DE2718166A1

DE2718166A1 - Elektrische anordnung mit einem als entladungsrohr ausgefuehrten schalter

Info

Publication number: DE2718166A1
Application number: DE19772718166
Authority: DE
Inventors: Cornelis Adrianus Joann Jacobs; Gijsbert Kuus; Herman Adrianus Godef Smulders; Robertus Laurentius Cleme Vaan
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-05-05
Filing date: 1977-04-23
Publication date: 1977-11-10
Also published as: BE854228A; DE2718166B2; DD129988A5; FR2350681B1; CH617802A5; ATA313477A; GB1533198A; BR7702812A; JPS5748820B2; CA1081307A; AT375789B; SE7705024L; NL7604759A; JPS52134372A; DE2718166C3; NL171755B; ES458406A1; NL171755C; FR2350681A1; HU182658B

Description

"Elektrische Anordnung mit einem als Entladungsrohr ausgeführten Schalter'¹

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anordnung mit einem Schalter, der als Entladungsrohr ausgeführt ist, das mindestens zwei innere Hauptelektroden besitzt, wobei im Entladungsrohr ein reversibles Wasserstoffgetter vorgesehen ist, und wobei bei Erhöhung der Gettertemperatur Wasserstoff abgegeben und bei Temperaturerniedrigung Wasserstoff aufgenommen wird, und die Gettertemperatur änderbar und die Grosse des Wasserstoffdrucks im Entladungsrohr für

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die elektrische Leitfähigkeit des Schalters mit: bestimmend ist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf einen als Entladungsrohr ausgeführten Schalter, der sich insbesondere für eine elektrische Anordnung nach obiger Beschreibung eignet, ι Eine elektrische Anordnung der eingangs erwähnten

Art ist beispielsweise in der US-PS 3 331 988 beschrieben. Ein Nachteil des Schalters dieser bekannten Anordnung ist, dass man mit dem Schalter den Strom nicht abschalten kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist, dass der Schalter bei hohen Umgebungstemperaturen nicht mehr unleitend gehalten werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Anordnung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der mit Hilfe des Schalters der Strom abschaltbar ist und auch bei einer verhältnismässig hohen Umgebungstemperatur der Schalter unleitend gehalten werden kann.

Eine erfindungsgemässe elektrische Anordnung mit einem Schalter in der Ausführung als Entladungsrohr, das mindestens zwei innere Hauptelektroden besitzt, wobei im

Ϊ0 Entladungsrohr ein reversibles Wasserstoffgetter vorgesehen ist, bei Anstieg der Gettertemperatur Wasserstoff abgegeben und bei Erniedrigung der Temperatur Wasserstoff aufgenommen wird, die Gettertemperatur änderbar ist und die Grosse des Wasserstoffdrucks im Entladungsrohr für die elektrische

Ϊ5 Leitfähigkeit des Schalters bestimmend ist, ist dadurch

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gekennzeichnet, dass im Entladungsrohr auch ein Edelgas vorhanden ist und dass ein Uebergang vom leitenden in den nicht leitenden Zustand des Schalters durch eine derartige Erhöhung der Gettertemperatur im Entladungsrohr erreicht wird, dass die Grosse der erforderlichen Betriebsspannung des Entladungsrohrs die einer zwischen den Hauptelektroden angelegte elektrische Spannung überschreitet.

Unter der erforderlichen Betriebsspannung des Entladungsrohrs sei hier die erforderliche elektrische Spannung zwischen den Hauptelektroden des Entladungsrohrs zum Aufrechterhalten einer Entladtang zwischen diesen Haupt— elektroden verstanden. Bei Gleichstrombedingungen ist diese erforderliche Betriebsspannung in der Regel die Brennspannung des Entladungsrohrs. Bei Wechselstrombedingungen kann sie auch die erforderliche Wiederzündspitzenspannung beim Beginn jeder Halbperiode der Speisung sein.

Ein Vorteil einer elektrischen Anordnung nach der Erfindung besteht darin, dass dabei der Schalter durch Erhöhen der Gettertemperatur in den nicht leitenden Zustand gebracht werden kann. Damit kann der Strom durch den Schalter unterbrochen werden. Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemässen elektrischen Anordnung besteht darin, dass bei hohen Umgebungstemperaturen durch den verhältnismässig grossen Wasserstoffdruck im Entladungsrohr des Schalters dieser Schalter sehr gut nicht leitend gehalten werden kann.

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Die Erfindung basiert darauf, dass das Edelgas im Entladungsrohr im wesentlichen als Transportmittel für den Strom im leitenden Zustand des Schalters dient, und dass bei einer Erhöhung der Temperatur des reversiblen Getters so viel Wasserstoff in das Entladungsrohr gebracht wird, dass die erforderliche Betriebsspannung des Rohres ansteigt, bis die Entladung erloschen ist,

Es ist denkbar, dass das Wasserstoffgetter des Schalters mit einem Kühlorgan verbunden ist, wobei zum Nichtleitendmachen des Schalters das Kühlorgan losgekoppelt wird, so dass das Wasserstoffgetter eine höhere Temperatur annimmt und der Wasserstoffdruck im Entladungsrohr dadurch ansteigt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Anordnung steht das Wasserstoffgetter in intensivem Wärmekontakt mit der Entladungsbahn zwischen den Hauptelektroden.

Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass keine weiteren Kühlorgane benötigt werden, aber dass beim Ueberschreiten eines bestimmten Intensitätswertes durch die Stromstärke im Schalter das Wasserstoffgetter erwärmt wird und der Wasserstoffdruck im Entladungsrohr dadurch so hoch ansteigt, dass der Schalter den Strom abschaltet.
Einerseits bietet dies den Vorteil einer

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schützenden Funktion, und zwar eines Abschaltens zu grosser Ströme, zum anderen kann diese selbstlöschende Eigenschaft benutzt werden, wenn eine intermittierende Wirkung des Schalters erwünscht ist. Denn so bald die Entladung erloschen ist, sinkt die Temperatur des Getters. Der Wasser— stoffdruck wird niedriger und das Entladungsrohr zündet erneut, usw.

Bei einer weiteren Verbesserung der letztgenannten bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Wasserstoffgetter wenigstens an einer der Hauptelektroden des Schalters.

Ein Vorteil dieser weiteren Verbesserung ist, dass sich das Wasserstoffgetter jetzt ganz in der Nähe der Entladungsbahn im Schalter befindet. Dadurch kann dieses Getter auf unerwünschte zu hohe Ströme durch diesen Schalter schnell ansprechen. Dieser hohe Strom verursacht dabei einen Anstieg im Wasserstoffdruck und eine Erhöhung der erforderlichen Betriebsspannung des Schalters.

Bei einer folgenden bevorzugten Ausführungsform einer erfxndungsgemassen elektrischen Anordnung ist das Getter mit einem gesonderten elektrischen Heizorgan versehen.

Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform kann darin bestehen, dass die Betätigung des Schalters vom Hauptstrom zwischen den Hauptelektroden völlig unabhängig ist. In diesem Falle kann man nämlich das elektrische Heizorgan durch eine gesonderte Speisequelle speisen lassen.

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Es ist jedoch auch denkbar, dass diese bevorzugte Ausführungsform derart benutzt wird, dass das Heizorgan den gleichen Strom führt wie der zwischen den Hauptelektroden der Entladungsbahn fliessende Strom, nämlich durch Serienschaltung der Entladungsbahn und dieses Heizorgans. Diese bevorzugte Ausführungsform wird man vorzugsweise benutzen, wenn man eine grössere Wahl im Material der Hauptelektroden haben möchte.

Weiter ist es denkbar, dass nur ein Teil des Stroms durch die Hauptelektroden auch durch das Heizorgan geführt wird. Dies lässt sich beispielsweise durch Ueber— brücken des Heizorgans durch einen weiteren Hilfszweig verwirklichen.

Bei einer folgenden bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässeii elektrischen Anordnung ist sie mit einem elektrischen Verbraucher versehen, der mit dem Schalter elektrisch gekoppelt ist.

Der elektrische Verbraucher kann dabei beispielsweise eine Anordnung zum Abgeben akustischer Warnungssignale sein, beispielsweise eine Sirene.

Bei einer weiteren Verbesserung der letztgenannten bevorzugten Anordnung ist der Verbraucher eine elektrische Lampe.

Eine besondere Ausführungsform der letztgenannten Anordnung wird erhalten., wenn die Lampe eine Entladungslampe

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und die Anordnung dazu bestimmt ist, an ein Wechselspannungsspeisenetz angeschlossen zu werden, wobei sich der Schalter und die Lampe in parallelen Zweigen befinden, der Schalter von einem Kreis überbrückt ist, der eine elektrische Spule und einen Kondensator enthält, die Spule eine Primärwicklung eines Transformators bildet, von dem eine Sekundärwicklung an eine Starterelektrode der Lampe angeschlossen ist, die Lampe dazu bestimmt ist, über ein Vorschaltgerät an das Speisenetz angeschlossen zu werden, und wobei die erforderliche Zündspannung zwischen den Hauptelektroden des Schalters im Betriebszustand der Lampe höher als die Lampenspannung ist.

Ein Vorteil dieser letztgenannten Anordnung besteht darin, dass damit eine einfache Lösung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe erhalten worden ist.

In diesem Falle ergibt sich nämlich, dass sich der Kondensator zunächst über ein Vorschaltgerät auflädt, wobei nach dem Erreichen eines bestimmten Spannungsunterschiedes zwischen den Hauptelektroden des Schalters ein Durchschlag in diesem Schalter auftritt, der darin Wärme entwickelt, wodurch der Wasserstoffdruck in diesem Schalter ansteigt. Dieser Vorgang ist dabei derart bemessen, dass dadurch die Entladung zwischen den Hauptelektroden des Schalters unterbrochen wird. Dies ergibt eine Spannungsspitze in der Primärwicklung des Transformators, die zur sekundären Seite des Transformators transformiert wird.

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Hierdurch entsteht an der Startelektrode der

Entladungslampe ein steiler Impuls, der die Zündung zwischen den Häuptelcktroden dieser Lampe fördert. Venn die Lampe zündet, sinkt die Spannung zwischen den Hauptelektroden der Lampe auf die Brennspannung. Dies führt ebenfalls dazu, dass die angelegte Spannung zwischen den Hauptelektroden des Schalters ebenfalls absinkt. Wenn man dafür sorgt, dass die erforderliche Zündspannung oder Wiederzündspannung des Schalters über dieser angelegten Spannung liegt, ist im Betriebszustand der Lampe die Startschaltung ausser Betrieb.

Eine erfindungsgemässe Anordnung könnte beispielsweise auch zum im Betriebsetzen anderer Entladungsanordnungen, beispielsweise eines Plasmabrenners oder eines Schweissbogens, benutzt werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Anordnung wird der Schalter mit dem Verbraucher in Serie geschaltet, wodurch der Verbraucher intermittierend gespeist wird.

Auch hier kann dabei wiederum die Rede des selbstlöschenden Charakters des Schalters sein, weil nämlich der Strom durch den Schalter selbst einen Wasserstoffdruckanstieg zur Folge hat, durch den der Schalter wieder erlischt. Wenn nach einiger Zeit der Schalter wiederum abgekühlt ist, fliesst erneut ein Strom durch den Schalter usw,

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Der Verbraucher kann beispielsweise eine Lampe sein, wodurch die elektrische Anordnung als Blinklicht ausgeführt sein kann. Er kann beispielsweise ein SignalisJ.erungslicht als Warnzeichen für Hindernisse auf dem öffentlichen Weg sein. Weiter ist es denkbar, dass dieses Blinklicht als Blinkleuchte ausgeführt ist.

Der Schalter kann auch in anderen Schaltungen benutzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erf indungsgemiissen Anordnung ist der Verbraucher, mit dem der Schalter gekoppelt ist, ein Gerät zum Aendern der Temperatur in einem Raum, beispielsweise in einem Ofen, wobei der Schalter mit diesem Raum (Ofen) in intensivem Wärmekontakt steht und ein Teil einer Thermostatanordnung dieses Raumes ist.

Ein Vorteil der bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass beim Sinken der Temperatur im Ofen der· zunächst gesperrte Zustand im Schalter beseitigt werden kann, weil der Wasserstoffdruck abnimmt, wodurch ein Strom durch den Schalter fliesst, der veranlasst, dass wiederum eine weitere Erwärmung im Ofen startet. Wesentlich dabei ist, dass der Schalter hohe Temperaturen gut aushält. Dies ist nicht der Fall beispielsweise mit gesteuerten Halbleiterschaltelementen, die nur bis zu etwa 100°C benutzt werden können.

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Es 1st weiter denkbar, dass der Schalter mit einem elektrischen Verbraucher parallelgeschaltet ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsforra einer erfindungsgemässen elektrischen Anordnung ist der Schalter mit einem Halbleiterschaltelement in Serie geschaltet, das die Eigenschaft besitzt, dass es erst nichtleitend wird, wenn die Stromstärke durch dieses Element unter einen Haltestromwert dieses Elements absinkt.

Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass auf diese Weise, durch das Erhöhen des Wasserstoffdrucks im Schalter, der Kreis auf eine einfache Weise abschaltbar ist. Im allgemeinen ist es ein Problem, ein derartiges Halbleiterschaltelement, beispielsweise ein Thyristor, zu löschen. Man denke beispielsweise an Anwendungen bei Elektronenblitzlichtgeräten. In Serienschaltung mit dem Thyristor und mit der Gasentladungsblitzlichtlampe kann man dabei einen Schalter nach der Erfindung anordnen und über diesen Schalter die Blitzlichtlampe löschen.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf einen Schalter, der insbesondere für die erfindungsgemässen elektrischen Anordnungen geeignet ist, wobei dieser Schalter als !!Entladungsrohr ausgeführt ist, das mindestens zwei innere Hauptelektroden besitzt, wobei im Entladungsrohr ein reversibles Wasserstoffgetter vorgesehen, bei Erhöhung

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der Get terternperntur Wasserstoff abgegeben und bei Erniedrigung der Temperatur Wasserstoff aufgenommen wird, und die Grosse des Wasserstoffdrucks im Entladungsrohr für die elektrische Leitfähigkeit des Schalters mit bestimmend ist, wobei sich im Entladungsrohr weiter ein Edelgas befindet und es eine Eigenschaft des Getters ist, dass es ein Temperaturintervall von 200⁰C hat, in dem sich der Wasserstoffdruck im Entladungsrohr um mindestens den Faktor zehn ändert, und wobei der Wasserstoffdruck bei der unteren Grenze dieses Intervalls

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zumindest 10 Torr beträgt.

Bei diesem Schalter kann dalier mit einem verhältnismässig geringen Temperaturanstieg ein grosser Einfluss auf die Entladung im Schalter ausgeübt und diese Entladung auch gelöscht werden.

In einem erfindungsgemässen Schalter ist das Wasserstoffgetter beispielsweise Titan.

Ein Vorteil dieses Wasserstoffgetters besteht darin, dass der reversible Nutzgettervorgang in einem Temperaturbereich zwischen 300 und 500⁰C erfolgt, so dass nach dem Löschen der Entladung eine schnelle Abkühlung durch die Umgebung erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Temperatur von etwa 500°C die Benutzung einfacher Umhüllungsmaterialien wie beispielsweise Glas und einfacher elektrischer Durchführungen wie beispieisweise Kupfermanteldraht noch erlaubt.

Wenn man den Schalter über einer Temperatur von

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500°C benutzen möchte, kann als Getter beispielsweise Zirkon oder ein Seltenes Erdmetall verwendet werden.

Die Hauptelektroden des Schalters können beispielsweise an Trägern befestigt sein, die mit Hilfe elektrisch isolierender Schirme von der Entladungsbahn abgeschirmt sind.

Veiter ist es denkbar, dass die Hauptelektroden des erfindungsgemässen Schalters an Trägern befestigt sind, deren wenigstens äussere Schicht aus Chromoxyd besteht. Ein Vorteil davon ist, dass jetzt keine weiteren isolierenden Schirme benötigt werden, weil bereits mit dem Chromoxyd ein Angriff des Bogens auf die Träger der Hauptelektroden vermieden wird.

Das Edelgas im Entladungsrohr besteht beispielsweise aus Neon.

In einer bevorzugten Ausführungsform eines er— findungsgemässen Schalters besteht das Edelgas im Entladungsrohr aus Neon mit einem Zusatz von höchstens 10$ Argon.

Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass die Zündspannung des Schalters in diesem Fall verhältnismässig gering sein kann.

Bei einer folgenden bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schalters besteht das Edelgas aus Argon und es befindet sich weiter noch Quecksilber im Entladungsrohr.

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Ein Vorteil der letztgenannten bevorzugten Ausfuhr ungs form ist, dass der Schalter einen verhältnismässig grossen Strom führen kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schalters ist das Entladungsrohr weiterhin mit einer Startelektrode versehen.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Entladungsrohr an einem gut definierten Zeitpunkt leitend gemacht werden kann, indem dieser Startelektrode ein geeignetes Steuersignal zugeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste erfindungsgemässe elektrische

Anordnung, bei der eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe einen elektrischen Verbraucher darstellt,

Fig. 2 eine zweite erf indung.sgemässe elektrische Anordnung, bei der eine Hochdrucknatriumdampfentladungslampe in die Schaltung aufgenommen ist, Fig. 3 eine dritte erfindungsgemässe elektrische Anordnung, die als Thermostat für einen Ofen ausgeführt ist,

; Fig. h eine vierte erfindungsgemässe elektrische Anordnung in der Ausführung als Blinklichtanlage,

Fig. 5 eine fünfte erfindungsgemässe elektrische Anordnung, bei der in Serie mit dem Entladungsrohr-Schalter ein Thyristor aufgenommen ist,

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Fig. 6 eine sechste erfindungsgemässe elektrische Anordnung, bei der der Entladungsrohr-Schalter weiter mit einer Startelektrode versehen ist,

Fig. 7 eine siebte erfindungsgemässe elektrische Anordnung mit drei Entladungsrohr-Schaltern.

In Fig. 1 sind 1 und 2 Anschlussklemmen zum

Anschliessen an ein Versorgungsnetz von etwa 220 Volt, 50 Hertz, Die Klemme 1 ist Über eine Stabilisationsinduktivität 3 mit einer Elektrode 5 einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe 3 verbunden. Die Elektrode 5 ist eine vorheizbare Elektrode. Auch die andere Seite der Lampe h ist mit einer derartigen vorheizbaren Elektrode 6 versehen. Die Elektrode 6 ist an die Eingangsklemme 2 angeschlossen. Die den Klemmen 1 und 2 abgewandten Seiten der Elektroden und 6 sind durch eine Serienschaltung aus einem Kondensator und einem als Schalter ausgeführten Entladungsrohr 8 verbunden. Das Rohr 8 ist mit zwei Hauptelektroden 9 und 10 ausgerüstet.

Der Schalter 8 hat einen Hartglaskolben mit im wesentlichen kreiszylindrischer Form. Seine Länge beträgt etwa 20 mm und der Durchmesser .ungefähr 16 mm. Die Hauptelektroden 9 und 10 bestehen aus Titanhydrid mit einem Zusatz von etwa fünf Gewichtsprozent Molybdän. Der Molybdänzusatz sorgt dafür, dass die Elektroden porös bleiben, so dass eine schnelle Wasserstoffabsorptionsreaktion bzw.

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Wasserstoffdesorptionsreaktion erfolgen kann. Die Hauptelektroden sind scheibenförmig. Sie haben einen Durchmesser von ungefähr 10 mm und eine Dicke von 2 mm.

Die Durchführungen für die Stromführung zu den Hauptelektroden bestehen ±m wesentlichen aus Wolfram. Der Elektrodenabstand beträgt 1,5 nun.

Im Schalter befindet sich eine Mischung von Edelgasen, die aus Neon mit 0,5$ Argon unter einem Druck von ungefähr 350 Torr besteht.

Bei Raumtemperatur (25°C) ist der Wasserstoffdruck im Schalter weniger als 10 Torr, bei 300°C beträgt dieser Wasserstoffdruck ungefähr 10~ Torr und bei 500⁰C 10 Torr. Daraus geht u.a. hervor, dass sich im Temperaturintervall von 300 ... 500⁰C der Wasserstoffdruck über zwei Dekaden ändert und der Wasserstoffdruck bei der unteren Grenze (3OO°C) dieses Intervalls mindestens 10~^ Torr beträgt.

Bei Raumtemperatur ist die erforderliche Zündspannung des Schalters bei Wechselspannungsversorgung ungefähr 250 Volt Spitzenwert und die Wiederztindspannung beträgt auch etwa 250 Volt Spitzenwert. Bis zu 300°C findet man dafür etwa die gleichen Spannungen. Bei 5OQ⁰C liegen diese Zünd- und Wiederzündspannungen über 8OO Volt.

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt. Werden die Klemmen 1 und 2 an die angegebene Speisespannung angeschlossen, fliesst zunächst ein Strom im Kreis

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1» 3i 5i 71 8, 6, 2 oder je nach der momentanen Polarität des Netzes in umgekehrter· Reihenfolge. Dieser Strom, der in Form einer Entladung zwischen den Elektroden 9 und 10 im Entladungsrohr 8 vorhanden ist, löst in diesem Entladungsrohr eine bestimmte Wärmeentwicklung aus, wodurch Wasserstoff aus den Elektroden freikommt.Dadurch ist nach einiger Zeit der Wasserstoffdruck im Rohr 8 derart angestiegen, dass die Entladung zwischen den Elektroden 9 und 10 nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Diese in der Regel ziemlich sprunghafte Stromunterbrechung liefert durch die Induktivität 3 eine Spannungsspitze zwischen den Elektroden 5 und 6 der Lampe k. Da durch den anfänglichen Strom die Elektroden 5 und 6 etwas vorgeheizt sind, führt diese Spannungsspitze zur Zündung der Lampe k. Sollte dies jedoch nicht der FaJl sein, so wiederholt sich der beschriebene Vorgang. Denn der Schalter 8 kühlt danach wieder ab, der Wasserstoffdruck sinkt, es tritt wiederum eine Entladung zwischen den Elektroden 9 und 10 auf usw.

Nach dein Zünden der Lampe k sinkt die Spannung zwischen ihren Elektroden 5 und 6 auf die Brennspannung der Lampe ab. Diese Brennspannung ist niedriger als die Zündspannung des Schalters 8, so dass der Nebenschluss— kreis 7 und 8 dabei aussei¹ Betrieb ist.

In einem konkreten Fall ist die Impedanz der Induktiv:) tat 3 etwa ein Henry. Die Lampe <Ί ist eine

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Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe von ungefähr ho Watt mit einer Brennspannung von ungefähr 100 Volt. Der Kondensator 7 hat einen Kapazitätswert von ungefähr 1 Mikrofaz'ad. Die Zündspannung des Schalters 8 ist bei Raumtemperatur (ungefähr 25°C) etwa 250 Volt Spitzenwert. Der Wasserstoffdruck im Entladungsrohr 8 schwankt zwischen einem Wert unter 10 Torr und 10 Torr. Beim höchsten Wasserstoffdruck ist die erforderliche Betriebsspannung, in diesem Fall die erforderliche Wiederzündspannung des Rohres 8, u.zw.

die erforderliche Spannung zwischen den Elektroden 9 und 10, über 800 Volt angestiegen. Da diese grosse Spannung nicht verfügbar ist, erlischt die Entladung im Rohr 8.

Vor dem endgültigen Löschen der Entladung im Rohr 8 können auch einige örtliche Löschungen von Entladungsbahnen in diesem Rohr auftreten. Diese örtlichen Löschungen sind kurzzeitige Löschungen von Entladungen, die an einen kleinen Teil der Elektrodenoberflache angreifen. Die daraus entstandenen zusätzlichen Spannungsspitzen zwischen den Hauptelektroden 5 und 6 der Lampe fördern den Zündvorgang noch weiter.

In Fig. 2 sind 20 und 21 wiederum z;vei Eingangsklemmen zum Anschliessen an ein Wechselspannungsversorgungsnetz von etwa 220 Volt, 50 Hertz. 22 ist eine StabilisationsindnkLivität. 23 stellt eine schematische Bezeichnung einer Hochdrucknatriumdampf en t ladungslarnpe dar. Eine Elektrode 2k

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dieser Lampe ist an das Vorschaltgerät 22 angeschlossen. Die andere Elektrode 25 dieser Lampe ist an die Eingangs— klemme 21 angeschlossen. Ein Verbindungspunkt zwischen der Induktivität 22 und der Elektrode 2h ist an eine Elektrode eines Schalters 27 angeschlossen, der mit einem reversiblen Wasserstoffgetter versehen ist. Eine andere Elektrode 28 dieses Schalters 27 ist an die Eingangskiemnie 21 angeschlossen, Die Elektrode 26 ist weiter mit einer Primärwicklung 29
eines Transformators verbunden, dessen andere Wicklung mit 30 bezeichnet ist. Ein Abzweigpunkt zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Transformators ist an einen Kondensator 31 angeschlossen. Die andere Seite dieses
Kondensators ist an die Eingangsklemine 21 angeschlossen. Das Ende der Sekundärwicklung 30 ist mit einer auswendigen Startelektrode 32 der Lampe 23 verbunden. Der Schalter kann ein Teil der Lampe 23 sein.

Die Anordnung nach Fig. 2 arbeitet wie folgt.
Wenn die Klemmen 20 und 21 mit dem Versorgungsnetz
verbunden sind, fliesst zunächst ein Strom von 20 über
22, 29, 31 zur Klemme 21 zurück. Hierdurch lädt sich der Kondensator 31 etwas auf. Wenn die Spannung zwischen den Hauptelektroden 26 und 28 die Zündspannung des Schaltelements 27 erreicht, erfolgt in diesem Element eine
Entladung zwischen diesen Hauptelektroden. Dabei entlädt sich der Kondensator 31 über die Primärwicklung 29 und das

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Schaltelement 27· Dadurch entsteht ein Impuls in der Sekundärwicklung des Transformators, welcher Impuls an die Steuerelektrode 32 gelangt. Kurz dananh kommt durch die Wärmeentwicklung am Schalter 27 Wasserstoff frei, wodurch dieses Schaltelement wieder nicht leitend wird. Dies ergibt im Transformator wiederum einen Impuls, der an die Start·» elektrode 32 gelangt usw. Der Schaller 27 wird wiederum leitend usw. Daraus entsteht eine Anzahl von Impulsen an der Startelektiode 32 der Lampe 23 und veranlasst die Zündung dieser Lampe.

Wie im Kreis nach Fig. 1 wird das Schaltelement im gezündeten Zustand der Lampe 23 nicht mehr leitend. Die Ursache davon ist, dass die Zündspannung des Elements grosser als die Brennspannung der Lampe gewählt wird.

In Fig. 3 sind kO und Al Anschlussklemmen zum Anschliessen an ein Wechselspannungsnetz von etwa 220 Volt, 50 Hertz. Die Klemme kl ist mit einem schematisch dargestellten Entladungsrohr-Schalter k2 verbunden, der mit einem aus Zirkon bestehenden reversiblen Wasserstoffgetter versehen ist; Die Klemme kl ist mit einer Hauptelektrode k"$ des Schalters k2 verbunden. Eine andere Hauptelektrode A des Schalters k2 ist über eine Wicklung eines Relais k$ mit der anderen Eingangsklemme kO verbunden. Der Schalter '+2 ist mit einem Anhang versehen, in dem ein Erhitzungsorgan k$ vorgesehen ist, das das reversible Getter enthält. Das

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Erhitzungsorgan k6 ist an eine gesonderte Schaltung angeschlossen, die aus einer gesonderten Spannungsquelle ^7 in Serienschal Lung mit einem Schalter Ί8 bestellt.

Der Schaltkontakt des Relais k*> trägt die Bezugs» ziffer '(9· Mit . 50 und 51 ist ein zweiter Eingangskleuuuensatz bezeichnet, welche Klemmen zum Anschliessen an eine Speisequelle, beispielsweise an die Netzspeisung von etwa 220 Volt, bestimmt sind. Die Klemme 50 ist an ein zusätzliches Erhitzungsorgan 52 eines elektrischen Ofens 53 angeschlossen.

Die andere Seite des Erhitzungsorgans 52 ist an den Schaltkontakt 49 angeschlossen, wobei die andere Seite dieses Kontakts 'l9 mit der Eingangsk] enime 51 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 3 ist wie folgt. Venn die Klemmen ^O und ^1 an die betreffende Speisequelle angeschlossen sind und dasselbe mit den Klemmen 50 und 51 der Fall ist, wird bei genügend heissem Ofen im Schalter k2, der in intensivem Varmekontakt mit diesem Ofen steht, kein Strom fliessen. Die Ursache davon ist, dass die Temperatur des ganzen Schalters hZ und somit auch

ZO des reversiblen Wasscrstoffgetters so hoch ist, dass der Wasserstoffdruck in diesem Schalter eine Entladung zwischen den Hauptelektroden 43 und kh nicht erlaubt. Wird jetzt aber durch irgendeine Ursache die Temperatur im Ofen zu niedrig und dabei auch die Temperatur des Schalters Ί3, so tritt eine Entladung zwischen den Elektroden

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^3 und 44 auf. Diese Entladung führt zu einem Strom durch die Relaisspule <i 5, der den zunächst offenen Kontakt 49 schliesst. Dadurch wird das zusätzliche Erhitzungsorgan des Ofens an die Speisequelle über die Klemmen 50 und 5I angeschlossen, wodurch eine zusätzliche Erhitzung dieses Ofens erfolgt. Dadurch steigt die Temperatur im Ofen und somit auch die Temperatur des Schaltelements Ί2, wodurch wieder eine grössere Vasserstoffmenge in diesem Schalter freikommt. Dadurch erlischt die Entladung zwischen den Hauptelektroden 43 und 44. Demzufolge wird auch der Strom durch die Spule 45 unterbrochen und das Relais fällt ab. Dadurch wird die zusätzliche Erhitzung des Ofens ausgeschaltet. In Notsituationen kann zum Löschen des Schalters das Schaltelement 48 geschlossen werden, wodurch eine Wasserstoffentwicklung bei 46 erfolgt, die von der Temperatur im Ofen unabhängiger ist. Die Anordnung 46, 4?i **8 ist daher als eine Art Sicherung der Dfenthermostatapparatur zu betrachten. Diese Sicherung würde beispielsweise verwendet werden müssen, wenn die Temperatur im Ofen unkontrollierbar wird.

In Fig. 4 sind 60 und 61 Eingangskieminen zum

Anschliessen an ein 'Wechselspannungsnetz von etwa 220 Volt, 50 Hertz. Die Klemme 61 ist mit einem Schaltelement 62 verbunden, das mit einem reversiblen Wasserstoffgetter versehen ist. Dieser Schalter hat zvci Hauptelektroden

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und 6h. Die Hauptelektrode 63 ist mit der Eingangsklemme verbunden. Das reversible Wasserstoffgetter 65 ist mit einem gesonderten Erhitziuigsoigan 66 versehen. Das als Entladungsrohr ausgeführte Schaltelement 62 enthält weiter Argon mit einem Quecksilberzusatz. Die Hauptelektrode 6h ist mit einem Ausgang des Erhi.tzungsorgans 66 verbunden. Der andere Axisgang des Organs 66 ist mit einer elektrischen Glühlampe 67 verbunden, die selbst wieder mit der anderen Seite mit der Eingangskleiimie 6ö verbunden ist. Die Anordnung nach Fig. h arbeitet wie folgt.

Wenn die Klemmen 60 und 61 an die betreffende Speisequellc angeschlossen werden, entsteht zunächst eine Entladung zwischen den Hauptelektroden 63 und 6h des Schalters 62, wodurch im Kreis 61, 63, 6h, 66 und 67 zur Klemme 60 ein Strom abwechselnd in der einen oder der anderen Richtung abhängig von der momentanen Polarität des Speisenetzes fliesst. Dieser Strom erhitzt das Getter 65» so dass sich im Schalter 62 Wasserstoff entwickelt, der nach einiger Zeit die Entladung zwischen den Elektroden und 6h erlischt. Darauf wird auch die Glühlampe erlöschen. Der Schalter 62 kühlt wiederum ab, der Wasserstoff \vird wiederum vom Getter 65 aufgenommen und es startet wieder eine Entladung zwischen den Hauptelektroden 63 und 6^, so dass sich der Vorgang wiederholt. Die Glühlampe arbeitet hier als Blinklicht. Dies kann beispielsweise für Warnungssignalisierung dienen. Die Glühlampe könnte

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gegebenenfalls auch durch ein akustisches Varnungsgerät ersetzt werden.

In Fig. 5 sind 100 und 101 Anschlussklemmen zum Anschliessen an ein Gleichspannungsnetz von z.B. 1000 Volt.

102 ist ein Schalter mit einem Entladungsrohr, das ein revei'sib] es Vasserstoffgetter enthält. Dieser Schalter enthält zwei Hauptelektroden 103 bzw. 10't. Die Elektrode 103-ist mit der Eingangskiemiiie 101 verbunden. Die Elektrode 10^ ist mit einem Thyristor 103 verbunden. Selbst ist dieser Thyristor 105 wieder mit einem Verbrauclier 106 verbunden.

Die andere Seite des Verbrauchers 106 ist an die Klemme angeschlossen. Der Schalter 102 ist ausserdem durch einen hochohinigen Widerstand 107 überbrückt. Die Steuerelektrode des Thyristors 105 ist mit ihrer Kathode über eine Hilfsschaltung aus einem Widerstand 108, einer Gleichspannungsquelle 109 und einem Schalter 110 verbunden. Zum Inbetriebsetzen des Verbrauchers 106 werden die Klemmen 100 und 101 an die Gleichspannungsquelle angeschlossen und der Schalter 110 wird kurz geschaltet. Darauf entsteht ein Triggersignal an der Steuerelektrode des Thyristors 1051 wodurch über 101, 107, 105, 106 ein Strom fliesst. Dieser leitende Zustand des Thyristors bewirkt jetzt auch eine Entladung zwischen den Elektroden 103 und 10^. Es fliesst dabei ein Strom durch 101, 103, lOk, 105, 106 zur Klemme 100. Wenn man den Strom durch den Verbraucher

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unterbrechen möchte, wird die Temperatur des Schal tel erneutes 102 mit Hilfe einer umhüllenden Erh.i.tznnßswicklung 112 durch das Schliessen eines Hilfsschalters 113 in Serie mit einer Niederspanmingshilfsspeisequelle 11^ und der Erhitzungswicklung erhöht. Durch die Erhitzung entsteht ein derart hoher Wasserstoffdruck, dass der Strom durch das Schaltelement 102 verschwindet und der Strom durch den Thyristor 105 lediglich ein Strom ist, der den hochohmigen Widerstand 107 durchmesst. Diesel" Strom durch den Thyristor 105 liegt jedoch unter seinem Haltestromwert, so dass der Strom aufhört.

In Fig. 6 sind 121 und 122 Eingaiigsklemmcii zum Anschliessen an ein Wechselspannungsnetz von etwa 220 Volt, 50 Hertz. 123 ist ein Schalter mit einem reversiblen Wasserstoffgetter. Dieser Schalter ist weiter mit zwei Hauptelektroden 12*4 und 125 ausgerüstet. Die Hauptelektrode 124 ist an die Eingangsklemme 122 angeschlossen. Die Hauptelektrode 125 ist über einen Verbraucher 126 an die andere Eingangsklennne 121 angeschlossen. 126 ist eine Steuerelektrode des Schalters 123, die an die Hauptelektrode 125 angeschlossen ist.

Beim Zuführen einer Spannung zwischen 121 und leitet das Entladungsrohr 123 sofort durch die Startfunktion der Hilfselektrode 127· Das Verschwinden des Stromes durch die Schaltung erfolgt beispielsweise durch Eintauchen

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des Schalters 123 in eine warme Flüssigkeit, die sich in einein nichtleitenden Behälter befindet, oder mit Hilfe einer ebenfalls nicht dargestellten Erhitzungsanordnung zum Erhitzen des reversiblen Wasserstoffgetters (vgl. beispielsweise 112 - 114 in Fig. 5).

In Fig. 7 sind 141 und 142 Anschlussklemmen zum Anschliessen an eine Gleichspannung. An die Klemme 141 sind drei Widerstände 143, 144 und Ί 4,5 angeschlossen. Jeder dieser Widerstände ist mit einem Entladungsrolirschal ter nach der Erfindung in Serie geschaltet und zwar A, B bzw. C. Weiter ist eine Hauptelektrode des Schalters A mit einem Erhitzungsorgan 146 des Schalters B, eine Hauptelektrode des Schalters E mit einem Erhitzungsorgan 147 des Schalters C, eine Hauptelektrode des Schalters C mit einem ErhJLtzungsorgan 148 des Schalters A verbunden. Die anderen Enden der erwähnten Erhitzungsorgane 146, 147 und 148 sind an die Klemme 142 angjschlossen.

Liegt zwischen den Klemmen 14O und 141 eine Gleichspannung grosser als die Zündspannung der gegenseitig gleichen Schalter A, B und C, so wird erreicht, dass diese Schalter wechselweise leiten. Zur Erläuterung diene folgendes: ein leitender Schalter A wird durch das Erhitzen eines bei 146 im Schalter B befindlichen reversiblen Wasserstoffgetters die Entladung in B löschen. Dadurch kühlt das zunächst warme Getter bei 147 ab und der

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Schalter C lc;iiet. Dadurcli sperrt der Schalter A durch die Serienschaltung der llaupteiektrodenbahii von C mit dem Organ 1^8. Dadurch zihidet B wiederum, wodurch C gesperrt wird usw. Die Widerstände 1'»3» 1^^ und 1^5 können beispielsweise Glühlampen sein, die nacheinander aufleuchten,

Aus obiger Beschreibung geht hervor, dass der als Entladungsrohr ausgeführte Schalter erf iiidungsgemäss, ohne bewegliche Teile, auf viele Weisen verwendet werden kann.

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Claims

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P.ATENTANSPHUKCHE:

(' 1. ) ElektriscJie Anordnung mJ t einem Schalter, der als Entladungsrohr ausgeführt ist, das mindestens zwei innere Elektroden besitzt, wobei im Entladungsrohr ein reversibles Wasserstoffgetter vorgesehen ist, bei Erhöhung der Gettertemperatur Vasserstoff abgegeben und bei Erniedrigung der Temperatur Wasserstoff aufgenommen wird, die Gettertcmperatnr änderbar ist und die Grosso des Wasserstoffdrucks im Entladungsrohr für die elektrische Leitfälligkeit des Schalters mit bestimmend ist, dcidurch gekennzeichnet, dass im Entladungsrohr weiterhin ein Edelgas vorgesehen ist, und dass ein Uebergang vom leitenden in den gesperrten Zustand des Schalters durch eine derartige Erhöhung der Gettertemperatur im Entladungsrohr erhctlten wird, dass die Grosse der erforderlichen Betriebsspannung des Entladungsrohrs die Grosse einer zwischen den Huuptelektroden engelegten elektrischen Spannung überschrei tet.

2. Elektrische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserstoffgetter in intensivem Wärmekontakt mit der Entladungsbahn zwischen den Hauptelektrode!) steht.

3. Elektrische Anordnung mich Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Wasserstoffgetter wenigstens auf einer der Haujitelektroden befindet.

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ORIGINAL INSPECTED

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^. Elektrische Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Getter mit einem gesonderten elektrischen Erhitzungsorgan versehen ist.

5. Elektrische Anordnung nach Anspruch, ^f, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungsbahn zwischen den Hauptelektroden mit dem elektrischen Erhitzungsorgan des Getters in Serie geschaltet ist.

6. Elektrische Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3i -'<· oder 5> dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem elektrischen Verbraucher verseilen ist, der mit dem Schalter elektrisch gekoppelt ist.

7. Elektrische Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher eine elektrische Lampe ist.

8. Elektrische Anordnung nach Anspruch 7 zum Anschliessen an ein Vechselspannungsnetz, wobei die Lampe eine Entladungslampe ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schalter und die Lampe in parallelen Zweigen befinden, der Schalter durch einen Kreis überbrückt ist', der eine elektrische Spule und einen Kondensator enthält, die Spule eine Primärwicklung eines Transformators bildet, von dem eine Sekundärwicklung an eine Start— elektrode der Lampe angeschlossen ist, und die Lampe zum Anschliessen über ein Vorschaltgerät an das Speisenetz bestimmt ist, wobei die erforderliche Zündspannung zwischen den Hauptelektroden des Schalters im Betriebszustand der Lampe höher als die Lampenspannung ist.

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9. Elektrische Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 6, oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter mit dem Verbraucher in Serie geschaltet ist, wodurch der Verbrauchei' intermittierend betrieben wird.

10. Elektrische Anordnung nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Blinklicht ausgeführt ist.

11. Elektrische Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher, mit dem der Schalter gekoppelt ist, ein Gerät zum Aendern der Temperatur in einem Raum ist, wobei der Schalter in intensivem Wärmekontakt mit diesem Raum steht und ein Teil einer Thermostatanordnung dieses Raums ist.

12. Elektrische Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3> ^, oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter mit einem Halbleiterschaltelement in Serie geschaltet ist, das die Eigenschaft besitzt, dass es erst gesperrt, wird, wenn die Stromstärke in diesem Element einen Haltestromwert unterschreitet.

13· Schalter, insbesondere geeignet für eine elektrische Anordnung nach Anspruch 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter als Entladungsrohr ausgeführt ist, das mindestens zwei innere Hauptelektroden besitzt, wobei im Entladungsrohr ein reversibles Wasserstoff getter vorgesehen ist, bei Erhöhung der* Gettertemperatur Wasserstoff abgegeben und bei Erniedrigung

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der Temperatur Wasserstoff aufgenommen wird, und die Grosse des Wasserstoffdrucks im Entladungsrohr für die elektrische Leitfälligkeit des Schalters mit bestimmend ist, wobei sich im Entladungsrohr weiterhin ein Edelgas befindet und es eine Eigenschaft des Getters ist, dass es ein Temperaturintervall von 200°C hat, in dem sich der Wasserstoffdruck im Entladungsrohr um minestens den Fciktor zehn ändert, und wobei der Wasserstoffdruck bei der unteren Grenze dieses Intervalls mindestens 10 Torr beträgt.

1Ί. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelgas im Entladungsrohr aus Neon mit einem Zusatz von höchstens zehn Prozent Argon besteht. 15· Schalter nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass das Edelgcis Argon ist und sich weiter Quecksilber im Entladungsrohr befindet.

16. Schalter nach Anspruch 13, 1 Ί oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das- Entlasungsrohr mit einer Startelektrode ausgerüstet ist.

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