, wobei der sich bewegende Teil der Bimetallelektrode bei Betrieb des Zünders an dem führenden freien Endteil des Führungsgliedes entlanggleitet.

Das Führungsglied kann auch mit seinem einen Ende an dem sich bewegenden Teil der Bimetallelektrode befestigt sein, wobei sein führender Endteil an einem ortsfesten Teil des Zünders entlanggleitet, welcher das gleiche Potential wie die Bimetallelektrode aufweist.

Der freie Endteil des Führungsgliedes ist vorzugsweise gegen die Bewegungsrichtung des beweglichen Bimetallteiles so abgewinkelt, daß der bewegliche Bimetallteil beim Abkühlen bzw. bei seiner Rückkehrbewegung erst die federnde Kraft dieses Endteiles überwinden muß, so daß dadurch die Trennung des Kontaktes verzögert wird.

Das Führungsglied weist nahe seinem freien Ende zweckmäßig einen schräg auf die Bimetallbewegungsbahn zulaufenden Abschnitt auf, der während der Bewegung der Bimetallelektrode in dieser eine innere mechanische Spannung erzeugt, wobei dieser schräge Abschnitt mit einem das schnelle Anschlagen der Bimetallelektrode auf die Gegenelektrode verursachenden Knick in den in entgegengesetzter Richtung abgewinkelten Endteil übergeht.

Der, in Richtung der Schließbewegung gesehen, vor dem Knick liegende schräge Abschnitt des Führungsgliedes kann einen kleineren Neigungswinkel gegen die Bewegungsbahn der Bimetallelektrode haben als der hinter dem Knick liegende abgewinkelte Endteil.

Das Führungsglied kann die Form eines aus einem elastischen Metall gefertigten Drahtes oder Bandes haben.

Durch die entsprechende Wahl der Form des Führungsgliedes kann also die zeitabhängige Bewegung der unter der Wärmeeinwirkung sich bewegenden Punkte der Bimetallelektrode praktisch zwischen weiten Grenzen eingestellt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung erklärt, in welcher

Fig. 1 die eingangs besprochene, an sich bekannte Schaltanordnung für eine Lampe mit einem Glimmentladungszünder in schematischer Darstellung ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht bzw. ein Längsschnitt einer Ausführungsform des Zünders nach der Erfindung,

Fig. 3 die Draufsicht bzw. ein Schnitt durch den Zünder nach Fig. 2,

Fig. 4 die Seitenansicht bzw. ein Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform des Zünders nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Draufsicht bzw. ein Schnitt des Zünders nach Fig. 4,

Fig. 6 die Seitenansicht bzw. ein Längsschnitt einer dritten Ausführungsform des Zünders nach der Erfindung,

Fig. 7 eine Draufsicht bzw. ein Querschnitt durch den Zünder nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Ausführungsform des Führungsgliedes des Zünders,

Fig. 9 eine zweite Ausführungsform eines Führungsgliedes in Seitenansicht bzw. im Schnitt, in stark vergrößertem Maßstab.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.

Tn den Ausführungsbeispielen sind in die Kolben 8 Stromzuführungen 9 und 10 eingeschmolzen. Mit dem Ende der Stromzuführung 9 ist eine stabförmige Elektrode, die Gegenelektrode 11 und mit der Stromzuführung 10 eine U-förmige Bimetallelektrode 12 verbunden. Die Bimetallelektrode 12 ist so angeordnet und ausgebildet, daß sich ihr freies Ende 21 unter der Einwirkung von Wärme der Gegenelektrode 11 nähert. In Fig. 2 und 3 ist an der Stromzuführung 10 am oberen Ende 14 vorteilhaft durch Schweißen ein elastisches Führungsglied 13 befestigt. Dieses Führungsglied besteht aus einem elastischen Metalldraht und ist an der ortsfesten Stromzuführung 10 derart befestigt, daß der die Bewegungen des freien Teiles der Bimetallelektrode beeinflussende Teil des federnden Führungsgliedes möglichst mit dem Teil der Bimetallelektrode zusammenarbeitet, welcher die größten Bewegungen ausführt.

Dieser Zünder arbeitet wie folgt: Erhalten die Elektroden Spannung, so daß zwischen der Bimetallelektrode 12 und der Gegenelektrode 11 eine Gasentladung entsteht, wird der freie Schenkel 21 der Bimetallelektrode 12 infolge der Wärme in Richtung des Pfeiles 16 bewegt und legt sich gegen das Führungsglied 13 an, welches an dieser Stelle einen weiter unten beschriebenen schrägen Abschnitt aufweist.

Die in Richtung des Pfeiles 16 wirkende Kraft hält der Reaktionskraft das Gleichgewicht, welche zwischen den der Bimetallelektrode und dem mit dieser zusammenwirkenden federnden Führungsglied 13 entsteht. Die innere mechanische Spannung in der Bimetallelektrode hängt einerseits von dem Maß der Wärmewirkung, ihrer Zeitdauer und von den physikalischen Konstanten (Abmessung, Material u. dgl.) der Bimetallelektrode und von der entgegenwirkenden Reaktionskraft ab, die ihrerseits eine Funktion des Stoffes, der Elastizität und insbesondere der Form des Führungsgliedes 13 ist. Die abhängigen Veränder-

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lichen können jeweils so gewählt werden, daß die Resultate der infolge der Wärmeeinwirkung in der Bimetallelektrode entstandenen Spannung und Reaktionskraft am Führungsglied eine im voraus bestimmte, den gestellten Anforderungen am besten entsprechende Bewegung des freien Schenkels 21 der Bimetallelektrode in Abhängigkeit von der Zeit herbeiführt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Führungsgliedes 13 ist in Fig. 8 gezeigt. Der vorher erwähnte schräge Abschnitt ist mit 17 bezeichnet. Auf diesen folgt in Richtung des Pfeiles 16 ein Knick 18, sodann ein steiler Abschnitt 19, der in einer zum Abschnitt 17 entgegengesetzten Richtung schräg verläuft. An diesem aus zwei schrägen Abschnitten und einem Knick 18 bestehenden Teil bewegt sich der Endteil 21 der Bimetallelektrode wie folgt: Im kalten Zustand steht der Endteil 21 am linken oberen Ende des schrägen Abschnittes 17. Während der Erwärmung gleitet der freie Schenkel 21 der Bimetallelektrode an dem schrägen Abschnitt 17 entlang, bis er den Knick 18 erreicht. Dabei entsteht im Inneren der Bimetallelektrode eine Spannung, die eine in Richtung des Pfeiles 16 wirkende Kraft erzeugt, so daß der freie Schenkel 21 beim Erreichen des Knickes 18 sich wie eine Feder sprunghaft weiterbewegt und an die Gegenelektrode 11 anschlägt. Sobald der metallische Kontakt zwischen der Bimetallelektrode und der Gegenelektrode 11 zustande kommt, wird die Glimmentladung unterbrochen, und das Bimetall beginnt abzukühlen. Die innere Spannung des Bimetalls erreicht nach einer gewissen Zeitdauer den Wert 0, so daß eine innere Spannung mit einem dem Pfeil 16 entgegengesetzten Sinne infolge der an dem steilen Abschnitt 19 des Führungsgliedes 13 vorhandenen Reaktionskraft entsteht. Der steile Abschnitt 19 drückt also den freien Teil 21 der Bimetallelektrode so lange an die Gegenelektrode 11, bis die infolge der Abkühlung wachsende innere Spannung der Bimetallelektrode diese Reaktionskraft überwindet. In diesem Augenblick gleitet das Ende 21 der Bimetallelektrode an dem steilen Abschnitt 19 nach abwärts, erreicht den Knick 18 und springt schnell in die der normalen Temperatur entsprechende Ausgangsstellung zurück. Durch diese Ausbildung wird die Zeitdauer des metallischen Kontaktes zwischen der Bimetallelektrode und der Gegenelektrode durch zwei Faktoren verlängert, von denen der eine Faktor darin besteht, daß die Bimetallelektrode beim Erreichen des Knickes 18 unter der Einwirkung der in der Elektrode während des Gleitens längs des Abschnittes 17 aufgespeicherten inneren Spannung federartig auf die Gegenelektrode aufschlägt, so daß auch nach Aufhebung der Wärmewirkung in der Bimetallelektrode noch eine in Richtung des Pfeiles 16 wirkende innere Spannung besteht, welche die Zeitdauer des metallischen Kontaktes zwischen der Bimetallelektrode und der Gegenelektrode verlängert. Der diese Zeitdauer weiterverlängernde zweite Faktor besteht darin, daß der steile Abschnitt 19 des Führungsgliedes 13 die mit der Gegenelektrode bereits in metallischem Kontakt stehende Bimetallelektrode noch an die Gegenelektrode andrückt, so daß die Bimetallelektrode sich von der Gegenelektrode nicht bereits trennen kann, wenn die innere Spannung in der Bimetallelektrode den Wert 0 erreicht hat, sondern erst dann, wenn die innere Spannung infolge der Abkühlung eine in Richtung der Trennung wirkende Resultierende ergibt, die genügend groß ist, um die an dem steilen Abschnitt 19 des Führungsgliedes entstehende Reaktionskraft zu überwinden. Durch die entsprechende Wahl der Elastizität

des Führungsgliedes 13 und der Längen der Abschnitte 17 und 19 und ferner des Neigungswinkels dieser Abschnitte kann die Zeitdauer des metallischen Kontaktes der beiden Elektroden innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden.

Eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des Führungsgliedes zeigt Fig. 9 in Seitenansicht. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten dadurch, daß der Neigungswinkel des schrägen Abschnittes 17 wesentlich kleiner gewählt ist als der Neigungswinkel des Abschnittes 19. Dies hat zur Folge, daß in der Bimetallelektrode während des Gleitens längs des Abschnittes 17 infolge des kleineren Neigungswinkels dieses Abschnittes eine kleinere Reaktionskraft entsteht. Daher erreicht das freie Ende 21 der Bimetallelektrode den Knick 18 früher, womit die Zeitdauer zwischen der Schließung des Schalters und der Herstellung der metallischen Berührung der beiden Elektroden verkürzt wird.

Die Geschwindigkeit des Endteiles 21 der Bimetallelektrode vom Knick 18 an kann durch entsprechend steile Ausbildung des Abschnittes 19 erhöht werden. Infolge der Elastizität des Führungsgliedes 13 und/ oder der Bimetallelektrode gleitet ihr Endteil 21, den Knick 18 verlassend, dann längs des Abschnittes 19. Da der Neigungswinkel des Abschnittes 19 größer ist, entsteht eineBeschleunigung in Richtung des Pfeiles 16.

Die verzögernde Wirkung des steilen Abschnittes 19 in entgegengesetzter Richtung ist in diesem Fall dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform.

Die Fig. 4 und 5 zeigen noch eine Ausführungsform des Zünders nach der Erfindung, bei welcher die Bimetallelektrode abweichend von der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 nicht U-förmig, sondern gerade ausgebildet ist. Das Führungsglied 13 ist hier an einem ortsfesten Träger 23 befestigt, der nach oben hin verlängert und praktisch ungefähr gleich hoch wie die Gegenelektrode 11 ist. Die Ausbildung des Führungsgliedes 13 kann auch bei dieser Anordnung verschieden sein.

Bei der Anordnung nach den Fig. 6 und 7 ist das Führungsglied 13 bei 15 an dem sich bewegenden Ende 21 der Bimetallelektrode 12 befestigt, wobei der mit dem Knick versehene Abschnitt des Führungsgliedes mit der ortsfesten Stromzuführung 10 zusammenwirkt. Im übrigen arbeitet der Zünder in derselben Weise, wie es zu Fig. 1 beschrieben wurde.

Der Zünder kann aber auch so aufgebaut sein, daß das Führungsglied 13 an einem beliebigen ortsfesten Teil des Zünders befestigt ist und der den Knick enthaltende Abschnitt dieses Gliedes mit einem beliebigen, sich bewegenden Teil der Bimetallelektrode zusammen arbeitet. Umgekehrt kann die Ausbildung auch so sein, daß man das Führungsglied an einem beliebigen, sich bewegenden Teil der Bimetallelektrode befestigt, wobei der den Knick enthaltende Abschnitt des Führungsgliedes mit einem beliebigen ortsfesten Bestandteil des Zünders zusammen arbeitet. Durch die entsprechende Ausbildung des Führungsgliedes 13 können verschiedene Bewegungen der Bimetallelektrode verwirklicht werden. Das Führungsglied selbst kann, wie gesagt, in Form eines elastischen Drahtes, Bandes od. dgl. ausgebildet sein. Zur Sicherung einer das Führungsglied und das mit diesem zusammenarbeitende Element zusammenhaltenden Kraftwirkung wird das Führungsglied und/oder das mit diesem zusammenarbeitende Element aus einem elastischen Stoff angefertigt.

Schließlich könnte auch die Gegenelektrode als Bimetallelektrode ausgebildet und in ähnlicher Weise

Claims (7)

durch ein Führungsglied gesteuert sein, wie es an Hand der Bimetallelektrode 23 beschrieben ist. Patentansprüche:

1. Glimmentladungszünder zum Zünden von Gasentladungslampen mit mindestens einer sich durch die Wärme der Glimmentladung der Gegenelektrode bis zur Kontaktschließung nähernden Bimetallelektrode und einem die Kontakttrennung verzögernden, elastischen Glied, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (13) im Innern des Zünders an seinem einen Ende (14 oder 15) gehalten ist, in Richtung der Bewegung der Bimetallelektrode (12) verläuft und an seinem freien federnden Endteil als Führung (17,18,19) ausgebildet ist, derart, daß es durch mechanische Kraft die Schließbewegung des beweglichen Teiles (21) der Bimetallelektrode kurz vor der Kontaktgabe bei einander stark genäherten Elektroden (11 und 12 bzw. 21) beschleunigt und den beweglichen Bimetallteil (21) an die Gegenelektrode (11) preßt, während es nach erfolgter Kontaktgabe die Trennung der beiden sich berührenden Elektroden verzögert.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (13) mit seinem einen Ende (14) an einem ortsfesten Teil des Zünders befestigt ist, welcher das gleiche Potential wie die Bimetallelektrode aufweist, und der sich bewegende Teil (21) der Bimetallelektrode (12) bei Betrieb des Zünders an dem führenden freien Endteil des Führungsgliedes entlanggleitet (Fig. 2 bis 5 und 8).

3. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (13) mit seinem einen Ende (15) an dem sich bewegenden Teil (21) der Bimetallelektrode (12) befestigt ist und sein führender Endteil an einem ortsfesten Teil (10)

des Zünders entlanggleitet, welcher das gleiche Potential wie die Bimetallelektrode aufweist (Fig. 6,7).

4. Zünder nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Endteil (19) des Führungsgliedes (13) gegen die Bewegungsrichtung des beweglichen Bimetallteiles so abgewinkelt ist, daß der bewegliche Bimetallteil beim Abkühlen bzw. bei seiner Rückkehrbewegung erst die federnde Kraft dieses Endteiles (19) überwinden muß und dadurch die Trennung des Kontaktes verzögert wird (Fig. 8, 9).

5. Zünder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (13) nahe seinem freien Ende einen schräg auf die Bimetallbewegungsbahn zulaufenden Abschnitt (17) aufweist, der während der Bewegung der Bimetallelektrode in dieser eine innere mechanische Spannung erzeugt, und dieser schräge Abschnitt (17) mit einem das schnelle Anschlagen der Bimetallelektrode auf die Gegenelektrode verursachenden Knick (18) in den in entgegengesetzter Richtung abgewinkelten Endteil (19) übergeht (Fig. 8, 9).

6. Zünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der, in Richtung der Schließbewegung gesehen, vor dem Knick (18) liegende schräge Abschnitt (17) des Führungsgliedes einen kleineren Neigungswinkel gegen die Bewegungsbahn der Bimetallelektrode hat als der hinter dem Knick liegende abgewinkelte Endteil (19) (Fig. 9),

7. Zünder nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch ein Führungsglied in Form eines aus einem elastischen Metall gefertigten Drahtes oder Bandes.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 866 215, 877 478,
591;

britische Patentschriften Nr. 572 005, 675 262.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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