DE1265856B

DE1265856B - Spark gap main electrode with ignition spark gap

Info

Publication number: DE1265856B
Application number: DEC38469A
Authority: DE
Inventors: Spartacus Barbini
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1966-03-11
Publication date: 1968-04-11
Also published as: BE677354A; LU50584A1; CH447309A; NL6603241A; US3379928A; GB1109469A; FR1436675A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H03kH03k

Deutsche Kl.: 21 d3-3/01German class: 21 d3-3 / 01

Nummer: 1265 856Number: 1265 856

Aktenzeichen: C 38469 VIII b/21 d3File number: C 38469 VIII b / 21 d3

Anmeldetag: 11. März 1966 Filing date: March 11, 1966

Auslegetag: 11. April 1968Open date: April 11, 1968

Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecken-Hauptelektrode, die eine mit der Sekundärwicklung eines Zündimpulstransformators elektrisch leitend verbundene Zündfunkenstrecke aufweist.The invention relates to a spark gap main electrode that is connected to the secondary winding of a Having ignition pulse transformer electrically conductively connected ignition spark gap.

Bei einer bekannten Funkenstrecken-Hauptelektrode dieser Art bildet die Sekundärspule eine Einheit mit dem Kern und der Primärspule des Zündtransformators, so daß bei den üblichen sehr hohen Zündspannungen an den Funkenstrecken Isolationsprobleme entstehen, denn die beträchtlichen Span- ίο nungen müssen von der Primärseite des Zündtransformators sicher isoliert sein.In a known spark gap main electrode of this type, the secondary coil forms a unit with the core and the primary coil of the ignition transformer, so that with the usual very high Ignition voltages at the spark gaps Insulation problems arise because the considerable voltage ίο voltages must be safely isolated from the primary side of the ignition transformer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenstrecken-Hauptelektrode der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche bei einfacher Herstellbarkeit keinen übermäßig großen Aufwand für die elektrische Isolierung erfordert.The invention is based on the object of providing a spark gap main electrode of the type mentioned at the beginning To create a species which is easy to manufacture and does not require an excessive amount of effort required for electrical insulation.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Hauptelektrode selbst als Sekundärwicklung des Zündtransformators ausgebildet ist und die Elektroden der Zündfunkenstrecke aus den in geringem Abstand voneinander angeordneten Enden dieser Wicklung gebildet sind. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung bildet also die Sekundärwicklung des Zündtransformators einen integralen Bestandteil der Hauptelektrode, so daß wegen der Trennung der Sekundärspule von der Primärspule alle Isolationsprobleme automatisch gelöst sind. To solve this problem, the invention provides that the main electrode itself as a secondary winding of the ignition transformer is formed and the electrodes of the ignition spark gap from the in low Spaced ends of this winding are formed. By the invention So the secondary winding of the ignition transformer forms an integral part of the training Main electrode, so that all insulation problems are automatically solved because of the separation of the secondary coil from the primary coil.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrode aus einer kugelförmig gewickelten Spule und einem sich quer durch die Kugel erstreckenden Stift gebildet, dessen eines Ende mit geringem Abstand dem einen Ende der Spule gegenüberliegt und dessen anderes Ende mit dem anderen Ende der Spule elektrisch leitend verbunden ist.According to a preferred embodiment, the electrode consists of a spherically wound coil and a pin extending transversely through the ball, one end of which is closely spaced one end of the coil is opposite and the other end to the other end of the Coil is electrically connected.

Die Anordnung kann aber auch so sein, daß die Elektrode aus einer ebenen Spirale und einem in der Achse der Spirale sich erstreckenden Stift gebildet ist, dessen eines Ende dem inneren Ende der Spirale mit geringem Abstand gegenüberliegt und der mit dem anderen Ende der Spirale elektrisch leitend verbunden ist.The arrangement can also be such that the electrode consists of a flat spiral and one in the Axis of the spiral extending pin is formed, one end of which is the inner end of the spiral with opposite a small distance and which is electrically connected to the other end of the spiral is.

Zur Erhöhung der Kopplung kann der Stift wenigstens teilweise mit magnetischem Material gefüllt sein. Hierbei ist der Stift vorzugsweise in dem Bereich, wo er mit dem magnetischen Material gefüllt ist, parallel zu den Magnetfeldlinien geschlitzt.To increase the coupling, the pin can be at least partially filled with magnetic material. Here, the pen is preferably parallel in the area where it is filled with the magnetic material slotted to the magnetic field lines.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Spule und der sie durchsetzende Teil des Stiftes in ein hitzebeständiges Isoliermaterial eingebettet sind.According to a further embodiment it is provided that the coil and the one passing through it Part of the pin are embedded in a heat-resistant insulating material.

Außerdem kann die Elektrode vorzugsweise als Funkenstrecken-Hauptelektrode
mit ZündfunkenstreckeIn addition, the electrode can preferably be used as a spark gap main electrode
with ignition spark gap

Anmelder:Applicant:

Compagnie Generale d'ßlectricite, ParisCompagnie Generale d'lectricite, Paris

Vertreter:Representative:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs
und Dr. G. Manitz, Patentanwälte,
8000 München 22, Robert-Koch-Str. 1Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs
and Dr. G. Manitz, patent attorneys,
8000 Munich 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Spartacus Barbini,Spartacus Barbini,

Chaville, Hauts-de-Seine (Frankreich)Chaville, Hauts-de-Seine (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 12. März 1965 (9010 Seine)France of March 12, 1965 (9010 Seine)

parallel zur Ringachse geschlitzter Ring ausgebildet sein.be formed parallel to the ring axis slotted ring.

Die Vorteile der Erfindung werden besonders deutlich bei der Ausführungsform, bei der die Elektrode im Inneren eines gasgefüllten Gefäßes angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind keinerlei zusätzliche Durchführungen durch die Gefäßwandung erforderlich, was gegenüber bekannten Funkenstrecken, welche im Inneren eines gasgefüllten Gefäßes angeordnet sind, einen beträchtlichen Vorteil darstellt.The advantages of the invention are particularly evident in the embodiment in which the electrode is arranged inside a gas-filled vessel. In this embodiment, no additional feed-throughs are required through the vessel wall, compared to known spark gaps, which are arranged inside a gas-filled vessel is a significant advantage.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtThe invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer Funkenstreckenanordnung, bei der die Erfindung angewendet ist, dieF i g. 1 shows a basic circuit diagram of a spark gap arrangement in which the invention is applied

F i g. 2, 3, 4 und 5 vier verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Funkenstrecken-Hauptelektrode, dieF i g. 2, 3, 4 and 5 four different embodiments of a spark gap main electrode according to the invention, the

F i g. 6 und 7 schematische Darstellungen von Abwandlungen der Anordnung nach F i g. 1 undF i g. 6 and 7 are schematic representations of modifications of the arrangement according to FIG. 1 and

F i g. 8 eine Funkenstreckenanordnung, die besonders der Elektrode nach F i g. 5 angepaßt ist.F i g. 8 shows a spark gap arrangement which is particularly common to the electrode according to FIG. 5 is adapted.

In F i g. 1 ist eine Funkenstreckenanordnung dargestellt, welche einen Speicher für elektrische Energie, z. B. einen Kondensator 1 aufweist, der mittels eines Leiters 2 an eine Hauptelektrode 3 angeschlossen ist, die mit einer weiteren Hauptelektrode 4 die eigentliche Funkenstrecke bildet. Die Elektrode 4 liegt über eine Belastung 5 mit einem verhältnismäßigIn Fig. 1 shows a spark gap arrangement which has a storage device for electrical energy, z. B. has a capacitor 1 which is connected to a main electrode 3 by means of a conductor 2 is, which forms the actual spark gap with another main electrode 4. The electrode 4 is about a load 5 with a proportionate

809 538/199809 538/199

3 43 4

schwachen inneren Widerstand an Masse. Die aus in dem Augenblick der Zündung des elektrischenweak internal resistance to ground. The off at the moment of ignition of the electric

den Elektroden 3 und 4 bestehende Funkenstrecke Bogens in der Funkenstrecke das gleiche Potentialthe electrodes 3 and 4 existing spark gap arc in the spark gap the same potential

kann frei liegen oder in ein Gefäß eingeschlossen sein, annehmen.can be exposed or enclosed in a vessel, accept.

welches beispielsweise aus einem Rohr 8 besteht, das Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist die Pridurchsichtig und an den Enden durch zwei Abschluß- 5 märwicklung 10 des Transformators koaxial mit derwhich consists, for example, of a tube 8 which, in the embodiment according to FIG. 1 the pri is transparent and at the ends by two terminal winding 10 of the transformer coaxial with the

wände, wie z. B. die Wand 9, abgeschlossen sein kann. Funkenstrecke und außerhalb derselben angeordnet.walls, such as B. the wall 9, can be completed. Spark gap and arranged outside the same.

Die Elektroden 3 und 4 sind durch Kreise nur sehe- F i g. 6 stellt eine weitere Ausführungsform dar, beiThe electrodes 3 and 4 can only be seen through circles. 6 illustrates another embodiment at

matisch dargestellt; der genaue Aufbau wenigstens der diese Wicklung 11 nicht in der Verlängerung dershown automatically; the exact structure of at least this winding 11 is not in the extension of the

einer dieser Elektroden wird im folgenden an Hand Funkenstrecke, sondern um die Elektrode mit der der Fig. 2, 3 und 4 beschrieben. Je nach den ge- ίο kugelförmig gewickelten Spule herum angeordnet istone of these electrodes is in the following on hand spark gap, but around the electrode with the 2, 3 and 4 described. Depending on the spherically wound coil is arranged around

wünschten Eigenschaften des elektrischen Bogens F i g. 7 zeigt eine weitere Abwandlung der Anord-desired properties of the electric arc F i g. 7 shows a further modification of the arrangement

kann das die Funkenstrecken enthaltende Gefäß mit nung nach Fig. 1. Nach Fig. 7 ist die Primärwick-can the vessel containing the spark gaps with voltage according to Fig. 1. According to Fig. 7, the primary winding

Luft oder Gas unter hohem oder niedrigem Druck lung des Transformators in der Form einer in einerAir or gas under high or low pressure development of the transformer in the form of one in one

gefüllt sein. Ebene aufgewickelten Spirale ausgeführt, die in einbe filled. Plane wound spiral executed into a

Die Anordnung enthält außerdem eine Wicklung 15 beliebiges Isoliermaterial eingelassen ist, das aberThe arrangement also includes a winding 15, any insulating material is embedded, but that

10 zur Erzeugung eines Magnetfeldes parallel zu der gute mechanische Eigenschaften hat. Die auf diese10 for generating a magnetic field parallel to which has good mechanical properties. The on this

die Elektroden 3 und 4 verbindenden Achse. Die Weise erhaltene Flachspule 12 dient dann als einethe axis connecting electrodes 3 and 4. The flat coil 12 obtained then serves as one

Wicklung 10 enthält Leiter 6 und ist an eine Span- Abschlußwand des geschlossenen Gefäßes, welchesWinding 10 contains conductor 6 and is to a span end wall of the closed vessel, which

nungsquelle 7 angeschlossen. Diese Spannungsquelle die Elektroden der Funkenstrecke einschließt
liefert unter der Einwirkung einer geeigneten Steuer- 20 F i g. 3 zeigt eine Abwandlung der Elektrode nachpower source 7 connected. This voltage source includes the electrodes of the spark gap
delivers under the action of a suitable control 20 F i g. 3 shows a modification of the electrode according to FIG

vorrichtung sehr kurze und verhältnismäßig hohe F i g. 2.device very short and relatively high F i g. 2.

Spannungsimpulse. Die Elektrode nach F i g. 3 weist ebenfalls denVoltage pulses. The electrode according to FIG. 3 also has the

F i g. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Stift 22 mit dem vorderen Teil 21 auf. Der Teil 21 ist erfindungsgemäßen Hauptelektrode. Die Elektrode in einem Block aus hitzebeständigem Isoliermaterial umfaßt einen Stift 22, dessen vorderer Teil 21 von 25 29 angeordnet, das vorteilhafterweise aus mit hitzeeiner kugelförmig gewickelten Spule 24 umgeben ist. härtbarem Kunststoff imprägnierter Glasfaser bfcsteht Das hintere Ende 26 der Spule 24 ist an den Stift 22 Das Isoliermaterial 29 hat vorzugsweise die Form angelötet bzw. angeschweißt, während das andere einer im wesentlichen sphärischen oder eiförmigen Ende 25 frei liegt und in einem kleinen Abstand von Rotationsfläche, die mit einer kugelförmig verlaufendem Ende 23 des vorderen Teiles 21 des Stiftes 22 30 den Rille 30 versehen ist. In dieser Rille ist der die angeordnet ist. Die Spule 24 kann aus einem Rohr Spule 24 bildende elektrische Leiter angeordnet, oder einem massiven Leiter mit beliebigem Quer- dessen eines Ende 26 an den Stift 22 angelötet bzw. schnitt bestehen. Die Spule ist vorzugsweise in eine angeschweißt ist, während das andere Ende2S als im wesentlichen sphärische oder elliptische Fläche Zündelektrode dient und in der Nähe des Endes 23 einbeschrieben. 35 des vorderen Teiles 21 des Stiftes 22 angeordnet ist.F i g. 2 shows a first exemplary embodiment of a pin 22 with the front part 21. Part 21 is main electrode according to the invention. The electrode in a block made of heat-resistant insulating material comprises a pin 22, the front part 21 of which is arranged by 25 29, which is advantageously made with heat one spherically wound coil 24 is surrounded. hardenable plastic impregnated fiberglass The rear end 26 of the coil 24 is attached to the pin 22. The insulating material 29 is preferably in the form soldered or welded on, while the other is a substantially spherical or egg-shaped End 25 is exposed and at a small distance from the surface of revolution, which extends with a spherical End 23 of the front part 21 of the pin 22 30 the groove 30 is provided. In this groove, that's the one is arranged. The coil 24 can be arranged from a tube coil 24 forming electrical conductors, or a solid conductor with any cross-section of which one end 26 is soldered or soldered to the pin 22. cut pass. The coil is preferably welded into one, while the other end is 2S as The ignition electrode is essentially spherical or elliptical in area and is located near the end 23 inscribed. 35 of the front part 21 of the pin 22 is arranged.

Der Stift 22 hat vorzugsweise die Form eines Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Elek-The pin 22 preferably has the shape of a. According to a preferred embodiment of the elec-

Rohres aus einem elektrisch gut leitenden Material trode nach F i g. 3 besteht die Spule 24 aus einemTube made of a material with good electrical conductivity trode according to FIG. 3, the coil 24 consists of a

und weist einen Längsschlitz 27 auf. Das Rohr 26 Kupfer- oder Bronzeband. Der vordere Teil 21 desand has a longitudinal slot 27. The tube 26 copper or bronze tape. The front part 21 of the

kann mit einem Material 28 mit guten magnetischen Stiftes kann ganz oder teilweise aus Wolfram odercan be made entirely or partially of tungsten or with a material 28 with good magnetic pin

Eigenschaften gefüllt sein, z. B. mit einem Material 40 einer Wolframlegierung bestehen,Properties to be filled, e.g. B. consist of a material 40 of a tungsten alloy,

auf der Basis von gesintertem Eisenpulver F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der er-based on sintered iron powder F i g. 4 shows another embodiment of the

(Ferroxcube) oder Ferrit. Bei Anordnung des Stiftes findungsgemäßen Hauptelektrode. Nach F i g. 4 um-(Ferroxcube) or ferrite. When the pin is arranged, the main electrode according to the invention. According to FIG. 4 um-

22 in dem von der Wicklung 10 (Fig. 1) erzeugten faßt die Elektrode einen zylindrischen Stift32, der Magnetfeld werden durch das vorhandene magne- ähnlich wie der Stift 22 nach den F i g. 2 und 3 austische Material die magnetischen Kraftlinien gebün- 45 gebildet ist, wobei ein vorderer Teil 31 vorgesehen delt, wodurch der Wirkungsgrad der erfindungs- ist. Außerdem ist ein Leiter in Form einer Spirale 34 gemäßen Zündvorrichtung verbessert wird. Der im wesentlichen in einer zu dem Stift 32 senkrechten Längsschlitz 27 dient dazu, die Bildung von Wirbel- Ebene angeordnet. Das Ende 36 der äußersten Winströmen in der durch das Metallrohr gebildeten dung der Spirale 34 steht mit dem Stift 32 in VerSchleife zu verhindern. 50 bindung, während das Ende der Windung mit dem22 in that produced by the winding 10 (Fig. 1), the electrode holds a cylindrical pin 32, the Magnetic fields are generated by the existing magnetic similar to the pin 22 according to FIGS. 2 and 3 tables Material, the magnetic lines of force is formed 45, wherein a front part 31 is provided delt, whereby the efficiency of the invention is. In addition, there is a conductor in the form of a spiral 34 according to ignition device is improved. The substantially in a perpendicular to the pin 32 Longitudinal slot 27 is used to arrange the formation of vertebral plane. The end of 36 of the extreme winds In the formation of the spiral 34 formed by the metal tube, it is in a loop with the pin 32 to prevent. 50 tie, while the end of the turn with the

Die Anordnung nach F i g. 1 mit der Elektrode kleinsten Durchmesser frei liegt und ein spitz aus-The arrangement according to FIG. 1 with the smallest diameter electrode is exposed and a pointed

nach F i g. 2 arbeitet auf folgende Weise: gebildetes Ende 35 aufweist, das in verhältnismäßigaccording to FIG. 2 works in the following way: has formed end 35, which in relatively

Die Wicklung 10 wirkt wie die Primärwicklung kleinem Abstand von dem Ende 33 des vorderen eines Transformators, dessen Sekundärwicklung aus Teiles 31 des Stiftes 32 angeordnet ist, so daß eine der kugelförmig gewickelten Spule der Elektrode be- 55 kleine Hilfsfunkenstrecke gebildet wird,
steht. Wird an die Wicklung 10 ein Spannungsimpuls Die in Fig. 5 dargestellte Elektrode ist eine Abgelegt, dann wird in der kugelförmig gewickelten Wandlung der Elektrode nach F i g. 4. Bei dieser Aus-Spule eine sehr starke Spannung induziert, welche führungsform ist der Stift massiv. Die Spirale ist auf das Überspringen eines Funkens zwischen den Enden einen durch einen Schlitz 38 unterbrochenen Ring 37The winding 10 acts like the primary winding a short distance from the end 33 of the front of a transformer, the secondary winding of which is arranged from part 31 of the pin 32, so that one of the spherically wound coil of the electrode is formed with a small auxiliary spark gap,
stands. If a voltage pulse is applied to the winding 10, the electrode shown in FIG. 5 is deposited, then in the spherically wound conversion of the electrode according to FIG. 4. This off-coil induces a very strong voltage, which guide shape is the solid pin. The spiral is on the jumping over of a spark between the ends of a ring 37 interrupted by a slot 38

23 und 25 der Elektrode nach F i g. 2 nach sich zieht. 60 reduziert, wobei die Ränder des Schlitzes eine Heine Der Funke ionisiert das Gas, in welchem sich die Hilfszündfunkenstrecke bilden, während sich am Funkenstrecke befindet, und zündet somit die Ent- Rand 39 des Ringes der elektrische Hauptbogen der ladung des Kondensators 1 über die Funkenstrecke. Funkenstrecke ausbildet.23 and 25 of the electrode according to FIG. 2 entails. 60 reduced, the edges of the slot a Heine The spark ionizes the gas in which the auxiliary spark gap is formed while the Spark gap is located, and thus ignites the Ent- edge 39 of the ring of the main electrical arc charge of the capacitor 1 via the spark gap. Spark gap forms.

Die erfindungsgemäße Hauptelektrode weist im ■ F i g. 8 zeigt schematisch eine besonders für Elek-The main electrode according to the invention has in FIG. 8 shows schematically an especially for elec-

allgemeinen einen koaxialen Aufbau auf, was Vor- 65 troden nach F i g. 5 geeignete Anordnung, welchegenerally a coaxial structure, which precedes 65 according to FIG. 5 suitable arrangement which

teile beim Einbau und bei der Herstellung hat. Die eine Spule aufweist, die in ein Rohr 13 eingelassen ist,parts during installation and manufacture. Which has a coil which is embedded in a tube 13,

Spule 24 wirkt gleichzeitig als Zündelektrode und welches die Seitenwandung des die FunkenstreckeCoil 24 acts at the same time as an ignition electrode and which is the side wall of the spark gap

Hauptentladungselektrode, da die Enden 23 und 25 umgebenden Gefäßes bildet. Die beiden ElektrodenMain discharge electrode, since it forms the ends 23 and 25 of the surrounding vessel. The two electrodes

und 15 sind vorzugsweise vom selben Typ, und die Wicklung 16 umgibt beide Elektroden, um das Magnetfeld möglichst stark zu machen und somit die Verringerung der magnetischen Kopplung auszugleichen, die darauf beruht, daß nur mehr eine einzige Windung vorhanden ist.and 15 are preferably of the same type, and the winding 16 surrounds both electrodes in order to To make the magnetic field as strong as possible and thus compensate for the reduction in magnetic coupling, which is based on the fact that there is only a single turn.

Der Vorteil der Anordnung nach F i g. 8 besteht darin, daß der in die Wicklung 16 eingespeiste elektrische Impuls einen Strom in den Schleifen beider Elektroden 14 und 15 induziert und auf diese Weise die Zündfähigkeit des elektrischen Hauptbogens erhöht. The advantage of the arrangement according to FIG. 8 is that the fed into the winding 16 electrical Pulse induces a current in the loops of both electrodes 14 and 15 and in this way the ignitability of the main electric arc increases.

Claims

Patent claims:

1. Spark gap main electrode, one with the secondary winding of an ignition pulse transformer has electrically conductively connected ignition spark gap, characterized in that that the main electrode itself is designed as a secondary winding of the ignition transformer and the electrodes of the ignition spark gap are formed from the narrowly spaced ends of this winding.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that it is formed from a spherically wound coil (24) and a pin (21, 22) extending transversely through the ball, one end (23) of which is at a small distance from one end ( 25) opposite the coil and the other end of which is connected in an electrically conductive manner to the other end (26) of the coil.

3. Electrode according to claim 1, characterized in that it is formed from a flat spiral (34) and a pin (31, 32) extending in the axis of the spiral, one end (33) of which is the inner end (35) of the Opposite spiral with a small distance and which is electrically connected to the other end (36) of the spiral.

4. Electrode according to claim 2 or 3, characterized in that the pin (21,22; 31,32) is at least partially filled with magnetic material (28).

5. Electrode according to claim 4, characterized in that the pin in the region (22; 32) where it is filled with the magnetic material (28) is slotted parallel to the magnetic field lines.

6. Electrode according to claim 2, 4 or 5, characterized in that the coil (24) and the part (21) of the pin penetrating it are embedded in a heat-resistant insulating material (29).

7. Electrode according to claim 1, characterized in that it is parallel to the ring axis slotted ring (37) is formed.

8. Electrode according to one of the preceding claims, characterized in that it is in Inside a gas-filled vessel is arranged.

Considered publications:
Bulletin SEV 55 (1964), pp. 1123 to 1129.

1 sheet of drawings