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Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für Glimmzünder, insbesondere für Gasentladungsröhren, bei der innerhalb eines gasgefüllten Mantels auf einem Träger eine Bimetallelektrode und eine Gegenelektrode vorgesehen sind, wobei die Bimetallelektrode umgebogen und die Gegenelektrode in dem von der Bimetallelektrode begrenzten Raum abgebogen ist.
Die Zündung von Gasentladungsröhren erfolgt auf die Weise, dass zwischen den Elektroden eines solchen Glimmzünders, der den Elektroden einer Gasentladungsröhre parallelgeschaltet ist, ein Spannungsunterschied hervorgerufen wird, wodurch zwischen den Elektroden des Glimmzünders eine Glimmentladung auftritt. Infolge der dabei entstehenden Wärme biegt sich die Bimetallelektrode und kommt mit der Gegenelektrode in Berührung. Danach hört die Glimmentladung auf, die Bimetallelektrode kühlt sich ab und nimmt ihre ursprüngliche Lage wieder ein, worauf dieser Vorgang von neuem einsetzt. Das ganze dauert so lange, bis in der anzuzündenden Gasentladungsröhre die Entladung einsetzt ; die Spannungsverhältnisse sind dabei solcherart, dass nach Zündung der Gasentladungsröhre durch den Glimmzünder kein Strom mehr hindurchfliesst.
Bei den bekannten Glimmzündern biegt sich die Bimetallelektrode infolge der Wärmewirkung der Glimmentladung sehr rasch und berührt die Gegenelektrode. Jedoch wird sofort nach Berührung der Gegenelektrode die Glimmentladung unterbrochen, wodurch auch die Wärmeentwicklung aufgehoben wird. Die Bimetallelektrode kühlt sich rasch ab, biegt sich zurück und es erfolgt eine Trennung der Bimetallelektrode von der Gegenelektrode. Die Kontaktzeitdauer bei den meisten bisher bekannten Glimmzündern ist wesentlich geringer als es für die Erwärmung der Glühkathoden der Gasentladungsröhre auf die erforderliche Temperatur notwendig ist, so dass der zuvor beschriebene Einschaltvorgang mehrmals wiederholt werden muss bis die Lampe brennt.
Dies bedeutet eine entsprechende Anzahl von Spannungsstössen an den Kathoden der Gasentladungsröhre, wodurch unnötige Beanspruchungen der Kathoden und eine verkürzte Lebensdauer der Leuchtstoffröhre auftreten. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden auch Glimmzünder bekannt, bei denen mit Hilfe von Heizwicklungen versucht wurde, eine längere Kontaktdauer der beiden Elektroden zu erreichen, jedoch sind solche Anordnungen aufwendig und störungsanfällig.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 488, 701 ist ein Glimmzünder bekannt, bei dem ein spiralenförmiges bzw. mehrfach abgewinkeltes Bimetallelement an einer Elektrode vorgesehen ist, um die Kontaktdauer mit der andern, der Gegenelektrode zu verlängern. Die Herstellung dieser Elektrodenanordnung ist jedoch infolge des kompliziert aufgebauten Bimetallelements kostspielig. Ferner ist die für die Glimmentladung zur Verfügung stehende Fläche der stabförmigen Gegenelektrode gering.
Aus der deutschen Patentschrift Nr. 1148019 ist ein Glimmzünder bekannt, bei dem in eine ringförmig ausgebildete Gegenelektrode beide Enden eines V-förmigen Bimetallelements ragen. Diese Ausführungsform bietet bei der Justierung und Herstellung Vorteile, jedoch ist die zur Ermöglichung einer längeren Schliesszeit erforderliche Wärmekapazität und auch die Fläche für die Glimmentladung klein.
Aus der deutschen Patentschrift Nr. 753976 ist ein Glimmzünder bekannt, bei dem an der senkrecht stehenden Gegenelektrode ein querverlaufender Steg befestigt ist, der als Kontakt für das Bimetallelement dient.
Zur Erhöhung der Wärmekapazität ist am Bimetallelement ein Blechstreifen angeordnet, der ein Kontaktstück trägt. Diese Ausführungsform weist zwar gute wärmetechnische Eigenschaften, jedoch nur eine kleine Fläche für die Glimmentladung auf.
Keine dieser bekannten Ausführungsformen weist ferner Vorkehrungen zur Verbesserung bzw. überhaupt zur Benutzung der Hohlkathodenwirkung auf.
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aufzubringen, um die Emissionsfähigkeit zu verbessern. Dies ist insbesondere bei Glimmzündern notwendig, bei denen die Bauart das Auftreten einer Hohlkathodenwirkung nicht zulässt und die für eine Glimmentladung zur Verfügung stehende Fläche gering ist.
Schliesslich ist aus der deutschen Patentschrift Nr. 945103 ein Glimmzünder bekannt, bei dem die Bimetallelektrode U-förmig gebogen ist und die Gegenelektrode in den von der Bimetallelektrode begrenzten Raum ragt. Um eine niedrige Bauweise des Glimmzünders zu ermöglichen, verläuft die gebogene Bimetallelektrode horizontal. Um nun den Kontakt zwischen einem am Ende der Bimetallelektrode befestigten Kontaktdraht und der stabförmigen Gegenelektrode zu ermöglichen, ist die Gegenelektrode abgebogen und verläuft nach der Abbiegung ebenfalls horizontal. Um die zündtechnischen Bedingungen dieses Glimmzünders, dessen Vorteile nur auf die Kontaktgabe gerichtet sind, zu verbessern, ist ferner ein Träger mit Getterstoff vorgesehen.
Dieser Glimmzünder macht sich zwar bis zu einem gewissen Grad die auf Grund der innerhalb des Bimetallelements angeordneten Gegenelektrode auftretende Hohlkathodenwirkung zunutze, weist jedoch mangelhafte Wärmekapazität der Elektroden, eine kleine Fläche für die Glimmentladung an der Gegenelektrode und schliesslich eine komplizierte Konstruktion auf.
Ziel der Erfindung ist es, die Zündeigenschaften eines Glimmzünders der eingangs genannten Art zu optimieren, die Hohlkathodenwirkung weitestgehend auszunutzen und gleichzeitig die Wärmekapazität der Elektroden zu erhöhen und die Fläche für die Glimmentladung an den Elektroden so gross wie möglich zu machen. Dabei soll allerdings der bauliche Aufwand und damit die Herstellungskosten gesenkt und die Konstruktion so einfach wie möglich und damit betriebssicher gemacht werden.
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Ein Glimmzünder der eingangs genannten Art, bei dem die zuvor erwähnten Nachteile weitestgehend vermieden sind, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode an ihrem vorderen, der in an sich bekannter Weise V-förmig umgebogenen Bimetallelektrode gegenüberliegenden Ende abgebogen und mit einem zurücklaufenden Ast versehen ist und dass die Gesamtbreite des abgebogenen Endes der Gegenelektrode im wesentlichen der Breite der Bimetallelektrode entspricht. Die der Bimetallelektrode gegenüberliegende Biegung der Gegenelektrode mit dem zurücklaufenden Ast vergrössert die Fläche, die für die Glimmentladung zwischen Bimetallelektrode und Gegenelektrode zur Verfügung steht, und erhöht ferner die Wärmekapazität der Gegenelektrode.
Durch Erhöhung der Wärmekapazität der Gegenelektrode kann von dieser Wärme an die Bimetallelektrode abgegeben werden, wodurch diese länger den Kontakt hält, als es bei den bisher bekannten Ausführungen möglich ist. Die Trennung des Kontaktes zwischen den beiden Elektroden erfolgt daher in der Regel erst, nachdem die Gasentladungsröhre gezündet hat. Es werden somit das Flackern von elektrischen Gasentladungsröhren beim Anlassen und die schädlichen Beanspruchungen der Kathoden vermindert bzw. beseitigt und die Lebensdauer der Gasentladungsröhre durch Verringerung der Anzahl der erfolglosen Einschaltvorgänge erhöht. Es entfallen demzufolge auch die bei einigen bekannten Ausführungsformen verwendeten Hilfs- bzw. Heizelektroden zur Erwärmung der Elektroden.
Ausserdem wird durch Vergrösserung der der Glimmentladung zur Verfügung stehenden Fläche, da die Gegenelektrode nunmehr im wesentlichen die gleiche Breite wie die Bimetallelektrode aufweist, die Zündungseigenschaft des Glimmzünders verbessert. Diese erfindungsgemässe Ausführungsform ist überdies fertigungstechnisch einfach herzustellen und billig im Gestehungspreis, da nur einfach geformte Bauteile verwendet werden müssen. überdies wird die Hohlkathodenwirkung durch die V-förmige Gegenelektrode genutzt, wodurch die Zündung und die Glimmentladung begünstigt wird.
Vorteilhafterweise ist das vordere abgebogene Ende der Gegenelektrode zumindest abschnittsweise kreisförmig oder in Form eines Vielecks gebogen. Es ist auch zweckmässig, das vordere abgebogene Ende der Gegenelektrode spiralig zu biegen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Abbiegung in einer Ebene erfolgt bzw. der zurücklaufende Ast in einer Ebene liegt, die im wesentlichen parallel zur Bimetallelektrode liegt. Diese Ausführungsformen gestatten die bessere Ausnutzung des vorhandenen Raumes bei optimaler Wärmekapazität und möglichst geringem Materialverbrauch.
Zur weiteren Erhöhung der Wärmekapazität der Gegenelektrode und gegebenenfalls gleichzeitigen Herabsetzung der Austrittsarbeit ist, wie es an sich bei Gegenelektroden bekannt ist, an der Gegenelektrode ein vorzugsweise zylindrisches Metallstück befestigt, das erfindungsgemäss von dem abgebogenen Ende bzw. von dem zurücklaufenden Ast der Gegenelektrode zumindest teilweise umschlossen ist. Dieses Metallstück kann z. B. ein Stück aus Lanthan oder aus einem andern, zu den Seltenen Erden gehörenden Metall sein.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Glimmzünders wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l eine Ansicht der Elektrodenanordnung des Glimmzünders, Fig. 2 die Elektrodenanordnung im Glimmzünder von der Seite gesehen, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Elektrodenanordnung, und die Fig. 4 und 5 verschiedene Formen der Gegenelektrode.
Innerhalb eines gasgefüllten Mantels (nicht gezeigt) sind auf einem Sockel--5--eine an einem Träger --2-- befestigte Bimetallelektrode-3-und eine geknickt ausgeführte Gegenelektrode-l-angeordnet (Fig. 1). Wie aus Fig. 2 und 3 näher ersichtlich ist, ist das vordere Ende--6--der geknickten Gegenelektrode - in dem der Bimetallelektrode --3-- gegenüberliegenden Abschnitt abgebogen und mit einem zurücklaufenden Ast versehen. Diese Abbiegung, die eigentlich jede beliebige Form aufweisen kann, verläuft in der dargestellten Ausführungsform zum Teil kreisförmig. Dabei entspricht die Gesamtbreite des ab-bzw.
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abgebogenen Ende--6--gebildete Fläche liegt dabei im wesentlichen fluchtend bzw. parallel zur Bimetallelektrode--3--.
Das Metallstück, das selbstverständlich eine beliebige Form aufweisen kann, wird bei der Herstellung der Gegenelektrode zweckmässigerweise durch Einklemmen oder auch durch Schweissen an dieser befestigt.
Wie Fig. 1 zeigt, ist diy Bimetallelektrode --3-- V-förmig abgebogen und das abgebogene Ende der Gegenelektrode--l--ragt infolge der Knickung des Schaftes der Gegenelektrode--l--in die Öffnung des - V--bzw. in den von der Bimetallelektrode begrenzten Raum hinein, wodurch die Hohlkathodenwirkung die Zündung begünstigt.
Fig. 4 zeigt eine spiralig abgebogene Gegenelektrode --1--, Fig. 5 zeigt eine als Fünfeck ausgebildete Gegenelektrode Auf Grund der grösseren Fläche der Gegenelektroden infolge der Abbiegung und des zurücklaufenden, beliebige Form aufweisenden Astes wird die für die Glimmentladung zur Verfügung stehende Fläche und gleichzeitig die Wärmekapazität der Gegenelektrode vergrössert.
Bei den dargestellten erfindungsgemässen Anordnungen wird nun mit der am vorderen Ende--6--durch Abbiegung verbreiterten, der Bimetallelektrode-3-gegenüberliegenden und annähernd dieselbe Breite wie
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diese aufweisenden Gegenelektrode--l--eine sehr rasche Erwärmung der Bimetallelektrode infolge der grossen Fläche, die für die Glimmentladung zur Verfügung steht, erreicht und ferner die Wärmekapazität der Gegenelektrode beträchtlich erhöht. Zur weiteren Erhöhung der Wärmekapazität und Vergrösserung der Fläche für die Glimmentladung ist an der Gegenelektrode--l--das Metallstück--4--angebracht.
Hiefür kann ein beliebiges Metall verwendet werden ; will man jedoch neben der Erhöhung der Wärmekapazität auch noch die Austrittsarbeit erniedrigen, so ist es zweckmässig, Lanthan oder ein anderes Metall der Seltenen Erden zu verwenden. Die Verwendung eines Lanthanstückes ist für Glimmzünder mit einer Leistung von rund 4 bis 22 Watt zur Erzielung einer niedrigen Zündspannung gedacht. Bei Glimmzündern mit einer Leistung von rund 25 bis 80 Watt ist normalerweise die Verwendung von Lanthan zur Erzielung einer niedrigen Austrittsarbeit nicht notwendig. Die Verwendung eines Lanthanstückes erfolgt, wie erwähnt, unabhängig von der Ab- bzw. Zurückbiegung des vorderen Endes der Gegenelektrode, trägt jedoch bei seiner Verwendung zur Erhöhung der Wärmekapazität der Gegenelektrode bei.
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Bimetallelektrode Wärme abgibt.
Der Kontakt zwischen den beiden Elektroden bleibt demzufolge länger geschlossen und ermöglicht die Durchzündung der Gasentladungsröhre.
Im Gegensatz zu Elektroden, die nur einen überzug aus Lanthan oder ähnlichen Stoffen aufweisen, der nach kurzer Zeit verbraucht ist, kann bei der Verwendung eines Metallst\Ïckes --4-- aus Lanthan infolge der relativ grossen Masse des Stückes die Lebensdauer des Glimmzünders noch verlängert werden, weil beim Betrieb nur an der Oberfläche des Stückchens Lanthan verbraucht wird, die Menge des vorhandenen Lanthans jedoch gross ist. Die Verwendung von Lanthan ist auch deshalb zweckmässig, da andere Emissionsstoffe, z. B. Barium oder Bariumazid, explosiv sind.
Als Material für die Gegenelektrode wird vorzugsweise Nickel verwendet. Die Gasfüllung des Mantels besteht im allgemeinen aus 40 bis 50% Industrie-Neon (75% Neon, 25% Helium) und 50 bis 60% Argon. Der Fülldruck beträgt rund 40 bis 50 Torr.
Eine Abknickung des Schaftes der Gegenelektrode wie in Fig. 1 gezeigt, ist nicht zwingend nötig, da der Schaft der Gegenelektrode auch schiefstehend oder entsprechend anders ausgebildet sein kann, um in den von der Bimetallelektrode-3--begrenzten V-förmigen Raum zu ragen. In der Praxis ist es zweckmässig, wenn das Metallstück --4-- vieleckig oder rund ist und ungefähr den 2 bis 3fachen Durchmesser der Gegenelektrode aufweist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrodenanordnung für Glimmzünder, insbesondere für Gasentladungsröhren, bei der innerhalb eines gasgefüllten Mantels auf einem Träger eine Bimetallelektrode und eine Gegenelektrode vorgesehen sind, wobei die Bimetallelektrode umgebogen und die Gegenelektrode in dem von der Bimetallelektrode begrenzten Raum
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sich bekannter Weise V-förmig umgebogenen Bimetallelektrode (3) gegenüberliegenden Ende (6) abgebogen und mit einem zurücklaufenden Ast versehen ist und dass die Gesamtbreite des abgebogenen Endes (6) der Gegenelektrode (1) im wesentlichen der Breite der Bimetallelektrode (3) entspricht.
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