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F. KNOBEL, résidant à ENNENDA (Glarus, Suisse).
DISPOSITIF D'ALLUMAGE POUR TUBES FLUORESCENTS.
La présente invention est relative à un dispositif d'allumage pour tubes fluorescents à basse tension avec bobine de self en série, du ty- pe dans lequel, en série avec les deux électrodes du tube, est monté un con- tact de repos comprenant une partie mobile et une partie stationnaire, et dans lequel un fil thermique librement monté coopère avec un bras d'un le- vier de manoeuvre qui agit sur la partie mobile du contact de repos dans le sens d'ouverture de ce dernier lors du passage de courant dans ce fil ther- mique, provoquant ainsi, en combinaison avec la bobine de self et un con- densateur monté entre les deux électrodes, l'allumage automatique du tube fluorescent.
Dans un dispositif de ce genre, il est en outre connu de monter en série avec le fil thermique librement monté, une résistance supplémentai- re qui est mise en court-circuit lors de l'ouverture du contact de repos de manière à provoquer une augmentation brusque du courant passant dans le fil thermique et, par suite, une ouverture plus rapide du contact de repos.
Or il y a des circonstances - par exemple lorsqu'un tube fluores- cent est très vieux, usé ou défectueux, ou lorsque la température ambiante est anormalement basse, ou encore lorsque la tension du réseau est trop basse etc. - dans lesquelles ces dispositifs ne travaillent pas de façon satisfai- sante, c'est-à-dire dans lesquelles le tube fluorescent n'est pas allumé.
On observe alors le phénomène désigné par "vacillement", dans lequel le tube s'allume par intermittance à chaque interruption de courant sans que soit ob- tenu un flux de courant continuel correspondant à celui existant dans un tu- be brûlant normalement. Si ce vacillement se prolonge, par exemple parce que le tube est difficilement accessible, les contacts, le fil thermique et le condensateur d'allumage sont surchargés et il en résulte une diminution de la sécurité de fonctionnement du dispositif d'allumage.
Selon la présente invention ce désavantage est évité par une lame bimétallique, fixée à la partie mobile du contact de repos et coopérant de
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telle façon avec un cliquet fixé au boîtier du dispositif d'allumage, qu'un échauffement du contact de repos causé par le vacillement du tube provoque une flexion de la lame bimétallique qui vient s'engager dans le cliquet, de sorte que le contact de repos reste ouvert. Ainsi le dispositif d'allumage est automatiquement coupé lorsque le tube vacille au lieu de s'allumer, de sorte que le danger d'un endommagement des éléments du dispositif dû à une surchar- ge est éliminé.
Le temps de manoeuvre d'un dispositif d'allumage du type sus-men- tionné dépend essentiellement de l'inertie thermique du fil thermique. Du point de vue de la construction, on ne peut cependant augmenter à volonté cette inertie, de sorte que, dans beaucoup de cas l'on doit augmenter arti- ficiellement le courant de chauffage de la cathode, dit de court-circuit, afin d'amener à la cathode l'énergie calorifique nécessaire pendant le temps de chauffage relativement court. Cette augmentation artificielle du courant de court-circuit pendant la période de chauffage pourrait s'obtenir par exem- ple à l'aide d'un contre-enroulement, suivant le brevet Suisse no. 265 338 du 6 août 1948.
Ce contre-enroulement complique cependant le montage et, en outre, un courant de chauffage de cathode extrêmement élevé présente diffé- rents inconvénients, de sorte qu'il n'est toléré que lorsque l'on désire a- voir en premier lieu un temps de manoeuvre court.
On obtient une autre forme de réalisation d'un dispositif d'allu- mage de ce genre, selon la présente invention, en réalisant la résistance supplémentaire au moyen d'un conducteur présentant un coefficient de tempé- rature négatif, de manière à augmenter le temps de manoeuvre du dispositif d'allumage.
Si l'on donnait à la masse du conducteur à coefficient de tempé- rature négatif une valeur aussi grande que cela est nécessaire pour la char- ge permanente existante, le retard de la manoeuvre serait trop grand pour le but envisagé. Il convient donc de donner à la masse de ce conducteur une va- leur plus faible que cela est nécessaire pour sa charge permanente, de manière à avoir un retard désiré de la manoeuvre lors de la mise en court-circuit du conducteur à coefficient de température négatif. En même temps, cette mise en court-circuit débranche ce conducteur en service permanent et n'entraîne pas de perte, comme cela serait le cas si, pour augmenter le retard de la manoeu- vre, ce conducteur était relié en permanence en série avec le fil thermique.
On a représenté, sur le dessin annexé, plusieurs formes de réali- sation, données à titre d'exemples non limitatifs, de dispositifs d'allumage conformes à la présente invention.
La fig. 1 est une vue illustrant un coupe-circuit thermique; la fig. 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, du coupe- circuit thermique; la fig. 3 montre, dans une vue correspondant à celle de la fig.
2, le coupe-circuit dans une autre position; la fig. 4 représente un contact de repos; la fig. 5 est une vue en plan de la partie inférieure du contact de la fig. 4 ; la fig. 6 représente une variante du contact de repos; la fig. 7 montre le schéma de montage du dispositif d'allumage;
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la fig. 8 montre en vue partielle une autre forme de réalisation d'un coupe-circuit thermique ; et la fig. 9 représente le schéma de montage d'une autre forme de réalisation d'un dispositif d'allumage pour tubes fluorescents.
Comme il ressort de la fig. 1 la partie stationnaire 2 et la par- tie mobile 3 d'un contact de repos, ainsi que les oreilles de connexion cor- respondantes sont fixées dans un boîtier 1 en matière isolante. Des oreilles de connexion 4 et 5 sont reliées à une traverse 6 et un piton 7 respective- ment. Une douille 10 portant un levier de manoeuvre 11 est montée rotative- ment sur ce piton 7. La référence 12 désigne un fil thermique dont une extré- mité est reliée à la traverse et dont l'autre extrémité est enroulée autour de la douille 10. La résistance supplémentaire consiste en une boucle 37 for- mée par une partie du fil thermique reliant la douille 10 à l'oreille de con- nexion 9. Dans cette boucle 37 est connecté un conducteur B ayant un coeffi- cient élevé de température négatif.
Le but et l'effet de ce conducteur B se- ra décrit plus loin en détail à l'aide de la fig. 9. Une connexion par fil de cuivre 38 est reliée à un contact 39 prévu sur et isolé par rapport à la par- tie mobile 3 du contact de repos. Cette connexion par fil de cuivre 38 est uti- lisée pour court-circuiter la résistance supplémentaire 37 lorsque le contact de repos est ouvert. Le fil thermique est maintenu à l'état tendu par un res- sort 13 agissant sur le levier 11.
La référence 14 désigne une lame bimétallique fixée par un rivet de contact 18 à la partie mobile 3 du contact de repos de manière telle que lorsque ce dernier s'échauffe sa chaleur est transmise à la lame bimétallique 14 provoquant une flexion de celle-ci. La lame bimétallique 14 coopère avec un cliquet 15 présentant un crochet 16 et fixé par un adhésif adéquat, par exemple une résine synthétique, dans une rainure 17 du boîtier 1 en matière isolante. Ce cliquet est de préférence également en bi-métal, de sorte qu'il exécute une flexion dans la même direction et d'un ordre de grandeur simi- laire à la flexion de la bande bimétallique 14 lors d'un changement de la température ambiante variant entre les limites de -25 et + 100 C (Fig. 2).
Ainsi qu'il ressort du schéma représenté à la fig. 6 le fil ther- mique 12, et partant, les oreilles de connexion 8 et 9, est monté en série sur quelques spires de la self 25. En outre le contact de repos 2,3 est con- necté entre les électrodes 28,29 du tube 27, c'est-à-dire en série avec la self 25 au réseau 32, 33. Finalement un condensateur 24 est connecté entre les électrodes 28,29 tandis qu'un contact 23 permet de shunter le contact de repos 2,3.
Le dispositif d'allumage décrit fonctionne comme suit :
En supposant qu'on applique une tension alternative, de 220 V par exemple, aux bornes terminales 32,33 il en résultera un flux de courant passant de la borne 32 par la self 25, l'électrode 28, l'oreille de connexion 5, le contact de repos 2,3 fermé, l'oreille de connexion 4 et l'électrode 29 pour retourner par la seconde borne terminale 33. Simultanément un courant est induit dans les spires de la self 25 situées entre les oreilles de con- nexions 8 et 9. Ce courant passe de l'oreille 8 à la traverse 6 par le fil thermique 12, la douille 10, le piton 7 et à l'oreille 9.
Le fil thermique parcouru par ce courant s'échauffe et, ce faisant, se dilate de sorte que le levier 11, sous l'action du ressort 13, effectue un mouvement vers le bas en direction de la flèche, provoquant ainsi la rupture du contact entre la partie mobile 3 du contact de repos, reliée à l'oreille de connexion 5, et la partie stationnaire 2 du contact de repos, reliée elle à l'oreille de con- nexion 4. La séparation des contacts 18 provoque une interruption brusque de courant ayant pour résultat une haute tension d'induction dans la self 25, tension qui normalement est suffisante pour allumer le tube fluorescent dont
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les électrodes 28,29 ont préalablement été chauffées par le flux de courant précédant à une température de 600 C environ.
Toutefois il peut arriver que malgré des électrodes intactes, et malgré une très haute tension inductive la lampe ne s'allume pas, pour une raison quelconque. Par exemple le tube fluorescent peut être très usé ou défectueux, ou la température ambiante peut être anormalement basse ou encore parce qu'il y a sous-tension dans le réseau.
Dans un cas pareil le dispositif d'allumage intacte tentera continuellement et sans succès d'allumer le tube par une ouverture et fermeture répétée des contacts 18. Cet état est désigné par "vacillement" parce que la lampe s'al- lume par intermittence, c'est-à-dire chaque fois que le courant interrompu par les contacts 18 provoque une haute tension inductive, sans que soit ob- tenu un flux de courant continuel correspondant à celui d'une lampe brûlant normalement. Or, si par exemple le tube vacillant est situé à un endroit peu accessible, il se peut qu'un certain temps s'écoule jusqu'à ce qu'on arrête ce vacillement en échangeant le tube. Entretemps les contacts, le fil thermi- que et le condensateur sont continuellement surchargés et il en résulte une diminution de la sécurité de fonctionnement.
Ce désavantage est éliminé dans le dispositif d'allumage selon la présente invention. En effet, dans ce dis- positif, un échauffement du contact de repos dû au vacillement provoque un échauffement et partant une flexion de la lame bimétallique 14 qui, lors d'u- ne des fréquentes interruptions de courant est engagée par le crochet 16 du cliquet 15 et maintenue dans la position représentée à la fig. 3. Les dimen- sions des parties 14 et 15 sont telles que la distance séparant les contacts 18 est de 0,5 mm environ.
Dans une variante représentée dans les figures 4 et 5 une ouver- ture 20 est prévue dans la partie mobile 3 du contact de repos. Cette ouver- ture diminue la transmission de la chaleur vers l'extrémité de cette partie 3 opposée à la lame bimétallique de sorte que celle-ci est chauffée plus ra- pidement.
Dans la variante représentée à la fig. 6 la partie mobile 3 du contact de repos est plus courte et la lame bimétallique 14 est fixée à la partie 3 par un rivet 19 tandis que le contact 18 est relié directement à la lame 14 seulement, de sorte que toute sa chaleur est transmise immédiatement à la lame qui fléchit très rapidement, et fortement.
Le dispositif d'allumage ainsi bloqué doit naturellement pouvoir être remis en position normale dès que la cause du vacillement de la lampe est éliminée.On pourrait par exemple prévoir à cet effet, un dispositif de rappel mécanique. Mais comme les dispositifs d'allumage du type décrit ne sont pas, en général, accessible sans autre du dehors une telle solution ne serait pas satisfaisante. Un dispositif de rappel beaucoup plus simple est obtenu par le contact de rappel 23 représenté à la fig. 7. Ce contact de rap- pel 23 est de préférence formé par un contact à pression prévu à un endroit facilement accessible, tel que l'armature d'illumination, et relié aux deux oreilles de connexion 4 et 5.
Si, la lampe réparée et le réseau connecté, on court-circuite le contact 23, ce qui correspond au fond à un pontage des con- tacts 18 ouverts, le courant de chauffage passe à nouveau normalement par le tube 27 et la self 25. Le fil thermique 12 s'échauffe à nouveau et le levier 11 effectue à nouveau un mouvement en direction de la flèche jusqu'à ouver- ture maximum des contacts 18. Cette ouverture maximum des contacts 18 dépas- sant l'ouverture dans la position bloquée représentée à la fig. 3, la lame bimétallique 14, qui s'est très rapidement adaptée à la température ambiante, exerce une force de rappel sur le crochet 16 et se dégage de celui-ci au mo- ment où l'ouverture des contacts est suffisante pour permettre à la lame de retourner dans sa position initiale. Le dispositif d'allumage est à ce moment de nouveau dans sa position normale de travail.
Dans la forme de réalisation représentée à la fig. 8 un tel con- tact de rappel est prévu directement sur le boîtier 1 du dispositif d'allumage,
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le bras 21 étant relié d'une part à l'oreille de connexion 4 et présentant d'autre part un contact 22 coopérant avec un contact correspondant relié à l'oreille de connexion 5. Un bouton poussoir en matière isolante fixé au bras
21 permet de fermer les contacts 22 pour le rappel.
Le montage représenté à la fig. 9, d'un dispositif d'allumage pour tube fluorescent à basse tension R comporte un circuit s'établissant à partir d'un conducteur de réseau P, un interrupteur de réseau C, une self D, une cathode k1, un contact de repos a2, une cathode K2, pour revenir au con- ducteur 0 du réseau. Sur quelques spires de la self D sont montés en série un conducteur chauffant B, qui peut être mis en court-circuit par un contact al et un fil thermique A. Ce dernier se dilate en s'échauffant et ferme d'a- bord, au moyen d'un bras de levier de manoeuvre (non représenté) le contact al, puis ouvre le contact de repos a2' qui, de façon connue et du fait de la rupture brusque du courant, provoque une tension induite dans la self D et, par suite, amorce l'allumage du tube fluorescent.
Lors de cette manoeuvre,on utilise comme résistance supplémen- taire, au lieu d'une résistance ohmique avec coefficient de température né- gligeable, le conducteur B, auquel on donne un coefficient de température négatif élevé et qui consiste par exemple en oxyde d'uranium, de cuivre, de manganèse, de nickel, etc. Comme le conducteur B a une résistance à froid qui est de 5 à 20 fois plus élevée que sa résistance à chaud, le courant ini- tial dans le fil thermique A est limité à une valeur faible, telle que ce fil ne peut encore pratiquement pas s'échauffer et se dilater. Par contre, ce courant suffit pour chauffer la masse relativement faible du conducteur
B. Du fait de cet échauffement, sa résistance diminue et le courant augmen- te, de sorte que la température du conducteur B augmente encore, sa résis- tance électrique diminue, etc.
Le courant plus fort chauffe alors le fil A qui se dilate, de sorte qu'au bout d'un temps de retard déterminé, le contact auxiliaire al se ferme et met en court-circuit le conducteur B. En outre, comme on l'a dit, l'ouverture du contact de repos a2 provoque l'allumage du tube. Du fait de la mise en court-circuit du conducteur B, il n'y a pas be- soin de lui donner une masse convenant pour une charge permanente; il peut au contraire avoir une masse sensiblement plus faible, que l'on peut choisir suivant le temps de retard désiré.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif d'allumage pour tubes fluorescents à basse tension avec bobine de self en série, du type dans lequel, en série avec les deux é- lectrodes du tube, est monté un contact de repos, comprenant une partie mo- bile et une partie stationnaire, et dans lequel un fil thermique librement monté coopère avec un bras d'un levier de manoeuvre qui agit sur la partie mobile du contact de repos dans le sens d'ouverture de ce dernier lors du passage de courant dans ce fil thermique provoquant ainsi, en combinaison avec la bobine de .self et un condensateur monté entre les deux électrodes l'allumage automatique du tube fluorescent, et dans lequel est montée, en sé- rie avec le fil thermique, une résistance supplémentaire qui est mise en court-circuit lors de l'ouverture du contact de repos, dispositif caractéri- sé par une lame bimétallique,
fixée à la partie mobile du contact de repos et coopérant de telle façon avec un cliquet fixé au boîtier du dispositif d'allumage, qu'un échauffement du contact de repos causé par le vacillement du tube provoque une flexion de la lame bimétallique qui vient s'engager dans le cliquet, de sorte que le contact de repos reste ouvert.