<Desc/Clms Page number 1>
Pour l'allumage de lampes fluorescentes à cathodes chauffées, on uti- lise des rupteurs d'allumage automatiques, dits 'Starters ', qui ont pour ,tache, après la mise en circuit de l'interrupteur d'éclairage, actionné à la main, d' amener automatiquement le réchauffement des cathodes de lampes à la température la plus favorable selon l'expérience et de produire, par l'interruption du cir- cuit d'allumage par l'intermédiaire de la bobine de self insérée avant la lampe, une tension d'induction suffisamment élevée pour l'allumage de la lampe.
Le rupteur d'allumage de ce genre le plus courant, dit starter à dé- charge, possède des contacts bimétalliques d'abord-ouverts, qui sont échauffés par la décharge à éffluves, se ferment après un certain temps qui n'est pas dé- fini exactement puis s'ouvrent à nouveau. Il peut arriver, notamment dans les lampes courtes, qu'elles s'allument au moment de la mise en circuit de l'inter- rupteur de réseau, avant que les contacts du starter à décharge se soient fermés.
Il résulte ainsi des démarrages dits à froid avec des cathodes non chauffées, qui sont très nuisibles pour les lampes et diminuent grandement leur durée. D'au- tre part, la décharge à effluves qui se produit de nouveau immédiatement à l' ouverture des contacts du starter, entraîne un fort affaiblissement de la pointe d'induction, ce qui diminue la sûreté d'allumage, notamment en cas de faibles tem- pératures ambiantes. La variation de la tension de rupture, après un certain temps de service, limite en outre une fonction parfaite à quelque 1000 heures de servi- ce.
Ces starters à décharge présentent également l'inconvénient qu'on ne peut lo- ger dans le boîtier, dans lequel se trouve le tube luminescent et qui, en ce qui concerne sa grandeur, correspond aux prescriptions internationales, en dehors-du tube luminescent, un condensateur calculé suffisamment grand ou correspondant aux prescriptions. C'est pourquoi les starters à décharge usités aujourd'hui ne cor- respondent pas aux prescriptions internationales. Cependant, à côté des inconvé- nients sus-mentionnés, le starter à décharge possède l'avantage d'une simplicité et d'une économie extraordinaires, ce qui fait que, malgré les inconvénients men- tionnés, il est très largement répandu dans les installations déclairage, con- jointement avec une douille à baïonnette bi-polaire appropriée.
D'autres rupteurs d'allumage automatiques connus, qui ne présentent pas les inconvénients du starter à décharge, comportent quatre connexions et ne peuvent donc pas être insérés dans la douille bipolaire à la place d'un starter à décharge.
D'autres rupteurs d'allumage connus encore, à douille bipolaire, sont construits sous forme de relais magnétiques, dont la structure est très com- pliquée, coûteuse et sujette à dérangement. D'autre part, les rupteurs d'allumage électro-magnétiques ont souvent l'inconvénient de ne pas fonctionner tout à fait silencieusement et de réagir beaucoup trop sensiblement aux variations de tension du réseau.
La présente invention concerne un rupteur d'allumage automatique pour l'allumage et le fonctionnement de lampes fluorescentes, comportant au moins une cathode chauffée, dans lequel sont disposés, dans un boîtier à douille de raccord bipolaire, un condensateur d'allumage et un élément sensible à la chaleur, compor- tant un contact de repos et un contact de fonctionnement, ledit élément sensible à la chaleur étant influencé par une faible résistance de chauffage, montée en série avec ,le circuit de chauffage et fonctionnant à retardement, pour l'ouvertu- re du contact de repos, et par une résistance élevée, de chauffage montée en pa- rallèle avec la lampe, pour maintenir le contact de repos ouvert.
Dans les rupteurs d'allumage connus de ce genre, il peut arriver que le rupteur se ferme à nouveau avant que l'influence de la chaleur de la résistance élevée de chauffage sur l'élément sensible à la chaleur;soit suffisante pour main- tenir le contact de repos ouvert'. On a déjà essayé de remédier à cet effet fâcheux en disposant les résistances de chauffage et l'élément sensible à la chaleur de telle sorte que la chaleur produite par la fable résitance de chauf- fage se trouve transmise par la résistance élevée de chauffage à l'élément sensi-
<Desc/Clms Page number 2>
ble à la chaleur, pour préchauffer cette dernière résistance de chauffage,
' Cela nécessite toutefois une disposition spéciale des deux résistances de chauffage et est désavantageux en ce sens que l'inertie thermique relativement grande de la résistance élevée de chauffage agit de façon défavorable du fait que l'élément sensile à la chaleur ne revient que lentement à sa position de départ, de sorte qu'il faut longtemps jusqu'à ce que le rupteur d'allumage soit de nouveau prêt à .fonctionner.
On remédie à ces inconvénients dans le rupteur d'allumage automatique selon l'invention, par le fait que la résistance élevée de chauffage possède une inertie thermique si faible qu'elle peut exercer, après l'ouverture du contact de repos, une action thermique tellement rapide sur l'élément sensible à la cha- leur que le contact de repas se maintient ouvert et qu'il se refroidit rapidement, après sa mise hors circuit, et que les éléments'de rupture reviennent rapidement à leur position de départ.
De préférence, l'élément sensible à la chaleur est disposé horizonta- lement dans le boîtier de telle faàon qu'il n'occupe, avec le contact de repos et de fonctionnement et les résistances de chauffage, qu'une partie de l'espace disponible dans le boîtier, tandis qu'une partie plus grande de cet espace reste disponible pour recevoir un condensateur d'allumage de dimensions suffisamment grandes.
Il a été démontré, dans ces rupteurs d'allumage, que les conditions de contact varient lors du montage, ainsi qu'au cours d'un processus artificiel d'altération, auquel est soumis le rupteur complètement monté. Jusqu'ici , il était nécessaire, pour régler la pression de contact, d'ouvrir le rupteur,¯ ce qui naturellement est compliqué.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on remédie à cet inconvénient, en faisant agir sur l'élément sensible à la chaleur au moins un or- gane de réglage, qui traverse le boîtier, pour pouvoir régler de l'extérieur la pression de contact du contact de repos, agencé sur l'élément sensible à la cha- leur.
L'invention concerne en outre un procédé de réglage du rupteur d'allu- mage selon l'invention, lors de sa construction. Suivant ce procédé, le rupteur d'alltimage est branché sur un appareil auxiliaire de fourniture de courant, qui, lorsquele contact de repos est fermé, fournit le plus faille courant de préchauf- fage possible à la lampe correspondante et qui, après l'ouverture du contact de repos, applique au rupteur d'allumage une tension correspondante à la tension de service la plus basse de la lampe, et le rupteur d'allumage est réglé de telle manière qu'il possède, avec l'intensité de préchauffage mentionnée le retard voulu de rupture et que le contact de repos, après l'ouverture, reste ouvert à la tension de service la plus basse.
On a représenté aux dessins annexés un exemple de réalisation et des varia: de l'objet de l'invention; sur ces dessins :
La figure 1 est une vue schématique, en perspective, d'un rupteur d'allumage.
La figure 2 est une vue partielle d'une variante.
La figure 3 est un schéma de connexions de la variante suivant la figu- re 2.
La figure 4- est un schéma de connexions d'un appareil auxiliaire de fourniture de courant.
La figure 5 est une vue partielle, en perspective, d'une variante.
Du branchement de réseau 1, 2 part un conducteur, en passant par un interrupteur de réseau 3, une bobine de self 4 et les cathodes 6, 7 de la lampe fluorescente 5, jusque vers les pôles 8, 9 de la douille de raccord du dispositif
<Desc/Clms Page number 3>
d'allumage. Sur le socle 19 en matière isolante sont disposées à ressort deux lames bimétalliques 10 et 11 de façon à coopérer, d'une part, avec des contacts de repos 12 et, d'autre part, avec des contacts de fonctionnement 130 La flexion de ces deux lames bimétalliques se fait de la même manière et, sous l'influence de la température ambiante variant par exemple de -20 C à + 1000 C, également dans la même mesureo Cela permet au réglage de la pression de contact de rester inchangé au repos, dans ces limites de températureo La lame bimétallique 10 qui, suivant la figure 1,
constitue une résistance faible, est placée à une éxtrémité, si près autour d'une résistance élevée 14, que réchauffement de cette résistance 14 se transmet le mieux possible, par conduction de chaleur, à la lame bimétal- lique 10. La résistance élevée 14 est raccordée en série, par un condensateur, 15, aux deux pôles 8, 90 En outre, sont branchés aux deux pôles 8, 9, parallèle- ment à la lampe 5, un condensateur d'allumage 16 et une résistance d'amortisse-' ment 17. Ces condensateurs 15, 16 et la résistance 17 sons coulés dans le boîtier 18 au moyen de résine synthétiqueo Le boîtier 18 a la même grandeur que celui des starters à décharge, usités jusqu'ici. Cette grandeur correspond aux prescrip- tions internationales.
Grâce à la disposition horizontale des lames bimétalliques, il n'est besoin pour le logement de cette lame, ainsi que des contacts et des ré- sistances de chauffage, même en respectant les lignes de fuite prescrites, que d'environ 1/3 de l'espace disponible dans le boîtier 18, comme on peut le voir clairement sur la figure'1, de sorte que l'espace restant est suffisamment grand pour y disposer des condensateurs 15, 16 et la résistance 17 de la grandeur pres- crite ou nécessaire à un parfait fonctionnement.
Dans les starters à décharge connus, le tube luminescent, par contre, nécessite tant de place qu'il n'est plus possible deloger un condensateur suffisamment grand dans l'espace disponibleo Par conséquent, ces starters à décharge ne correspondent pas aux prescriptions internationales
Le mode de fonctionnement du rupteur d'allumage exposé est le suivanto
Après la fermeture de l'interrupteur de réseau 3, un courant de chauf- fage s'écoule immédiatement de la borne 1, par l'intermédiaire de la bobine de self 4 et de la cathode 6 de lampe, jusqu'à la connexion 8 du rupteur d'allumage, laquelle est reliée électriquement par l'intermédiaire du rivet de fixationg à l'une des extrémités de la lame bimétallique 10, puis à travers cette lame bimé- tallique 10,
le contact de repos 12 et la portion arrière de la lame bimétallique 11 jusqu à la connexion 9 et, de là, à travers 1 autre cathode 7 de lampe pour revenir à la borne de réseau 2. Le courant de chauffage réchauffe doncd'une part, les deux cathodes 6 et 7 de lampe et, d'autre part, également la lame bimé- tallique 10 qui, en vue d'augmenter sa résistance électrique, est réalisée de façon beaucoup plus étroite que la lame bimétallique 11 et se cintre donc vers le haut dans le sens dela flèche.
Cela a pour effet d'ouvrir le contact de repos 12 et la tension d'induction se produisant dans la bobine de self 4 allume l'arc électrique dans la lampe 5 qui doit alors maintenir les contacts de repos 12 ou- verts, la résistance élevée 14 se chargeant du chauffage de la lame bimétallique 10 mobileo Cette résistance 14 pourrait, en principe, être raccordée directement parallèlement à la lampe 5, donc aux connexions 8 et 90 Toutefois, pour éviter un amortissement de la tension d'induction et augmenter la sécurité de l'allumage spécialement aux basses températures ambiantes, la résistance 14, dans le montage représenté à la figure 1, n'est pas montée directement, mais par l'intermédiaire d'un condensateur 15,
parallèlement à la lampe 5bIl est important en outre que l'inertie thermique de la résistance élevée 14 soit très faible, afin que l'échauf- fement de cette résistance 14 sur.la lame bimétallique 10 soit effectif, avant que les contacts 12, après leur ouverture, se ferment de nouveau. La faible inertie thermique de la résistance élevée de chauffage 14 a en outre l'avantage que cette résistance se refroidit très rapidement , lors de la mise hors circuit du rupteur d'allumage ou de la lampe, et comme la lame bimétallique 10 a également unetrès faible inertie thermique, les éléments de rupture reviennent rapidement à leur position de départ et le rupteur d'allumage est rapidement prêt à fonctionner de nouveau.
<Desc/Clms Page number 4>
On obtient la faible inertie thermique de la résistance 14 dans le rupteur d'allumage représenté par le fait que cette résistance 14 est constituée par une très petite masse de moins de 0,1 g et que seule une mince couche de vernis sur la résistance 14 forme l'isolement électrique par rapport à la lame bimétallique 10,ce qui permet d'avoir un bon contact thermique entre la résis- tance 14 et la lame bimétallique 10 et respectivement une bonne transmission de chaleur par conduction calorifique.
Il peut, cependant, se produire le cas que la lampe 5, lorsque les contacts 12 s'ouvrent pour la première fois, quand cela a lieu à un moment défa- vorable en ce qui concerne la valeur instantanée du courant, ne s'allume pas.
Dans ce cas, la résistance 14 ne serait pas chauffée par la tension de l'arc électrique de la lawpe 5, mais par la tension de réseau beaucoup plus élevée,. existant aux bornes 1 et 2, ce qui maintiendrait les contacts 12 ouverts, bien que la lampe 5 ne brûle pas. Pour éviter cela, il existe au rupteur d'allumage le contact de fonctionnement 13 additionnel qui relie mutuellement les connexions 8 et 9, aussitôt que leur tension dépasse sensiblement la tension de service de la lampe.
A ce moment, l'intensité de chauffage s'écoule de la connexion 8, par l'intermédiaire du contact de fonctionnement 13 et de la lame bimétallique 11 fixe, à la connexion 9, la résistance 14 montée en parallèle ne reçoit plus de tension, ce qui lui permet de se refroidir de nouveau un peu et au contact 13 de s'ouvrir à nouveau, provoquant ainsi l'allumage de la lampe, ce qui n'avait pas eu lieu au préalable avec le contact de repos. En conséquence, le contact de repos 12 n'est jamais sollicité qu'une seule fois dans chaque cas, tandis que le contact de fonctionnement 13 répète le processus d'allumage jusqu'à ce que la lampe 5 brûle.
Comme, lors de la mise en circuit de l'interrupteur réseau 3, la lampe 5 est toujours shuntée d'abord sur le contact de repos 12 et que 1' intensité de chauffage limitée par la bobine de self 4 chauffe aussitôt les deux cathodes 6 et 7 de la lampe, les démarrages dits à froid, qui nuisent à la lampe 5 et réduisent considérablement sa durée, sont totalement exclus. Le contact de fonctionnement 13, fixé à la lame bimétallique 10 mobile, est naturellement isolé électriquement de celle-ci et il est relié par un fil de cuivre 21 flexi- ble à la connexion 80 Parallèlement à la lampe 5, respectivement aux connexions 8 et 9, un condensateur 16 se trouve encore monté, de façon avantageuse, en sé- rie avec une résistance d'amortissement 17.
Ce condensateur 16 sert additionnel- lement de condensateur d'allumage et anti-parasite de radio, étant donné que le condensateur 15 sous ce rapport est fortement amorti par la résistance élavée 14.La résistance 17 sert uniquement de résistance d'amortissement, pour empê- cher au maximum l'usure ét'la soudure des contacts d'argent 12 et 13. On augmente encore considérablement l'effet anti-parasite de radio du condensateur 16, en employant, à la place de la bobine de self simple 4, comme celle figurant dans 1' exemple de connexion suivant la figure 1,une self à deux moitiés d'enroulement symétriques, insérées dans les deux conducteurs de réseau, comme le montre la figure 3.
Suivant un exemple de réalisation d'un rupteur d'allumage automa- tique suivant la figure 1 pour l'allumage et le fonctionnement d'une lampe flu- orescente courant de 40 watts pour me intensité en charge de 0,42 ampère et une tension de service d'environ 110 volts, on a utilisé avec succès des pièces détachées ayant les caractéristiques techniques suivantes : Résistance 14 : résistance de 15.000 à 20.000 ohms, dimensions environ 6 x 1 mm, poids: moins de 0,1g Condensateur 15 : capacité C = 0,13 U F
Condensateur 16: capacité C = 0,02 UF
Résistance 17:résistance de 5 à 10 ohms
Lame bimétallique 10: environ 1 x 0,12 mm, poids: moins de 0,05 g
Lame bimétallique 11: environ 3 x 0,12 mm.
<Desc/Clms Page number 5>
On a coulé directement les condensateurs 15 et 16 et la résistance 17 dans la partie supérieure du boîtier 18, en résine synthétique, ayant 21 mm de diamètre et 34 mm de hauteur.
Pour ne pas faire dépendre du courant de chauffage les dimensions de la lame bimétallique 10 mobile, ce qui notamment dans les lampes de petite puis- sance est intéressant, le chauffage de la lame peut s'effectuer indirectement par un corps de chauffe en spirale, monté à proximité de l'extrémité fixe de la lame bimétallique 10 et qui est parcouru par le courant de chauffage, Cette possibilité est représentée sur les figures 2 et 3. Dans ce cas, le courant dé c chauffage passe de la connexion3à travers la faible résistance 20 de chauffage, qui réchauffe également, par rayonnement thermique, la lame bimétallique 10 au point de flexion et ouvre ainsi le contact de repos 12. Pour le reste, le fonctionnement est de nouveau exantement le même que précédemment avec le chauf- fage direct de la lame bimétallique 10.
On peut adapter les valeurs des résistances de chauffage 14 et 20 et du condensateur 15 suivant les différents types et puissances de lampes. D'au- tre part, on peut régler largement le temps de réchauffement, nécessaire à un type de lampe déterminé, en modifiant la distance entre la résistance de chauffa- ge 20 et la lame bimétallique 10. Il est important aussi que le rupteur d'al- lumage donne la possibilité de choisir l'inertie thermique du système de rupture de manière que celle-ci, en fonction de la température ambiante, correspondes dans une grande mesure à celle des cathodes 6 et 7 de lampe et que le préchauffa- ge de ces dernières, avant l'allumage, soit ainsi assuré à la température la plus favorable, indépendamment de la température ambiante.
La fonction combinée, consistant à ouvrir à retardement le contact de repos en fonction du courant de chauffage et à le maintenir ensuite ouverte en fonction de la tension de service de la lampe qui est négative par rapport au courant de la lampe et à la tension de réseau, assure une très large indépendan- ce à la sécurité de fonctionnement en cas de variations de tension de réseau relativement grandes.
Comme résistance 14, on a pris dans l'exemple de réalisation suivant les figures 1 et 2 une résistance miniature du commerce à couche de charbon.
Toutefois, comme l'ont confirmé les essais, il est également possible de faire cette résistance en matière semi-conductrice, dont la conduction dépend, de la tem- pérature du de la tension,, et de la souder directement, par l'une de ses extré- mités métallisées, à la lame bimétallique 10. En particulier le modèle en ma- tière dont la conduction dépend de la tension, comme celle livrée par exemple par Philips sous la désignation "VDR", pourrait être utilisé de telle manière que la flexion de la lame bimétallique 10 reste pratiquement constante dans une large zone de tension, comme celle pouvant exister dans des conditions de réseau tout à fait mauvaises.
L'appareil auxiliaire de fourniture de courant, représenté à la fi- gure 4, sert au réglage du rupteur d'allumage lors de sa construction. A un ré- seau 21 à courant alternatif est branché un transformateur régulateur 22 dont la tension secondaire peut être réglée à volonté par le déplacement d'un contact 23, la lecture de la tension réglée se faisant sur un voltmètre 24. Dans le circuit secondaire du transformateur 23 sont insérés une résistance de réglage 25, ainsi qu'une lampe à incandescence 25 et un ampèremètre 27. Aux bornes 28, 29 est bran- ché le rupteur d'allumage 30 qui est à régler et à contrôler et qui est par exemple conçu comme cela est représenté sur les figures 2net 3.
Le réglage de la résis- tance de réglage 25 permet de régler l'intensité à l'ampèremètre 27 de manière qu'elle soit égale à l'intensité minimum du courant de préchauffage de la lampe fluorescente, à laquelle est destiné l'appareil d'allumage. Par exemple, dans une lampe classique de 40 watts pour une intensité en charge de 0,43 ampère, et une tension de service nominale de 103 volts, cette intensité minimum de pré- chauffage est de 0,38 A. En outre, on règle la tension au voltmètre 24 de façon
<Desc/Clms Page number 6>
quelle corresponde à la tension de service la plus basse possible pour cette lampe, laquelle s'élève pour une lampe de 40 watts à 85 volts.
Avec l'intensité de préchauffage mentionnée le contact de repos 12 du rupteur d'allumage ouvri- ra après un retard de rupture de 6 à 9 secondes par exemple, pour cette intensi- té. Si ce retard de rupture ne convient pas, on le règle, en déformant le support de la résistance de chauffage 20 montée en série,et en modifiant ainsi la distance
EMI6.1
'lc-: i;Lcr'si:;l:arc3i.:J.1:re:::r-art.l:rlmét311ique 10. De cette façon, on modifie la transmission de chaleur, provoquée par radiation, jusqu'à ce que le retard voulu de rupture ait lieu, Lorsque le contact de repos 12 s'ouvre après ce retard de rupture, on a au rupteur d'allumage la tension de service la plus basse possible, réglée au voltmètre 24. A cette tension de service, il faut que le contact de repos reste sûrement ouvert.
Si cela n'est pas le cas, il y a lieu de le régler en consé- quence, en cintrant la ressort bimétallique 11. Par conséquent, on peut régler, aussi bien le retard de rupture que le temps d'ouverture du contact de repos pour les valeurs d'intensité et de tension les plus basses possibles pouvant se produire.
Après le réglage du contact de repos 12, on peut régler en outre au transformateur 22 de l'appareil auxiliaire , par déplacement du contact 23, une tension qui corresponde à la tension de service maximum pouvant se produire pour la lampe en question. Cette tension de réglage est par exemple de 130 volts pour la lampe classique de 40 watts. On vérifie alors que le contact de fonction- nement 13 ne se ferme pas encore pour cette tension. Après cela, on règle au ' transformateur 22 une tension qui corresponde à la tension à vide la plus basse admissible pour la lampe en question. Cette tension est par exemple de 180 volts d'après les prescriptions internationales pour la lampe de 40 watts. On peut vé- rifier alors que le contact de fonctionnement 13 se ferme sûrement à cette ten- sion.
Suivant la forme de réalisation de la figure 5, une vis de réglage 31, 32, vissée à travers la plaque isolante de base 19, agit respectivement sur les lames bimétalliques 10 et 11. En vissant la vis 31, on augmente la pression de contact du contact de repos 12 et en vissant-la vis 32, on la diminue. En vissant donc l'une ou l'autre vis dans le sens des flèches, on varie la pression de contact dans l'un ou l'autre senso Il serait également possible de ne faire agir qu'une vis de réglage sur l'un des deux ressorts bimétalliques, auquel cas on pourrait augmenter ou diminuer la pression de contact, soit en vissant, soit en dévissant. Comme les vis de réglage traversent la plaque de base 19, on peut procéder au réglage de la pression de contact, sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir le boîtier.
EMI6.2
-1 rjE 2- -1-2 S.
1. Rupteur d'allumage automatique pour l'allumage et le fonctionne- ment de lampes fluorescentes, comportant au moins une cathode chauffée, dans le- quel sont disposés, dans un boîtier à douille de raccord bipolaire, un condensa- teur d'allumage et un élément sensible à la chaleurcomportant un contact de re- pos et un contact de fonctionnement, ledit élément sensible à.la chaleur étant influencé par une faible résistance de chauffage, montée en série avec le ci- cuit de chauffage et fonctionnant à retardement, pour l'ouverture du contact de repos, et par une résistance élevée de chauffage, montée en parallèle avec la lampe, pour maintenir le contact de repos ouvert, caractérisé en ce que la résistance élevée de chauffage possède une inertie thermique tellement faible qu'elle exerce, après l'ouverture du contact de repos,
une action thermique si rapide sur la partie sensible à la chaleur que le contact de repos est maintenu ouvert, qu'elle se refroidit rapidement, après sa mise hors circuit, et que les éléments de rupture reviennent rapidement à leur position de départ.