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Zünd- und Betriebseinrichtung für elektrische Entladungsröhren Zusatz
zum Patent 750 355 Im Patent 750 755 ist eine Zünd- und Betriebseinrichtung für
elektrische Entladungsröhren angegeben, bei der die Glühelektroden der Entladungsröhre
durch einen Bimetall-Glimmschalter überbrückt sind, dessen Zündspannung zwischen
der Netzspannung und der Brennspannung der Entladungsröhre liegt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer derartigen Zünd-
und Betriebseinrichtung ergibt sich nach der Erfindung, wenn der Glimmschalter an
oder in der Entladungsröhre oder in ihrem HüllgefäB untergebracht und mit zwei bei
Erwärmung in gleicher Richtung ausschlagenden, die Söhaaterkontakte tragenden B!imetallstreifen
versehen wird, von denen der in der Ausschlagrichtung vordere ganz oder weitgehend
vor dem Ansetzen der Entladung geschützt und mit einer Hilfselektrode elektrisch
verbunden ist, die zusammen mit dem rückwärtigen Bimetallstreifen die Glimmentladungsstrecke
bildet.
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Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei der baulichen Vereinigung der
bisher bekanntgewordenen Glimmschalter mit der Entladungsröhre vielfach deswegen
ein zufriedenstellendes Arbeiten des Glimmschalters nicht erreicht werden kann,
weil die oft erheblichen Betriebstemperaturen der Entladungsröhren den ganzen Glimmschalter
stark ufheizen. Der Glimmschalter wird dann leicht
durch diese von
der Entladungsröhre ausgehende Erwärmung unerwünscht während des Röhrenbetriebes
unter Erlöschen der Lampe geschlossen, wenn nicht ein übermäßig großer Abstand der
Schalterkontakte vorgesehen wird, was aber wiederum Platzschwierigkeiten mit sich
bringt.
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Dieser Nachteil wird bei der neuen Einrichtung durch die Vorsehung
eines Glimmschalters mit zwei Bimetallstreifen und einer besonderen Hilfselektrode
vermieden, weil die beiden in gleicher Richtung ausschlagenden Bimetallstreifen
den Abstand der Schalterkontakte bei allen in der Praxis auftretenden Betriebstemperaturen
annähernd konstant halten. Die Vorsehung einer besonderen, mit dem vorderen Bimetallstreifen
verbundenen Hilfselektrode führt beim Auftreten der Glimmentladung dazu, daß sich
nur der rückwärtige Bimetallstreifen allein durch die Wärmeentwicklung im Elektrodenfall
der an ihm ansetzenden Glimmentladung weiter durchbiegt und auf diese Weise die
beiden Schalterkontakte zur Berührung kommen: Außerdem kann nicht wie bei Glimmschalterh,
deren Bimetallstreifen auf einen festen Gegenkontakt drückt, der Nachteil eintreten,
daß durch die beim Einschmelzen der Einbauteile in das kleine Schaltergefäß auftretende
hohe Erwärmung der Bimetallstreifen verbogen wird. Ist auch der vordere Kontakt
auf einem Bimetallstreifen befestigt, so wird auch er beim Einschmelzvorgang vorwärts
bewegt; er weicht also dem rückwärtigen Bimetaldstreifen aus und verhindert ein
schädliches Aufeinanderpressen.
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Zweckmäßig wird die Hilfselektrode, hinter dem rückwärtigen Bimetallstreifen
angeordnet. Es läßt sich dann ein besonders rasches Ansprechen des Glimmschalters
erreichen, weil die Entladung nunmehr vorwiegend öder ausschließlich an derjenigen
Seite des rückwärtigen Birnetallstreifens ansetzt, an der sich das Metall mit dem
größeren Ausdehnungskoeffizienten befindet. Es- wird dann gerade diese Seite auch
noch höher erhitzt als die andere, was die Durchkrümmung des Bimetallstreifens beschleunigt.
Durch die Trennung der Heizentladung vom vorderen Bimetallstreifen erfährt dieser
und damit auch der an ihm befestigte vordere Kontakt keine Erwärmung durch die heizende
Glimmentladung, seine verhältnismäßig niedrige Temperatur vermindert die Qzefahr
eines Zusammenschweißens der Schalterkontakte bei der darauffolgenden Kontaktberührung.
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In der'Zeichnung ist in Abb. i als Ausführungsbeispiel eine nach der
Erfindung ausgebildete Zünd- und Betriebseinrichtung dargestellt, bei der der Glimmschalter
im Innern des Hüllgefäßes einer Natriumentladungsröhre untergebracht ist; Abb. 2
und 3 zeigen den Glimmschalter für sich in etwas vergrößertem Maßstab in Seitenansicht
und im Querschnitt.
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Die Natriumlampe besteht in üblicher Weise aus einem Hüllgefäß i,
das einen angeschmolzenen Zwischenmantel 2 trägt und die U-förmig gebogene Entladungsröhre
3 umschließt. Der Halsraum des Hüllgefäßes i ist durch die Glimmerscheibe 4 abgeschlossen.
Auf dieser ist der Glimmschalter 5 befestigt, der die Glühelektroden 6 überbrückt
und in Reihe schaltet. Als strombegrenzender Vorschaltwiderstand dient die Drosselspule
7.
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Wie die Abb. 2 und 3 näher zeigen, besteht der Glimmschalter 5 aus
einer kleinen Glasröhre, die zwei in gleicher Richtung ausschlagende Bimetallstreifen
8, 9 sowie eine Hilfselektrode io enthält, die .durch den Verbindungsdraht ii an
den in der Ausschlagrichtung vorderen Bimetallstreifen 8 angeschlossen ist. Die
aus einem beliebigen Metall, vorzugsweise aus Wolfram bestehenden Schalterkontakte
12, 13 sind an den freien Enden der Bimetallstreifen 8, 9 befestigt. Der vordere
Bimetallstreifen 8 ist durch einen Isolierüberzug 14, der beispielsweise aus einem
Schlauch aus Glasgespinst oder aus einem grobporigen Keramiküberzug besteht, vor
dem Ansetzen der Entladung geschützt. Die Gasfüllung des. Glimmschalters kann beispielsweise
aus Argon von etwa. 30 bis 4o mm Druck bestehen.
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Beim Einschalten der Röhre tritt zwischen der Hilfselektrode io und
dem rückwärtigen B@imetallschalter 9, .die zusammen die Glimmentlad'ungsstrecke
bilden, die volle Netzspannung auf. Da die Zündspannung 'dieser Gl.immentladungsstrecke
unterhalb der Netzspannung liegt, entsteht sofort eine Glimmentladung, die den Bimetallstreifen
9 durchkrümmt und dabei dien Kontakt 13 zur Berührung :mit dem Kontakt 12
bringt. Der Strom ,der .zuerst auftretenden Glimmentladung und insbesondere der
bei Berührung der Kontakte 1ä, 13
entstehende Kurzschlußstrom bringen die
beiden Glühelektroden 6 der Entladungsröhre 3 auf Emissionsglut, gegebenenfalls
in B@ruchteilen einer Sekunde. Da bei Berührung der Kontakte 12, 13 auch die Glimmentladungsstrecke
zwischen der Hi.lfselektrode.io und dem rückwärtigen Bimetallstreifen 9 kurzgeschlossen
wird und die Glimmentladung erlischt, fällt gleiohzeitig mit der Berührung der Kontakte
12, 13 auch die Heizwirkung auf .den rückwärtigen Bimetallstreifen 9 weg, weshalb
sich .der Schalter in kürzester Zeit wieder öffnet. Jetzt liegt die volle Netzspannung
an dien glühenden Elektroden 6, und die Entladungsröhre 3 kommt unter Mitwirkung
eines durch die Drosselspule 7 ausgelösten Spannungsstoßes zur Zündung. Beim darauffolgenden
Betrieb wird der in dem Hüllgefäß i eingebaute Glimmschalter 5 durch die hohe Betriebstemperatur
der Natriumentladungsröhre auf Zoo bis 25o° C aufgeheizt. Dies ist aber nicht weiter
schädlich, weil sich dabei nicht nur der B.imetallst'reifen 9, sondern auch der
ihm vorangestellte BimetallGtreifen 8 in gleicher Weise durehkrümmen und somit der
Abstand- zwischen den Kontakten 12, 13 unverändert erhalten bleibt. Beim Aus- und
sofortigen Wiedereinschalten der noch heißen Lampe kommt zu dieser äußeren Erwärmung
bedbr Bimetallstreifen 8, 9 .dann noch die zusätzliche Erhitzung dies rückwärtigen
B3metallstreifens 9 durch die Glimmentladung, wobei der Glimmschalter genau so arbeitet
wie im kalten Zustand.
Zur Einstellung der gewünschten Zündspannung
der Glimmstrecke können die Elektroden der Glimmentladungsstrecke mit geeigneten
Aktivierungsstoffen versehen sein. Unter Umständen empfiehlt es sich ferner, im
Glimmschaltergefäß einen Getterstoff vorzusehen, der verunreinigende Gase bindet.
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Sofern das Hüllgefäß i eine geeignete Gasfüllung aufweist, kann auf
ein besonderes Gefäß für den Glimmschalter 5 verzichtet werden. Der Schutz des Bimetallstreifens
8 vor einem Ansetzen der Glimmentladung läßt sich statt durch eine Isolierung 1a
unter Umständen auch durch eine geeignete Abschirmung, etwa ein Abschirmblech, oder
nur durch seine räumliche Anordnung, beispielsweise durch Vorsehung eines größeren
Abstandes von dem rückwärtigen Bimetallstreifen 9, erzielen. Die Hilfselektrode
io kann mit dem vorderen Bimetallstreifen 8 auch in anderer Weise baulich vereinigt
sein. Sie kann ferner unter elektrischer Verbindung mit dem vorderen Bimetallstreifen
im Fuß 15 des Schaltergefäßes eingeschmolzen oder am rückwärtigen Bimetallstredfen
9 isoliert befestigt werden.