-
Zündvorrichtung für Gas- und/oder Dampfentladungsröhren mit einem
selbsttätigen Zündschalter und einem in Reihe mit ihm liegenden thermischen Unterbrecher
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung für Gas- und/oder Dampfentladungsröhren
mit einem selbsttätigen Zündschalter und einem in Reihe mit ihm liegenden thermischen
Unterbrecher, der einen nachgiebigen Teil und einen Teil mit einem riegelförmigen
Organ enthält, das im kalten Zustande des Unterbrechers den nachgiebigen Teil zu
haltern vermag. Das wärmeempfindliche Element des Unterbrechers kann mit dem erwähnten
riegelförmigen Organ derart versehen sein, daß der im kalten Zustande des Unterbrechers
unter dem Riegel gehalterte nachgiebige Teil beim Erwärmen freigegeben wird, wodurch
der Kontakt unterbrochen wird. Jedoch kann das wärmeempfindliche Element des Unterbrechers
auch nachgiebig ausgebildet werden, derart, daß es beim Erwärmen unter dem Riegel
wegspringt. Der einmal geöffnete Unterbrecher bleibt infolge der nachgiebigen Bauart
geöffnet, bis der nachgiebige Teil wieder unter den Riegel gebracht wird, was häufig
durch einen zugehörigen Druckkropf durchgeführt wird, der aus einem die ganze Vorrichtung
umgebenden Zylinder hervorragt. Das Schließen des Unterbrechers kann jedoch auch
durch irgendein anderes Hilfsmittel bewerkstelligt werden, sofern es eine Kraft
in der erwünschten Richtung ausüben kann Es ist bekannt, bei einer Vorrichtung mit
einer Drosselspule in Reihe mit einer mit Glühelektroden versehenen Gasentladungsröhre
die vom Netz abgewendeten Enden dieser Glühelektroden miteinander durch die Reihenschaltung
eines Glimmentladurgs-
Schalters, eines im kalten Zustande geschlossenen
thermischen Unterbrechers der vorstehend erwähnten Bauart und eines Widerstands
zu verbinden, der die in ihm erzeugte Wärme an das wärmeempfindliche Element des
Unterbrechers abgeben kann. Wenn die Zündung der Röhre nach wiederholten Zündversuchen
des selbsttätigen Schalters nicht eintritt, versetzt der Reihenwiderstand das wärmeempfindliche
Element derart in Bewegung, daß das auf diesem Element angebrachte riegelförmige
Organ den nachgiebigen Teil des Unterbrechers freigibt, so daß der Kontakt im Unterbrecher
unterbrochen wird.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Vorhandensein
des erwähnten Reihenwiderstands in solchen Vorrichtungen zu Schwierigkeiten Anlaß
gibt. Die in diesem Widerstand erzeugte Wärme ist proportional dem Quadrat des Kurzschlußstroms,
d. h. des Stroms, der bei geschlossenen Kontakten des Zündschalters und des Unterbrechers
den Reihenwiderstand durchfließt. Dies wirkt sich darin aus, daß für Entladungsröhren
verschiedener Leistung auch verschiedene Reihenwiderstände verwendet oder aber verschiedene
Anordnungen zwischen dem Unterbrecher und dem Reihenwiderstand gewählt werden müssen,
was für Massenherstellung der Zündvorrichtung unvorteilhaft ist, da die wichtigsten
Entladungsröhren zur Zeit auf eine bestimmte Brennspannung normalisiert sind, die
z. B. ioo bis rzo V beträgt. Der Betriebsstrom der Röhre und auch der mit diesem
praktisch proportionale Kurzschlußstrom ändern sich somit annähernd proportional
mit der von der Röhre aufgenommenen Leistung. Die Zündvorrichtung für jede Röhrenart
verschiedener Leistung verlangt somit einen der zugehörigen Stromstärke angemessenen
Reihenwiderstand und/oder eine solche Bauart.
-
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu verringern.
-
Gemäß der Erfindung steht das wärmeempfindliche Element des Unterbrechers
mit wenigstens einer der Elektroden des Schalters in wärmeleitender Verbindung.
Infolge dieser Maßnahme wird der Unterbrecher nicht durch die vom Kurzschlußstrom
erzeugte Wärme geöffnet, sondern durch die in wenigstens einer Elektrode und/oder
zwischen den Elektroden des Schalters entstehende Wärme. Es zeigt sich, daß diese
Wärme bei Zündschaltern im aIlgemeinen nur der ersten Potenz des Betriebsstromes
der Entladungsröhre proportional und bei Gasentladungsschaltern sogar nahezu unabhängig
vom Betriebsstrom ist.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das von
den Unterb;echerkontakten abgewendete Ende des wärmeempfindlichen Elements des Unterbrechers
metallisch finit dem Gegenkontakt des Schalters verbunden sein.
-
Bei Gasentladungsschaltern reicht es im allgemeinen aus, den Unterbrecher
auf der Außenseite des Entladungsgefäßes des Schalters anzuordnen, und es wird nur
die Wärmeübertragung zwischen den Elektroden des Schalters und des wärmeempfindlichen
Elements des Unterbrechers durch das Gasmittel und die Wand des Schalters benötigt.
Wenn die damit erzielten Ansprechzeiten des Unterbrechers zu lange sind, kann zur
Verbesserung der Wärmeübertragung wenigstens ein Teil mindestens einer der Elektroden
des Gasentladungsschalters nahe an demjenigen Wandteil angeordnet werden, dessen
Erwärmung den Unterbrecher öffnet. Hierbei kann eine der Elektroden des Gasentladungsschalters
mit einem bandförmigen metallenen Verlängerungsstück versehen sein, bei dem ein
Teil parallel zum wärmeempfindlichen Element des Unterbrechers angeordnet ist und
von diesem praktisch nur durch die Wand des Entladungsgefäßes getrennt ist. Wenn
das feste Ende des wärmeempfindlichen Elements des Unterbrechers mittels eines Metallstreifens
an der Außenseite des Entladungsgefäßes des Entladungsschalters befestigt ist, kann
ein Teil des erwähnten bandförmigen Verlängerungsstückes auch parallel zu einem
Teil dieses Befestigungsstreifens angeordnet werden, derart, daß er von diesem praktisch
nur durch die Wand des Entladungsgefäßes getrennt ist. Der nahe an der Wand angeordnete
Teil der Elektrode des Gasentladungsschalters kann aus Bimetall bestehen und derart
angeordnet sein, daß er bei Erwärmung sich gegen die Innenwand des Gasentladungsgefäßes
bewegt.
-
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert,
in der einallgemeines Schaltbild und drei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
-
Fig. i stellt. die Vereinigung einer Gas- und/oder Dampfentladungsröhre
mit einer Zündvorrichtung nach der Erfindung dar. Die Elektroden i und 2 der Entladungsröhre
3 sind einerseits durch eine Vorschaltimpedanz 4 und einen Hauptschalter 5 an die
Klemmen 6, 7 einer geeigneten Stromquelle und andererseits an Anschlußteile8, 9`der
Zündvorrichtung angeschlossen.
-
Die Anschlußteile 8, 9 sind miteinander durch einen Zündschalter io;
11, 12 und einen thermischen Unterbrecher 13, 14, 15 verbunden. Dabei bezeichnen
io den beweglichen Teil, ii den Arbeitskontakt und 12 den festen oder Gegenkontakt
des Zündschalters, 13 das wärmeempfindliche Element und 14 den nachgiebigen Teil
des Unterbrechers. Das Element 13 ist in diesem Fall mit einem riegelförmigen Teil
1g versehen, der den nachgiebigen Teil 14 in dem kalten Zustand des Unterbrechers
halten kann.
-
Der Zündschalter kann ein selbsttätiger Schalter von der Spannungsart
wie ein Gasentladungs-, Widerstands-, magnetischer oder piezoelektrischer. Schalter
oder ein selbsttätiger Schalter von der Stromart sein, wie z. B. ein Widerstands-
oder magnetischer Schalter. Bei Spannungsschaltern sind die Kontakte 11, 12 in der
unerregten Lage des Schalters außer Berührung miteinander, und das Erregerelement
liegt parallel zu den Kontakten 11, 12 des Schalters; in gewissen . Fällen kann
das Erregerelement auch parallel zu dem Zündschalter und dem thermischen Unterbrecher
gelegt sein. Bei Stromschaltern sind die Kontakte ii; 12 in der Erregerlage des
Schalters miteinander in Berührung, und das Erregerelement ist in Reihe mit diesen
Kontakten vorzugsweise in eine der Zuführungsleitungen der Entladungsröhre 3 eingefügt.
-
Das riegelförmige Organ 15 des Unterbrechers ist in Fig. i am freien
Ende des wärmeempfindlichen
Elements 13 angebracht. Es kann jedoch
auch am freien Ende des Teils 14 angebracht sein, wobei das wärmeempfindliche Element
13 nachgiebig ausgebildet sein muß.
-
Die Elektroden i und 2 der Entladungsröhre 3 stellen vor Zündung der
Röhre zu heizende aktivierte Glühelektroden dar. Anstatt solcher Elektroden können
jedoch auch nichtvorzuheizende, gegebenenfalls mit Elektronen gut emittierenden
Stoffen versehene Elektroden verwendet werden.
-
Gemäß der Erfindung steht das wärmeempfindliche Element 13 des Unterbrechers
mit wenigstens einer der Elektroden des Schalters in Wärmeleitverbindung, was in
der Zeichnung durch die Anordnung des festen Kontakts 12 des Schalters an dem von
dem Teil 14 des Unterbrechers abgewendeten Ende des wärmeempfindlichen Elements
13 angegeben ist, so daß im dargestellten Fall eine metallische Wärmeleitverbindung
zwischen einer der Elektroden des Schalters und dem wärmeempfindlichen Element des
Unterbrechers vorhanden ist.
-
Bei der Bewegung der Kontakte ii und 12 des Schalters auseinander
zündet jeweils ein Lichtbogen, der die Kontakte erwärmt. Wenn der Schalter ein Gasentladungsschalter
ist, tritt außerdem vor der Zündung der Entladungsröhre 3 auch eine Entladung zwischen
den geöffneten Elektroden des Schalters auf, welche diese gleichfalls erwärmt. Wenn
das wärmeempfindliche Element 13 des Unterbrechers infolgedessen eine solche Temperatur
angenommen hat, daß es die Lage 13' einnimmt, wobei das riegelförmige Organ 15 den
nachgiebigen Teil 14 freigibt, so daß dieser die Lage 14' einnimmt, ist der Unterbrecher
geöffnet, und der Zündschalter hört auf zu arbeiten, s<, daß die Vorrichtung
mit der nicht zündenden und meist schadhaften Entladungsröhre 3 ausgerückt ist.
Die Zündvorrichtung kann wieder in die Betriebslage versetzt werden, indem auf den
nachgiebigen Teil 14 eine Kraft in der Pfeilrichtung 16 ausgeübt wird, wodurch dieser
Teil wieder unter den Riegel 15 des inzwischen abgekühlten wärmeempfindlichen Elements
13 gebracht wird. Dies wird häufig mittels eines Druckknopfes durchgeführt, der,
in einen die ganze Voirichtung umgebenden Zylinder eingebaut, außerdem mit den Anschlußteilen
8 und 9 versehen ist.
-
Fig. 2 stellt eine Zündvorrichtung mit einem elektromagnetischen .Schalter
von der Spannungsart dar. Das Erregerelement dieses Schalters ist in diesem Fall
eine Magnetwicklung 2o, die parallel zu den Kontakten 11, 12 des Schalters gelegt
ist. Das wärmeempfindliche Element 13 des Unterbrechers ist am festen Kontakt 12
des Schalters angeschweißt, so daß zwischen diesen beiden Elementen eine metallische
wärmeleitende Verbindung besteht. Das wärmeempfindliche Element 13 ist in diesem
Fall nicht mit einem Riegel versehen; es ist nachgiebig unter einem riegelförmigenTeil
21 eines fest stehenden Teils 22 des Unterbrechers angeordnet. Bei wiederholten
Zündversuchen des Schalters bewirkt die Wärme des fest stehenden Kontaktes 12 des
Schalters, daß das wärmeempfindliche Element 13 sich derart krümmt, daß es unter
dem Riegel 21 hervorspringt und infolge seiner nachgiebigen Anordnung auch beim
Abkühlen außer Berührung mit dem Teil 22 bleibt. Auch hier kann der geöffnete Unterbrecher
wieder durch eine Kraft in der Pfeilrichtung 16 geschlossen werden.
-
Fig.3 stellt eine Zündvorrichtung mit einem Glimmentladungsschalter
dar, dessen fest stehende Elektrode 12 mit einem bandförmigen Verlängerungsstück
30 aus Metall versehen, bei dem ein Teil sich parallel zu dem wärmeempfindlichen
Element 13 des Unterbrechers derart erstreckt, daß er von diesem Element praktisch
nur durch die Wand 31 des Entladungsgefäßes getrennt ist. Damit das Verlängerungsstück
30 gut an der Wand 31 des Entladungsgefäßes anliegt, kann das Verlängerungsstück
aus einem Bimetallstreifen bestehen, bei dem die Reihenfolge der den Streifen bildenden
Lagen derart gewählt ist, daß das Verlängerungsstück sich beim Erwärmen in Richtung
des wärmeempfindlichen Elements 13 des Unterbrechers bewegt. Dies wirkt sich darin
aus, daß die Wärmeübertragung im warmen Zustande des Verlängerungsstückes besonders
wirksam ist. Das wärmeempfindliche Element ist beidieser Ausführungsform mit einem
Riegel 15 versehen, unter dem im kalten Zustande des wärmeempfindlichen Elements
13 der nachgiebige Teil 14 gehaltert wird. Das wärmeempfindliche Element 13 kann
mittels eines Streifens32 am zylindrischen Entladungsgefäß des Zündschalters befestigt
werden, wobei der nachgiebige Teil 14 von einem Halteorgan 33 getragen werden kann,
das z. B. an einer Grundplatte34 der Zündvorrichtung befestigt und außerdem mit
Anschlußteil 8 verbunden ist. Es hat sich gezeigt, daß der Unterbrecher von der
dargestellten Bauart sich nach etwa 30 Sekunden öffnete, während die zu diesem
Zweck erforderliche Zeit bei Wegfall des Verlängerungsstückes 30 wenigstens
das Doppelte betrug.
-
Die Fig. 4 und 5 stellen eine andere Ausführungsform der Zündvorrichtung
mit einem anderen Glimmentladungsschalter dar. Hier ist die fest stehende Elektrode
12 des Schalters mit einem Verlängerungsstück 4o aus Metallband versehen, das von
oben gesehen (Fig.5) annähernd C-förmig ist und auf der Höhe eines Metallbandes
41 zur Befestigung des wärmeempfindlichen Elements 13 derart angeordnet ist, daß
ein Teil des Bandes 41 parallel zu und gegerüber einem Teil des Verlängerungsstücks
40 liegt. Auch in diesem Fall kann das Verlängerungsstück 40 aus Bimetall bestehen.
Das wärmeempfindliche Element 13 ist am Band 41 angeschweißt und am freien Ende
mit einem Riegel 15 versehen, unter dem im kalten Zustande der nachgiebige Teil
14 angeordnet ist. Auch bei dieser Ausführungsform ergab sich eine wesentlich kürzere
Ansprechzeit des Unterbrechers als bei Wegfall des Verlängerungsstücks 40.