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Zündvorrichtung für eine Gasentladungsröhre mit elektromagnetischem
Schalter sowie elektromagnetischer Schalter für eine solche Vorrichtung Gasentladungsröhren
werden oft von einer Stromquelle gespeist, deren Spannung zum Brennen der Röhre
hinreichend, jedoch zum Zünden der Röhre unzulänglich ist. Unter Gasentladungsröhren
sind im vorliegenden Fall nicht nur Röhren zu verstehen, die mit einem oder mehreren
Gasen gefüllt sind, sondern auch Röhren, die eine Dampffüllung oder ein Gasdampfgemisch
enthalten. Um die Röhre in Betrieb zu setzen, wird häufig ein Zündschalter verwendet,
der die Röhre über wenigstens eine Glühelektrode kurzschließt. Infolge des Kurzschlußstroms
wird die Glühelektrode vorgeheizt, während beim Öffnen des Schalters noch eine zusätzliche
Spannung in einer in der Zuführungsleitung der Röhre enthaltenen Selbstinduktion
erzeugt wird. Sowohl die Vorheizung als auch die zusätzliche Spannung erleichtern
die Zündung der Röhre. Wenn die Röhre beim erstmaligen Öffnen des Schalters nicht
zündet, so repetiert der Schalter so lange, bis die Zündbedingungen erfüllt sind.
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Der wichtigste Vertreter der vorerwähnten Gasentladungsröhren ist
die Niederdruckquecksilberdampfentladungsröhre mit Fluoreszenzwand. Als Zündschalter
wird in der Regel ein thermischer Bimetallschalter verwendet, bei dem als Heizelement
eine Glimmentladung oder ein Widerstand erwendet wird. Der Glimmentladungsschalter
ist der üblichste. Der Widerstandsschalter findet nur bei Gleichstromanlagen und
bei schwer zündenden (sehr langen oder bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen
verwendeten)
Röhren Anwendung. Vorrichtungen mit thermischen Schaltern weisen den Nachteil auf,
daß die Zündung der Röhre einige Sekunden beansprucht. Bei Wechselstromanlagen ist
.der Wert der zusätzlichen Spannung nicht konstant; wenn der Schalter z. B. gerade
im Nulldurchgang des Stromes unterbricht,. so ist die erzeugte zusätzliche Spannung
Null. Der Schalter muß dann repetieren, wodurch eine weitere Zündverzögerung entsteht.
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Man hat versucht, diese Nachteile durch Verwendung einer Schaltvorrichtung
zu beseitigen, die eine viel geringere Trägheit hat und synchron mit der .Frequenz
der Speisespannung arbeiten kann, z. B. eines elektromagnetischen Schalters.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer Gasentladungsröhre
in Reihe mit einer Selbstinduktion, die von einem elektromagnetischen Schalter überbrückt
und wenigstens mit einer in den Überbrückungszweig aufgenommenen Glühelektrode versehen
ist, wobei die Erregerwicklung des Schalters parallel zu den Kontakten dieses Schalters
liegt. Im nicht erregten Zustand ist dieser geöffnet, d. h. die Kontakte berühren
einander nicht. Wenn die Vorrichtung unter Spannung gesetzt wird, wird die Erregerwicklung
von Strom durchflossen, wodurch der Schalter geschlossen wird und ein stärkerer
Strom den Überbrückungsstromzweig und die in Reihe mit der Entladungsröhre geschaltete
Selbstinduktion durchfließt. Infolge des Schließens des Schalters wird jedoch die
Erregerwicklung kurzgeschlossen, so daß der Schalter sich wieder öffnet. Infolgedessen
wird in der Selbstinduktion ein Spannungsstoß entwickelt, der die Röhre zu zünden
versucht. Erfolgt diese Zündung nicht sofort, so wiederholt sich das Schließen und
öffnen des Schalters. Es wird dafür gesorgt, daß sich der Schaltvorgang nach Zündung
der Entladungsröhre nicht weiter wiederholt. Dies ist dadurch erzielbar, daß der
Schalter derart ausgebildet wird, daß die Brennspannung der Entladungsröhre nicht
ausreicht, um den Schalter zu schließen.
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Diese mit einem elektromagnetischen Schalter versehenen Vorrichtungen
haben bisher ernstliche Nachteile aufgewiesen. Oft zünden die Entladungsröhren nicht
oder nur sehr träge, wenn sie hingegen schnell zünden, gibt dies zu einer Verkürzung
der Lebensdauer der Entladungsröhren Veranlassung.
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Die Erfindung bezweckt, diese Vorrichtung zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung ist der Schalter derart ausgebildet und sind Schalter
und Vorrichtung einander derart angepaßt, daß die Schaltperiode, d. h. die Zeitdauer
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schließvorgängen des Schalters, kürzer als
0,3 Sek., vorzugsweise sogar kürzer als o, i Sek. ist, und die Klebezeit
des Schalters, d. h. die Dauer der gegenseitigen Berührung der Kontakte, einen so
großen Teil der Schaltperiode beansprucht, daß der effektive Aufheizstrom der Glühelektrode
mehr als das o,8fache, vorzugsweise mehr als das Einfache des Betriebsstroms der
Röhre beträgt.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, bei einem verhältnismäßig
schnell wiederholenden Schalter durch die geschilderte Anpassung der Klebezeit des
Schalters einen sehr starken Vorheizstrom durch die Glühelektrode(n) zu erzielen.
Infolge der verhältnismäßig kurzen Schaltperiode wird bewirkt, daß der Schalter
die Röhre mit kurzen Intervallen zu zünden trachtet. Wegen der verhältnismäßig langen
Klebezeit durchfließt während eines großen Teiles der Schaltperiode ein starker
Strom die Glühelektrode, so daß eine schnelle Erwärmung der Glühelektrode erzielt
wird. Man wird selbstverständlich danach trachten, die erwähnte effektive Stromstärke
soweit wie möglich zu steigern und bedeutend größer als den Betriebsstrom zu machen,
um die Glühelektrode möglichst schnell auf Emissionstemperatur zu bringen.
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Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß bei den bekannten Vorrichtungen
der Schalter so schnell öffnete, daß die Vorheizung der Glühelektrode unzulänglich
war, so daß die Röhre, wenn sie zündete, mit praktisch kalten Elektroden in Betrieb
gesetzt wurde, was den Rückgang der Lebensdauer der Röhre erklären lÄßt.
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Die Vorrichtung kann für Gleichstrombetrieb verwendet werden: in diesem
Fall muß in Reihe mit der Entladungsröhre nicht nur eine Selbstinduktion, sondern
auch ein Widerstand geschaltet sein. Die Schaltperiode soll dann nicht so kurz gemacht
werden, daß der Vorheizstrom während des Klebens des Schalters nicht die Möglichkeit
hat, hinreichend anzusteigen. Es hat sich gezeigt, daß in der Praxis vorzügliche
Ergebnisse mit Klebezeiten zwischen 3 und 25 m[Sek. und mit einer so langen Schaltperiode
erzielt werden, daß die Klebezeit mehr als 35 0/0 oder sogar mehr als 45 0/0 oder
6o % der Schaltperiode beträgt.
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Die Erfindung kann auch bei mit Wechselstrom betriebenen Vorrichtungen
verwendet werden. Die Vorrichtung und der Schalter werden vorzugsweise derart bemessen,
daß der Schalter 2 f/n mal je Sekunde geschlossen wird, wobei f die Frequenz
des Speisewechselstroms, z. B. 5o Hz, und n eine ganze Zahl größer als Null darstellen.
Der Schalter schaltet dann also 2 f t, 2 f 2, 2 f 3 .... mal
je Sekunde. Versuchsweise hat es sich ergeben, daß eine Schaltperiode gleich
0,5 bis 1,5 Perioden des speisenden Wechselstroms (n = i bis 3) vorzügliche
Ergebnisse liefert; in diesem Fall kann die Klebezeit des Schalters vorteilhaft
gleich 0,2 bis i Perioden des .Speisewechselstroms gemacht werden. Vorzugsweise
wird die Schaltperiode gleich einer Periode des Speisewechselstroms gemacht @(n
= 2), in welchem Fall die Klebezeit des Schalters vorteilhaft gleich 0,3
bis o,5 Periode des Speisewechselstroms gemacht werden kann. Bei den in diesem Sinne
gewählten Klebezeiten und Schaltfrequenzen werden bei Wechselstrom die großen Einschaltstromstöße
benutzt, die nach dem Schließen des Schalters in dem mit einer Selbstinduktion versehenen
Heizkreis auftreten. Durch wiederholte Erzeugung eines Einschaltstromstoßes ist
ein den statischen Kurzschlußstrom des Heizkreises, d. h. den bei konstant geschlossen
gehaltenem Schalter
auftretenden Strom, übersteigender Heizstrom
erzielbar. Durch zweckmäßige Sättigung des Magnetkreises der Selbstinduktion können
diese Stromstöße bis zu einem noch günstigeren Wert gesteigert werden. Diese Selbstinduktion
kann gegebenenfalls aus der Streureaktanz eines Streutransformators oder eines Wechselstromgenerators
bestehen.
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Die Vorschaltimpedanz kann, anstatt aus einer Selbstinduktion, vorteilhaft
aus der Reihenschaltung einer Kapazität und einer Selbstinduktion bestehen, wobei
die Kapazitanz größer als die Induktanz ist. Solche kombinierte Vorschaltimpedanzen
sind bereits für Entladungsröhren vorgeschlagen worden, die mit einem thermischen
Zündschalter versehen sind.
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Dabei ist in den die Entladungsröhre überbrückenden Stromzweig eine
zusätzliche Selbstinduktion aufgenommen, um beim Zünden der Röhre den gesamten `N'echselstromwiderstand
zu verringern und den die Glühelektrode vorheizenden Strom zu erhöhen. Es hat sich
nun ergeben daß diese unter dem Namen Kompensator bekannte, zusätzliche Selbstinduktion
sich erübrigt, wenn die beschriebene, kombinierte Vorschaltimpedanz in einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung verwendet wird. Die Verbindungen zwischen den Kontakten
des Schalters und den Elektroden der lZölire brauchen also in diesem Fall keine
zusätzliche Selbstinduktion zu enthalten.
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Die Klebezeit des Schalters wird durch elektromagnetische, mechanische
und remanentmagnetische Ursachen herbeigeführt. Die Erregerwicklung bildet mit den
geschlossenen Kontakten einen Stromkreis, dessen Selbstinduktion mit L und dessen
Widerstand mit R bezeichnet werden kann. Nach Schließung der Kontakte führt die
in der Selbstinduktion angehäufte Energie einen Strom durch diesen Stromkreis herbei,
der, wenn er hinreichend groß ist, den Schalter geschlossen hält. Die Zeit, während
der der Schalter aus diesem Grunde geschlossen bleibt wird elektromagnetische Klebezeit
genannt. Diese elektromagnetische Klebezeit in Sekunden ist gleich LIR
In p, wobei p das Verhältnis zwischen der Stromstärke, bei welcher der Schalter
geschlossen wird, und der Stromstärke, bei welcher der Schalter sich wieder öffnet,
und ln p den natürlichen Logarithmus von p darstellen. Durch lassende Wahl von I_,
R und p kann somit die elektromagnetische Klebezeit beeinflußt werden.
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Die "mechanische Ursache des Klebens liegt in der N-lassenträgheit
des Schalters. Änderung der .Massenträgheit ist gleichfalls ein Mittel, um die erwünschte
Klebezeit zu erreichen.
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Es hat sich als Vorteil erwiesen, die Klebezeit im wesentlichen durch
elektromagnetische Ursachen zu erreichen und die elektromagnetische Klebezeit wenigstens
5o % vorzugsweise mehr als 6o %, der (@esamtklebezeit bilden zu lassen. Zu diesem
Zweck kann nicht nur Vergrößerung der elektromagnetischen Klebezeit, sondern auch
Verringerung der Massenträgheit des Schalters angewendet werden. Die Einstellung
der Klebezeit mittels mechanischer. Größen ist nämlich meistens kritisch. Außerdem
ist eine große Anzahl von Schaltungen je Sekunde nur mit einem beweglichen System
mit hoher Eigenfrequenz, d. h. mit kleiner Masse und steifer Feder erreichbar, was
sich schwer mit einer langen mechanischen Klebezeit kombinieren läßt. Für den erwähnten
Zweck ist es vorteilhaft, wenn der Magnetkreis des Schalters einen konstanten Luftspalt
aufweist, in dem sich der Anker des Schalters bewegt. Hierbei kann der den konstanten
Luftspalt begrenzende Teil des Jochs eine Öffnung aufweisen, durch die sich der
Anker in Richtung des Kernes bewegen kann.
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Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, das Kleben durch remanentmagnetische
Ursachen zu beschränken. Zu diesem Zweck kann zwischen den aus Magnetmaterial bestehenden
Teilen des Ankers und dem Kern ein nichtmagnetischer, fester Stoff angebracht werden.
Die Stärke dieses Stoffes beeinflußt die Stromstärke, bei der der Anker abfällt
und kann z. B: kleiner als ioop sein.
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Zwischen den sich öffnenden Kontakten des Schalters kann ein Funke
auftreten. Das Funken verlängert anscheinend die Klebezeit, da der Funkenstrom über
die geöffneten Kontakte fließt und somit zum Heizstrom beiträgt. Das Funken ist
jedoch schädlich für das Kontaktmaterial und somit für die Lebensdauer des Schalters.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Kontakte
des Schalters durch die Reihenschaltung einer Kapazität und eines Widerstandes zu
überbrücken. Dieser Widerstand kann durch wenigstens eine Glühelektrode der Röhre
gebildet werden. Die Kapazität kann einen Wert von iooo bis ioo ooo, z. B. von 30
ooo pF haben.
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Der Wert des Vorheizstroms hängt von der Kurzschlußstromstärke des
Vorschaltgerätes der Röhre ab. Durch die Bauart dieses Vorschaltgerätes kann somit
ebenfalls Einfluß auf den Vorheizstrom ausgeübt werden.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf einen elektromagnetischen Schalter,
der zur Verwendung in der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung geeignet ist.
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Dieser Schalter weist gemäß der Erfindung das Merkmal auf, daß seine
Schaltperiode, bei Gleichstrom gemessen, kürzer als 0,3 Sek., vorzugsweise
sogar kürzer als o,1 Sek. ist und daß seine Klebezeit mehr als 35 %, vorzugsweise
mehr als .45 °/o oder sogar 6o % dieser Schaltperiode beträgt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die elektromagnetische
Klebezeit des Schalters wenigstens 5o ü/., vorzugsweise mehr als 6o % der Gesamtklebezeit
betragen.
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Der Magnetkreis des Schalters kann einen konstanten Luftspalt aufweisen,
in dem sich der Anker des Schalters bewegt. Dabei kann der den konstanten Luftspalt
begrenzende Teil des Jochs eine Öffnung aufweisen, durch die sich der Anker in Richtung
des Kernes bewegen kann.
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Vorzugsweise wird zwischen den aus Magnetmaterial bestehenden Teilen
des Ankers und dem Kern ein nichtmagnetischer Stoff angebracht, dessen Stärke vorzugsweise
kleiner als ioo ,et ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
des Schalters sind seine Kontakte durch die Reihenschaltung einer Kapazität und
eines Widerstandes überbrückt.
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Der Schalter kann weiter das Merkmal aufweisen, daß der Anker oder
wenigstens das Tragorgan des Ankers im nichterregten Zustand des Schalters gegen
einen einstellbaren Anschlag, vorzugsweise gegen einen biegsamen Draht anliegt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Dabei sind die Fig. i und 2 zwei Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels des
neuen Schalters, während die Fig. 3 bis 5 Schaltbilder erfindungsgemäß ausgebildeter
Vorrichtungen darstellen.
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Der Magnetkreis des in Fig. i und 2 dargestellten Schalters besteht
aus einem Kern i, einem aus zwei Teilen 2 und 3 bestehenden Joch und dem Anker 4.
Zwischen dem Jochteil 3 und dem Kern i ist ein Luftspalt gleichbleibender Breite
vorgesehen. Der Anker 4 ist an einer Blattfeder 5 befestigt, die zwischen den sich
überlappenden Jochteilen 2 und 3 geklemmt ist. Der Anker 4 ist in einer Öffnung
des Teiles 3 angebracht und erstreckt sich durch diese in Richtung des Kernes. Die
Feder 5 trägt an ihrem freien Ende einen Kontakt 6, der einen Gegenkontakt 7 berühren
kann. Dieser Gegenkontakt ist an einer Verlängerung des Jochteiles 2 unter Zwischenfügung
eines Distanzstückes 8 aus Isolierstoff befestigt. Am Jochteil 3 ist ein rechtwinklig
gebogener Draht 9 befestigt. Die Feder 5 liegt gegen den waagerechten Teil dieses
Drahtes an. Der Kern i ist von einer Magnetspule io umgeben, die parallel zu den
Kontakten 6 und 7 geschaltet ist. Diese Kontakte berühren einander nicht im unerregten
"Zustand des Relais. Die Anschlußkontakte des Relais sind mit i i und 12 bezeichnet.
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Dieses Relais hatte in einem bestimmten Fall die folgenden Eigenschaften:
Kernbemessung: 8 X 8 X 21 mm; Ankerbemessung: Durchmesser 2,5, Höhe 4 mm; Jochteil
3: Stärke i mm, Breite 20 mm mit einer Öffnung von 3 mm Durchmesser zum Durchlassen
des Ankers. Die Tombakfeder 5 hatte eine Stärke von o,2 mm und eine Breite von 3
mm. Im waagerechten Teil war der Anker in einem Abstand von 16 mm und der Kontakt
6 in einem Abstand von 25 mm vom senkrechten Teil der Feder angeordnet. Die Magnetwicklung
hatte 17 000 Windungen aus emailliertem Kupferdraht mit einem Durchmesser
von 40 u. Der Abstand zwischen den Kontakten 6 und 7 betrug im unerregten Zustand
i mm. Die Größe des festen Luftspaltes zwischen dem Jochteil 3 und dem Kern i war
1,15 mm, derjenige zwischen dem Anker 4 und dem Kern o,9 mm. Am freien Ende des
Kernes war eine Messingfolie 13 von einer Stärke von 50 ,u angebracht. Unter diesen
Umständen wies das Relais eine Selbstinduktion von 22 H und einen Widerstand von
12 ooo Ohm auf. Der Anziehstrom bei Gleichstrom im Augenblick, in dem die Kontakte
sich schließen war 8 mA. Das geschlossene Relais öffnete sich bei Erniedrigung des
Stromes durch die Wicklung bis auf i mA. Die magnetische Energie der Selbstinduktion
ruft bei geschlossenen Kontakten einen Strom durch die Wicklung hervor und versucht
den Anker im angezogenen Zustand zu halten während einer Zeit, die als elektromagnetische
Klebezeit bezeichnet wird und L/R In p = 22/i2 000 hl 8/1 Sek. = 4
m/Sek. beträgt, wobei p das Verhältnis zwischen dem erwähnten Anziehstrom und Abfallstrom
darstellt. Die Gesamtklebezeit betrug 6 m/Sek., so daß der ..Massenwirkung des Ankers
eine mechanische Klebezeit von 2 m/Sek. zugeschrieben werden kann. Das Relais schaltete
bei einer Gleichspannung von 220 V 82mal je Sekunde. Die Schaltperiode betrug somit
in diesem Fall 12,2 m/Sek., also weniger als o,i Sek., und die Gesamtklebezeit 49
% dieser Schaltperiode.
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Fig.3 stellt die Schaltung des beschriebenen Schalters mit einer durch
Wechselstrom zu speisenden Gasentladungsröhre dat. In dieser Figur sind die Selbstinduktion
der Magnetspule und etwaige andere Selbstinduktionen, die in dem von der Magnetspule
und den parallel zu dieser geschalteten Kontakten 6 und 7 gebildeten Kreis vorhanden
sind, mit 14 bezeichnet. 15 stellt den Widerstand der Magnetspule und etwaige andere
Widerstände dar, die im erwähnten Kreis vorkommen. Die Feder, welche die Kontakte
offenzuhalten versucht, ist mit 16 bezeichnet und stellt schematisch die Wirkungsweise
der Blattfeder 5 in Fig. i und 2 dar. Der Schalter ist an den Glühelektroden 17
und 18 der Gasentladungsröhre i9 angeschlossen, die über eine Drosselspule 20 von
1,2 H bzw. über einen Schalter 21 an eine Wechselstromquelle 22 von 22o V und 5o
Hz angeschlossen werden konnten. Die Röhre hatte eine Länge von 120 cm, einen Innendurchmesser
von 35 mm und war mit Ar unter einem Druck von 2 mm gefüllt. Die Brennspan-, nung
dieser Röhre betrug io5 V, der Betriebsstrom 420 mA bei einer Energieaufnahme von
40 W.
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Diese Röhre zündete nach o, i Sek.; während dieser Zeit durchfließt
ein Heizstrom von 790 mA, also bedeutend mehr als ,der Betriebsstrom, die
Glühelektroden 17 und 18. Der Widerstand des Heizkreises betrug etwa 9o Ohm. Der
Schalter schaltete hierbei mit einer Frequenz von 50 je Sekunde. Die Schaltperiode
betrug somit 20 m/Sek. und die Klebezeit 0,3 Perioden des Speisewechselstroms.
Dies bedeutet, daß bei geschlossenem Kontakt ein effektiver Strom von 1,45 A den
Heizkreis 20-17-7-6-18 durchsetzte. Diese bemerkenswerte Tatsache ist der günstigen
Anpassung der Klebezeit des Schalters an die im Heizkreis auftretenden Einschaltvorgänge
zu verdanken. Es sei bemerkt, daß der statische Heizstrom bei konstant geschlossenen
Kontakten 6 und 7, also ohne Unterbrechungen nur o,66 A betrug. Wenn der Schalter
durch das übliche Glimmlichtbimetallrelais ersetzt wurde, zündete die Röhre durchschnittlich
nach 5 Sek., wobei die Spannung der Stromquelle von 22o bis zu 275 V erhöht werden
mußte.
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Die Faktoren L, R und p, welche die elektromagnetische Klebezeit des
Schalters festlegen, können leicht geändert werden. Durch Weglassen der
Scllicht
13 auf dem Kern und Änderung des Luftspaltes z\N ischen doch und Kern
in 1,5 mm wurde die Selbstinduktion des Kreises des zusätzlichen Stromes (Klebekreis)
6, 7, 14, 15 auf 25 H, der Anziehstrom auf io mA und der Freigabestrom auf o, i
m.'1 gebracht. Die elektromagnetische Klebezeit betrug dabei io m/Sek., die Gesamtklebezeit
12 m/Sek., der Heizstrom 0,72 A, und das Relais schaltete mit einer Frequenz
von 331/smal je Sekunde, was eine Schaltperiode von 30 m/Sek. und eine Klebezeit
von 4o % dieser Schaltperiode bedeutet. Die Röhre zündete in diesem Fall nach o,4
bis o,8 Sek., also durchschnittlich nach o,6 Sek. Es sei bemerkt, <iaß dieser
Schalter bei Gleichstrom eine Schaltperiode von 13,5 m/Sel;. aufwies.
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Bei Änderung des Widerstandes 15 bis zu 28 50o Ohm, des Luftspaltes
zwischen Joch und Kern auf 2,5 mm und Anordnung der Schicht 13 von 50,t, auf dem
Kern, wurde eine Selbstinduktion 14 von 17 H, ein Anzielistrom von 6,25 mA, ein
Freigabestrom von 5,75 mA, eine elektromagnetische Klebezeit von praktisch Null
und eine Gesamtklebezeit von 2 m/Sek. erzielt. Der Schalter schaltete ioomal je
Sekunde; der Heizstrom betrug nur 300 mA, wobei die Röhre nach 18o m/Sek.
noch nicht gezündet hatte. Die Schaltperiode dieses Schalters betrug bei Gleichstrom
11,1 m/Sek.
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Es hat sich aus diesen und anderen Messungen ergeben, daß bei den
beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung der maximale Heizstrom bei einer
Frequenz von 5o Hz der Speisewechselspannung, bei einer Klebezeit von etwa 8 m/Sek.
auftritt, daß hei längeren Klebezeiten der Heizstrom nur langsam abnimmt, bei kürzeren
Klebezeiten jedoch verhältnismäßig schnell.
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Um Funkenbildung entgegenzuwirken, wird gemäß der Erfindung ein Kondensator
unmittelbar parallel zu den Kontakten 6 und 7 geschaltet. Es ergab sich dabei, daß
die Kontaktorgane oft zusammenschweißten. Dem wurde dadurch abgeholfen, daß zwischen
dem Kondensator und den Kontakten ein Widerstand angeordnet wurde. Es ergab sich,
daß zu diesem Zweck der Widerstand einer oder leider Glühelektroden ausreichte,
so daß der Kondensator an der in Fig.4 durch 23 angegebenen Stelle angeordnet werden
konnte. Seine Kapazität betrug ioo bis ioo ooo, vorzugsweise etwa 30 ooo pF.
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Es zeigte sich, daß die erzeugte, zusätzliche Spannung beim Offnen
der Kontakte ioo bis 150o V betrug.
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Selbstverständlich darf der Schalter nicht mehr schließen, nachdem
die Röhre gezündet worden ist. Dies bedeutet, daß die Schließspannung des Schalters
die Brennspannung der Röhre übersteigen muß oder wenigstens höher als die bei brennender
Röhre am Schalter auftretende Spannung sein muß. Die Brennspannung wächst etwas
während der Lebens-(lauer der Röhre, und auch die Speisespannung kann absinken.
Daher wird als Anziehspannung 6o bis ()o %, vorzugsweise etwa 75 0/0 der Speisespannung
gewählt, wenn die Brennspannung der Röhre etwa 5o "/a der Speisespannung beträgt.
Unter Speisespanneng ist bei einer Schaltung nach Fig. 3 die effektive Spannung
der Stromquelle 22, bei Speisung mittels eines Streutransformators die Leerlaufspannung
seiner Sekundärwicklung zu verstehen.
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Bei Prüfung des Schalters wurden besondere 'Mittel verwendet, um den
Kontaktabstand, den Abstand zwischen Anker und Kern und die mechanische Vorspannung
der Feder zu ändern. Dies ist für die Praxis viel zu umständlich. Für die Reihenherstellung
des Schalters ist der biegsame Draht 9 als Einstellmittel hinreichend. Die Einstellung
erfolgt dadurch, daß das freie Ende des Drahtes vorsichtig auf und nieder bewegt
wird. Dieses Ende kann nach erreichter Einstellung kürzer geschnitten werden.
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Fig.4 stellt die Schaltung einer Gleichstromanlage gemäß der Erfindung
dar. In der Schaltung nach Fig. 3 ist folgendes ersetzt: die Drosselspule 2o durch
einen Widerstand 24 und eine kleinere Drosselspule 25 in Reihe und die Wechselstromquelle
22 durch eine Gleichstromquelle 26 von 220V. Weiter sind die Enden der Glühelektrode
17, die jetzt als Anode arbeitet, miteinander verbunden. Der Widerstand .des Heizkreises
24-25-7-6-18 betrug 300 Ohm, seine Selbstinduktion 7o mH. Die Klebezeit mußte
wenigstens 3 m/Sek. und wenigstens 35 0/0, vorzugsweise mehr als 45 oder sogar 6o
0/0 der Schaltperiode betragen. Aus praktischen Gründen wird eine Klebezeit von
mehr als 25 m/Sek: nicht mehr in Betracht kommen. Es ergab sich, daß der Heizstrom
annähernd der Ouadratwurzel des Verhältnisses Klebezeit-Schaltperiode proportional
war, «-elches Verhältnis naturgemäß stets kleiner als 1 ist. Da der Schalter bei
Gleichstrom stets bei voller Stromstärke unterbricht, ist die Verwendung eines Kondensators
parallel zu den Kontakten des Schalters, vorzugsweise an der mit 23 bezeichneten
Stelle, erwünscht. Die Schalter, die bei der Wechselstromschaltung nach Fig. 3 gute
Ergebnisse lieferten, konnten auch bei dieser Gleichstromanlage mit gleichem Erfolg
verwendet werden.
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Fig. 5 stellt eine Wechselstromanlage gemäß der Erfindung dar, bei
der die Drosselspule 2o nach Fig. 3 durch einen Kondensator 27 und die Drosselspule
28 in Reihe ersetzt ist. Wenn die Kapazitanz des Kondensators die Reaktanz der Drosselspule
übersteigt, nimmt die Röhre einen voreilenden Strom auf. Dies hat den Vorteil, daß
bei Kombination mit einer Einrichtung nach Fig. 3 ein günstiger Arbeitsfaktor und
ein bedeutend ruhigeres Licht erzielbar ist. Die Anlage mit einer Röhre mit voreilendem
Entladungsstrom erforderte, in Kombination mit dem bisher üblichen Bimetallrelais,
die Verwendung einer zusätzlichen Drosselspule 29, um einen hinreichend hohen Heizstrom
zu erreichen. Es hat sich nunmehr ergeben, daß bei Verwendung eines erfindungsgemäß
ausgebildeten elektromagnetischen Zündschalters die zusätzliche Drosselspule sich
erübrigt und daß trotzdem dieRöhre sogarnoch leichter zündet als in der Schaltung
nach Fig. 3. Die Kapazität des Kondensators 27 waren 3,5 yF, die Selbstinduktion
der Drosselspule 1,2 H, der Widerstand
dieser Drosselspule und
der Glühelektroden zusammen etwa 9o Ohm.
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Es sei bemerkt, daß die nur mit Ar gefüllte Röhre ig eine schwer zündende
Röhre darstellt. Sie ist bei Zimmertemperatur etwa einer normalen Niederdruckquecksilberdampfentladungsröhre
mit 2 mm Ar-ßeifüllung bei einer Umgebungstemperatur von ° C gleichwertig.