Einrichtung zum Betriebe von elektrischen Gasentladungslampen und -röhren an Wechselstrom. Die Erfindung bezieht sieh auf solche aii'Weellselstrom betriebenen Gasentladungs- Iampen und -röhren, bei denen die Erstzünd- spannung die durch die Perioden des WecU- selstromes bedingte ständige Wiederzünd- spannung beträchtlich übersteigt.
Dies ist bei spielsweise bei elektrischen Gasentladungs- lampen oder -röhren mit durch die angelegte Spannung selbst geheizten Oxydelektroden und auch bei Verwendung von Alkalimetall- elektroden der Fall.
Da die Wiederzünd- spannung innerhalb der 'Betriebsspannung liegt und nur die Erstzündspannung unge fähr das Dreifache der Betriebsspannung be trägt, so kann man sich zur Einleitung der Entladung und Durchführung der Zünd periode eines Tränsformators bedienen, der nach erfolgter Zündung bezw. Beendigung der Zündperiode selbsttätig oder auch von Hand abgeschaltet wird.
Die Erfindung beruht in der Erkennt nis, dass zur Herstellung der Erstzündspaii- nung auch ein in bezug auf die Maximal stromstärke -weitgehend unterdimensionierter Transformator benutzbar ist, dessen Dauer leistung in KVA nur ein Fünftel oder we niger von derjenigen Dauerleistuno, beträgl. die zum ständigen Aufrechterhalten der MaximaIstronistärke und Erstzündspannung der Lampe oder Röhre erforderlich ist.
Eine derartige Unterdimensionierung des Zündtransformators hat man bisher selbst bei den schnell ansprechenden Leuchtröhren mit kalten Blechelektroden nicht in Er wägung gezogen und für praktisch möglich gehalten, weil beim Transformator die Strominduzierung sofort eintritt und der in duzierte, hochgespannte Strom bei Unter dimensionierung des Transformators auch sofort eine Gefahr bringende ErwärmuDg desselben herbeiführt.
Bei solchen elektri- sehen Leuchtröhren, die zufolge von stark elektronenemittierenden Elektroden einen grossen Unterschied zwischen Erstzündspan- nung und Wiederzündspannung besitzen, darf nun aber sogar eine Abschaltung des Transformators keineswegs sofort nach der Zündung, sondern erst nach ausreichender Elektronenemission der Elektroden<B>-</B> bei Oxydelektroden, also nach genügender Vor- heizung derselben<B>-</B> vorgenommen werden, was frühestens nach Verlauf von mehreren Sekunden, meist erst nach einer halben Mi nute, oft sogar erst nach etwa, einer Minute, der Fall ist.
Diese verhältnismässig lange Zündperiode war naturgemäss noch ein<B>be-</B> sonderer Grund, den Transformator derarti ger langsam zündender Leuchtröhren stets für die Erstzündspannung einzurichten und höchstens nach genügender Elektronenemis sion bezw. genügender Vorheizung der Oxyd- elektroden abzuschalten.
Durch eingehende Versuche wurde nun aber festgestellt, dass es dennoch möglich ist, einen unterdimensionierten Hochspannungs transformator für die gesamte Dauer der Zündperiode beträchtlich zu überlasten, da ein zu einem Durchschlag führender Erwär mungsgrad, was nicht ohne weiteres voraus zusehen war, tatsächlich erst nach Verlauf von einigen Minuten eintritt. Auch diese Zeitperiode ist zwar kurz, aber, wie erkannt wurde, noch ausreichend, um die Zündung der erwähnten elektrischen Leuchtröhren mit stark'elektronenemittierendenElektroden mit genügender Sicherheit durchzuführen.
Um mit besonders grosser Sicherheit einen, elek trischen Durchschlag des Transformators und jegliche Beschädigung der Leuchtröhren- anlage auszuschliessen, wird der unterdimen sionierte Transformator zweckmässig unter die Einwirkung eines selbsttätig gesteuerten Schalters gestellt, der den Transformator<B>je-</B> weils bei vorgenommener Stromeinschaltung .nur für die zur Abwicklung der Zündperiode notwendige Sekundenzahl in der Einschalt stellung belässt. So kann beispielsweise eine elektrische Leuchtröhre mit durch die an- gelegte Spannung selbstgeheizten Oxyd- elektroden, die für 2- Ampere Stromstärke.
220 Volt Betriebsspannung und<B>750</B> Volt Erstzündspannung eingerichtet ist, statt mit einem Transformator von<B>1,5</B> KVA Dauer leistung auch mit einem Transformator von 0,2 bis<B>0,3</B> KVA Dauerleistung sicher und ohne Schaden für den Transformator in Be trieb gesetzt werden. Beträgt die Betriebs spannung der Röhre dagegen zum Beispiel <B>600</B> Volt, so liegt die Erstzündspannung bei etwa 2000 Volt.
Bisher hat man für solche Leuchtröhren stets einen grossen Transfor mator von 4 KVA verwendet; nunmehr ist jedocli nur ein die Betriebsspannung von <B>600</B> Volt liefernder mittlerer Transformator von 1,2 KVA und ausserdem ein sehr klei ner Hilfs- und Zündtransformator für 1400 Volt und etwa. 0,4 bis<B>0,6</B> KVA nötig. Während ein Transformator von<B>1,5</B> KVA eine Grössenabmessung von etwa<B>250.260.</B> <B>160</B><U>mm</U> besitzt, hat ein Transformator für 0,2 bis<B>0,3</B> KVA nur eine Grössenabmessung etwa.<B>70. 70. 5,0</B> mm.
Er nimmt bei der Installation der Lampe oder Röhre daher einen wesentlich kleineren Raum ein und ist naturgemäss auch wesentlich billiger. In gleicher Weise wird an Raum und an Kosten gespart, wenn bei einer oberhalb der Netz spannungen liegenden Brenn- oder Betriebs spannung an Stelle eines einzigen, sowohl die Betriebsspannung, als auch die Erst- zündspannung liefernden sehr grossen Trans formators ein nur die Betriebsspannung liefernder mittelgrosser Transformator und noch zusätzlich ein sehr kleiner Hilfstrans formator Anwendung findet.
Auf der Zeichnung sind in den Abb. <B>1</B> bis 4 vier Ausführungsbeispiele der Erfin dung schematisch dargestellt; Die'Abb. <B>5</B> zeigt schematisch einen mehr- poligen Schalter in zwei Stellungen.
Die beispielsweise mit Oxydelektroden <B>1,</B> 2 ausgestattete Gasentladungsröhre <B>3</B> besitzt zwei Zuleitungen 4,<B>5,</B> von denen die erst genannte Leitung 4 unter Zwischensehaltung -eines Schalters<B>6</B> und einer Drosselspule<B>77</B> an die Netzanschlussklemme <B>8</B> herangeführt ist, während die zweite Zuleitung<B>5</B> unmittel bar mit der andern Netzauschlussklemme <B>9</B> in Verbindung stellt.
Zur Herstellung der Erstzündspaunung ist ein in bezug auf die Maximalstromstärke unterdimensionierter Transformator vorgesehen, dessen Primär wicklung<B>10</B> einerseits durch eine Leitung<B>11</B> an die zur Klemme<B>8</B> führende Leitung 4 und anderseits durch eine Leitung 12 an die andere<U>Klemme</U><B>9,</B> und zwar unter Zwi schenschaltung eines Schalters<B>13,</B> ange schlossen ist. Die Sekundärwicklung 14 ist einerseits durch eine Leitung<B>15</B> an das zur Elektrode<B>1</B> führende Ende der Leitung 4 und anderseits durch eine Leitung<B>16</B> mit-, dem einen- Ende der Drosselspule<B>- 7</B> verbun den. Bei Inbetriebsetzung der Röhre wird vorerst der Schalter<B>6</B> geöffnet und sodann der Transformator<B>10,</B> 14 durch Schliessung des Schalters<B>13</B> eingeschaltet.
Der in der Sekundärspule induzierte, höher gespannte Strom fliesst dann einerseits durch die Lei tung<B>15</B> zur Elektrode<B>1</B> und anderseits über die Leitung<B>16,</B> Drosselspule<B>7</B> und das an die Klemmen<B>8, 9</B> angeschlossene Netz zur Leitung<B>5</B> und damit zur andern Elektrode 2. Da das Netz somit nicht parallel zur Ent ladungsstrecke liegt, so kann nielit eintreten, dass die Sekundärspannung, ohne eine Zün- Üung zu veranlassen, in das Netz abwandert.
Sobald durch Wirkung des Transformators die Gasstrecke zwischen den Elektroden<B>1,</B> 2 ionisiert ist und auch die Oxydelektroden <B>1,</B> <B>9:,</B> genügend erhitzt sind, was in einigen Sa- kunden der Fall ist, wird vorerst der Schal ter<B>6</B> eingeschaltet, um die Elektroden<B>1, 92</B> auch unmittelbar mit den Netzanschluss- klemmen <B>8, 9</B> zu verbinden. Dann erst wird der Schalter<B>13</B> geöffnet, so dass die weitere Speisung der Röhre unter Abselialtung des in bezug auf die Maximalstromstärke unter dimensionierten Transformators<B>10,</B> 14 er folgt.
Die beiden Schalthebel<B>6, 13</B> können zweckmässig zu einem gemeinsam zu betäti- genden Schalter vereinigt sein, der durch Federwirkung in die Aufangslage zurück kehrt, in welcher der Schalthebel<B>6_</B> gesc'hlos- sen und der Schalthebel<B>13</B> geöffnet ist. Auf diese Weise wird dann mit Sicherheit er- reieht, dass der Zünd- bezw. Hilfstransfor mator nur einige Sekunden eingeschaltet bleibt und dass er nicht unzulässig erwärmt werden kann.
Der gemeinsame Schalter kann auch durch ein einige Sekunden nach der Einsc-haltung ansprechendes Uhrwerk oder durch einen in die Zuleitungen der Röhre eingebauten Elektromagneten gesteuert wer den, der jeweils nach genügender Anheizung der Elektroden und dem damit zusammen hängenden Anstieg der Stromstärke den Schalter in die Anfangslage, unter Abschal tung des Transformators, zurückbewegt.
Selbsttätige Schalter für Transformatoren von elektrischen Leuchtröhren sind zwar be reits bekannt, jedoch wirkten diese Schalter nur mit beim Betriebe der Röhren ständig eingeschalteten, normal bemessenen Trans formatoren zusammeia; auch sprachen diese Schalter durch Wirkung eines Durch- schmelzdrahtes nur ausnahmsweise dann an, wenn im Laufe des Leuchtröhrenbetrie#es eine Beschädigung der Röhre oder des Trans formators eingetreten war.
Bei der Schaltung nach Abb. 2 ist in der Leitung<B>5</B> ein Schalter<B>17</B> eingebaut, der mit zwei Kontakten<B>18, 19</B> zusammen wirkt. An den Kontakt<B>18</B> ist die Anzapf- leitung 20 eines eine einzige Spule besitzen den Auto- oder Anzapftransformators 21 heranceführf# der beispielsweise ein Über setzungsverhältnis 2,20<B>:750</B> besitzt. Der kleine Windungsteil des Transformators ist durch eine Leitung 22 mit der Zuleitung 4 -und der gTössere Windungsteile durch eine Leitung<B>23</B> mit der Zuleitung<B>5</B> verbunden.
Ist der Schalter<B>17</B> mit dem Kontakt<B>18</B> verbunden, so wirkt in bekannter Weise der kleinere Windungsteil des Transformators als Primärwicklung und die gesamte Wick lung des Transformators als Sekundärwick lung, so dass die Röhre alsdann an der höbe- ren Spannung liegt, und die Erstzündung eintritt. Durch Umlegen des Schalters auf den Kontakt<B>19</B> kann nach genügender An- 'heizung der Elektroden diesem die Netz- spannung zugeführt werden.
Ein Vorteil die ser Schaltung gegenüber derjenigen nach Abb. <B>1</B> liegt darin, dass' die Sekundärspan nung in diesem Falle nicht durch das Netz geht.
Die Abb. <B>3</B> zeigt eine Schaltung, die der jenigen nach Abb. 2 im wesentlichen ent spricht, nur dass in diesem Falle die in der Zuleitung<B>5</B> liegende Drosselspule<B>7</B> unmittel bar auf den Eisenkern des Autotransforma tors gewickelt ist.
Während bei den Schaltungen nach den Abb. <B>1</B> bis 3. beim Anlegen der Netzspan nung ein gewisser, wenn auch nicht beson ders wesentlicher Leerlaufstrom durch den Transformator fliesst, ist dies bei der Schaltung nach Abb. 4 vollkommen vermie den. Bei dieser Schaltung sind zwei beson dere Transformatorwindungen 24, 25 und ein kippbarer Quecksilberschalter<B>26</B> (Abb. <B>5)</B> vorhanden, der<B>je</B> nach seiner Stellung entweder die Kontakte<B>27, 29, 30</B> oder die Kontakte<B>297, 218</B> überbrückt.
Die Windung 24 ist einerseits an die Leitung<B>A</B> und ander seits än den Kontakt<B>29</B> angesWossen, die Windung<B>25</B> dagegen einerseits mit der Lei tung<B>5</B> und anderseits mit dem Kontakt<B>8,0</B> verbunden. Nimmt der Querksilberse,halter <B>26</B> die obere Kipplage ein, so werden zufolge Überbrückung der Kontakte<B>29, 30</B> und<B>27</B> die Windungen 24 und 25 zu einem Auto transformator aneinandergeschlossen und gleichzeitig mit den Netzanschlussklemmen <B>8, 9</B> verbunden. Die Röhre<B>3</B> erhält alsdann die zur Erstzündung erforderliche höhere Spannung.
Ist die Zündung eingetreten, so wird der Quecksilberschalter<B>26</B> in die un tere Kipplage bewegt, in welcher er nur die Kontakte<B>27, 28</B> überbrückt. Die Röhre er hält dann nur die Netzspannung bei abge schalteten Windungen 24,<B>25.</B> Da zwischen den Kontakten<B>29</B> und<B>30</B> nunmelir keine Verbindung besteht, so kann kein Leerlauf- strom durch die Windungen des Transfor mators fliessen. Auch dieser Quecksilber schalter kann jeweils nach bewirkter Zün- d-ung selbsttätig in die Anfangslage zurück bewegt werden.
An Stelle des Quecksilber- sc'halters kann naturgemäss auch ein anderer mehrpaliger Schalter Anwendung finden.
Device for operating electric gas discharge lamps and tubes with alternating current. The invention relates to such alternating current operated gas discharge lamps and tubes in which the initial ignition voltage considerably exceeds the constant reignition voltage caused by the periods of the alternating current.
This is the case, for example, with electrical gas discharge lamps or tubes with oxide electrodes that are heated by the applied voltage, and also when using alkali metal electrodes.
Since the re-ignition voltage is within the 'operating voltage and only the initial ignition voltage is approximately three times the operating voltage, you can use a transformer to initiate the discharge and carry out the ignition period. The ignition period ends automatically or is switched off manually.
The invention is based on the knowledge that a transformer that is largely undersized in relation to the maximum current intensity can also be used to produce the initial ignition voltage, whose continuous output in KVA is only a fifth or less of that continuous output. which is required to constantly maintain the maximum strength and initial ignition voltage of the lamp or tube.
Such undersizing of the ignition transformer has so far not been considered and considered to be practically possible, even with the rapidly responding fluorescent tubes with cold sheet metal electrodes, because the current induction occurs immediately in the transformer and the high-voltage current that is induced also immediately increases if the transformer is undersized Causes dangerous warming of the same.
In the case of such electric fluorescent tubes, which have a large difference between the initial ignition voltage and the re-ignition voltage due to strongly electron-emitting electrodes, the transformer must not be switched off immediately after ignition, but only after sufficient electron emission from the electrodes <B> - < / B> in the case of oxide electrodes, i.e. after they have been sufficiently preheated <B> - </B>, which can be carried out at the earliest after several seconds, usually only after half a minute, often even after about a minute Case is.
This comparatively long ignition period was of course a special reason to always set up the transformer of such slowly igniting fluorescent tubes for the initial ignition voltage and at most after sufficient electron emission respectively. switch off sufficient preheating of the oxide electrodes.
However, through detailed tests it has now been found that it is still possible to overload an undersized high-voltage transformer considerably for the entire duration of the ignition period, since a degree of warming leading to a breakdown, which could not be foreseen easily, actually only occurred after a few minutes. This time period is also short, but, as has been recognized, still sufficient to carry out the ignition of the electric fluorescent tubes mentioned with strong electron-emitting electrodes with sufficient reliability.
In order to exclude an electrical breakdown of the transformer and any damage to the fluorescent tube system with a particularly high degree of security, the undersized transformer is expediently placed under the action of an automatically controlled switch that switches the transformer on at any given time power switch-on. only left in the switch-on position for the number of seconds necessary to process the ignition period. For example, an electric fluorescent tube with oxide electrodes, which are self-heated by the applied voltage, can generate a current of 2 amps.
220 volts operating voltage and <B> 750 </B> volts initial ignition voltage is set up, instead of a transformer of <B> 1.5 </B> KVA continuous output also with a transformer of 0.2 to <B> 0.3 </B> KVA continuous output can be put into operation safely and without damage to the transformer. If, on the other hand, the operating voltage of the tube is <B> 600 </B> volts, for example, the initial ignition voltage is around 2000 volts.
So far you have always used a large transformer of 4 KVA for such fluorescent tubes; Now, however, there is only a medium transformer of 1.2 KVA that supplies the operating voltage of <B> 600 </B> volts and also a very small auxiliary and ignition transformer for 1400 volts and around. 0.4 to <B> 0.6 </B> KVA required. While a transformer of <B> 1.5 </B> KVA has a size of around <B> 250.260. </B> <B>160</B> <U> mm </U>, a transformer for 0.2 to <B> 0.3 </B> KVA only one size approx. <B> 70. 70.5.0 mm.
When the lamp or tube is installed, it therefore takes up a much smaller space and is naturally also much cheaper. In the same way, space and costs are saved if, in the case of a burning or operating voltage lying above the mains voltage, instead of a single very large transformer supplying both the operating voltage and the initial ignition voltage, a medium-sized transformer supplying only the operating voltage Transformer and also a very small auxiliary transformer is used.
On the drawing, four embodiments of the invention are shown schematically in Figs. 1 to 4; The fig. <B> 5 </B> schematically shows a multi-pole switch in two positions.
The gas discharge tube <B> 3 </B> equipped, for example, with oxide electrodes <B> 1, </B> 2 has two supply lines 4, <B> 5, </B> of which the first-mentioned line 4 with the interposition of a switch <B> 6 </B> and a choke coil <B> 77 </B> is brought up to the mains connection terminal <B> 8 </B>, while the second supply line <B> 5 </B> directly connects to the other Mains connection terminal <B> 9 </B>.
To produce the initial ignition voltage, a transformer that is undersized in relation to the maximum current strength is provided, whose primary winding <B> 10 </B> is connected on the one hand by a line <B> 11 </B> to the one to the terminal <B> 8 </B> leading line 4 and on the other hand through a line 12 to the other <U> terminal </U> <B> 9, </B> with the interposition of a switch <B> 13, </B> is connected. The secondary winding 14 is connected, on the one hand, by a line 15 to the end of the line 4 leading to the electrode 1 and, on the other hand, by a line 16 one end of the choke coil <B> - 7 </B> connected. When the tube is put into operation, the switch <B> 6 </B> is first opened and then the transformer <B> 10 </B> 14 is switched on by closing switch <B> 13 </B>.
The higher voltage current induced in the secondary coil then flows on the one hand through the line <B> 15 </B> to the electrode <B> 1 </B> and on the other hand via the line <B> 16, </B> the choke coil < B> 7 </B> and the network connected to terminals <B> 8, 9 </B> to line <B> 5 </B> and thus to the other electrode 2. Since the network is therefore not parallel to the discharge path lies, it can never happen that the secondary voltage migrates into the network without triggering an ignition.
As soon as the gas path between the electrodes <B> 1, </B> 2 is ionized by the action of the transformer and the oxide electrodes <B> 1, </B> <B> 9 :, </B> are also sufficiently heated, what is the case in a few seconds, the switch <B> 6 </B> is first switched on in order to connect the electrodes <B> 1, 92 </B> directly to the mains connection terminals <B> 8, 9 </B> to connect. Only then is the switch <B> 13 </B> opened, so that the further feeding of the tube takes place with the transformer <B> 10, </B> 14 disconnected with regard to the maximum current strength.
The two switch levers 6, 13 can expediently be combined to form a switch which is to be operated jointly and which, by spring action, returns to the upright position in which the switch lever 6 is closed - sen and the shift lever <B> 13 </B> is open. In this way it is then achieved with certainty that the ignition resp. Auxiliary transformer only remains switched on for a few seconds and that it cannot be excessively heated.
The common switch can also be controlled by a clockwork that responds a few seconds after it has been switched on or by an electromagnet built into the supply lines of the tube, which, after sufficient heating of the electrodes and the associated increase in current strength, the switch to the initial position , with disconnection of the transformer.
Automatic switches for transformers of electric fluorescent tubes are already known, but these switches only worked together with normal sized transformers that were constantly switched on when the tubes were operated; Also, due to the effect of a fuse wire, these switches only responded in exceptional cases if the tube or the transformer was damaged during the fluorescent tube operation.
In the circuit according to Fig. 2, a switch <B> 17 </B> is installed in line <B> 5 </B>, which works together with two contacts <B> 18, 19 </B>. The tap line 20 of a single coil is connected to the contact 18 by the auto or tap transformer 21, which has, for example, a transmission ratio of 2.20: 750. The small winding part of the transformer is connected by a line 22 to the supply line 4 and the larger winding part is connected to the supply line <B> 5 </B> by a line 23.
If the switch <B> 17 </B> is connected to the contact <B> 18 </B>, the smaller part of the winding of the transformer acts in a known manner as the primary winding and the entire winding of the transformer as the secondary winding, so that the The tube is then at the higher voltage and the first ignition occurs. By moving the switch to the contact <B> 19 </B>, the mains voltage can be supplied to the electrodes after the electrodes have been sufficiently heated.
One advantage of this circuit over the one according to Fig. 1 is that the secondary voltage does not go through the network in this case.
Fig. 3 shows a circuit that essentially corresponds to the one according to Fig. 2, except that in this case the choke coil 7 located in the feed line 5 </B> is wound directly onto the iron core of the autotransformer.
While with the circuits according to Figs. 1 to 3, a certain, if not particularly significant, no-load current flows through the transformer when the mains voltage is applied, this is completely avoided with the circuit according to Fig. 4 the. In this circuit there are two special transformer windings 24, 25 and a tiltable mercury switch <B> 26 </B> (Fig. <B> 5) </B>, which <B> either </B> depending on its position the contacts <B> 27, 29, 30 </B> or the contacts <B> 297, 218 </B> are bridged.
The turn 24 is connected on the one hand to the line <B> A </B> and on the other hand to the contact <B> 29 </B>, while the turn <B> 25 </B> on the one hand to the line <B > 5 </B> and on the other hand connected to the contact <B> 8,0 </B>. If the cross silver holder <B> 26 </B> assumes the upper tilted position, then, as a result of the bridging of contacts <B> 29, 30 </B> and <B> 27 </B>, turns 24 and 25 become one Auto transformer connected to one another and at the same time connected to the mains connection terminals <B> 8, 9 </B>. The tube <B> 3 </B> then receives the higher voltage required for initial ignition.
If the ignition has occurred, the mercury switch <B> 26 </B> is moved into the lower tilted position in which it only bridges the contacts <B> 27, 28 </B>. The tube then only holds the mains voltage when the turns 24, <B> 25. </B> There is no connection between the contacts <B> 29 </B> and <B> 30 </B>, so no no-load current can flow through the windings of the transformer. This mercury switch can also be automatically moved back to its starting position after ignition has been effected.
Instead of the mercury holder, another multiple switch switch can naturally also be used.