CH352047A - Zünd- und Betriebseinrichtung für elektrische Entladungslampen - Google Patents

Description

  Zünd- und Betriebseinrichtung für elektrische Entladungslampen    Die Erfindung betrifft eine Zünd- und Betriebs  einrichtung für gas- oder dampfgefüllte elektrische  Entladungslampen, insbesondere     Leuchtstofflampen,     mit vorgeschalteten Drosselspulen, bei welcher Ein  richtung im Brückenstromkreis über den     Glühelek-          troden    ein Glimmschalter mit einem     Glühzünder    in  Reihe liegt.

   Eine     derartige    bekannte Reihenschaltung  eines Glimmschalters mit einem Glühschalter hat bis  her offenbar noch keine brauchbare Zünd- und Be  triebseinrichtung für elektrische Entladungslampen  ergeben, weil im Aufbau der beiden Schaltelemente  noch folgende Mängel vorgelegen haben: Der bisher  vorgesehene Glimmschalter macht, wie vom normalen  Glimmzünder her bekannt ist, beim Schliessen meh  rere Kontaktschlüsse und bewirkt dadurch mehrere  Induktionsstromstösse, die zwar nicht zur Zündung  der Lampe führen, aber eine Schädigung der Elek  troden bewirken.

   Es kommt auch vor, dass der     Glimm-          schalter    über die     Öffnungszeit    des Glühschalters hin  aus geschlossen bleibt, so dass die     Leuchtstofflampe,     kaum dass sie gezündet hatte, wieder erlischt. Diese  und andere Mängel haben die Verwendung von in  Reihe geschalteten Glüh- und Glimmschaltern in der  Praxis bisher verhindert.  



  Solche Mängel werden bei einer Zünd- und Be  triebseinrichtung für gas- oder dampfgefüllte Ent  ladungslampen, insbesondere     Leuchtstofflampen,    mit  vorgeschalteten Drosselspulen, bei der im Brücken  stromkreis über den Glühelektroden ein     Glimmschal-          ter    mit einem Glühzünder in Reihe liegt, dadurch  vermieden, dass der Glimmschalter für eine     Induk-          tionsstossspannung    ausgelegt ist, die niedriger als die  zum     Durchzünden    der Bogenentladung in der zu zün  denden Entladungslampe bei kalten Elektroden er  forderlichen Spannung ist,

   während der Glühzünder    durch Öffnen seines Kontaktes eine Induktionsstoss  spannung oberhalb der Zündspannung der Ent  ladungslampe bei vorgeheizten Elektroden bewirkt.  Durch eine derartige Bemessung des Glimmschalters  wird vermieden, dass die schon bei seinem Schliessen  durch unsichere Kontaktgabe     bewirkten    Spannungs  stösse     Durchzündungen    in der     angeschlossenen    Ent  ladungslampe bewirken, welche bekanntlich einen  sehr nachteiligen Einfluss auf die noch kalten Elek  troden haben.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer  Zünd- und Betriebseinrichtung gemäss der Erfindung  in einer Lampenschaltung veranschaulicht. Während  die Schaltungsteile, wie Lampe, Drossel und Konden  sator, in     Fig.    1 schematisch dargestellt sind, sind     die     beiden Zünder in     vergrössertem    Massstab perspek  tivisch teilweise in geschnittenen Glasgefässen veran  schaulicht.

       Fig.    1 zeigt die zu zündende Entladungs  lampe 1, insbesondere     Niederdruck-Leuchtstofflampe,     mit der     Leuchtstoffschicht    2 und     vorheizbaren    Elek  troden 3, die über eine Brückenleitung 4, das heisst  eine     Nebenschlussleitung,    zur Entladungsstrecke 3-3  der Lampe in Reihe geschaltet sind. In dieser     Brük-          kenleitung    4 liegen ferner ein Glimmschalter 5 mit  einem     Widerstandsheizdraht    6 und ein Glühschalter 9  mit einem Heizwiderstand 10.

   Die Kontakte 7 und  9a der beiden Schalter 5 und 9 sind durch einen Stör  schutzkondensator 12 von etwa 5000-10000     pF     überbrückt, mit dem gegebenenfalls ein     Dämpfungs-          widerstand    19 in Reihe geschaltet ist. Der Störschutz  kondensator hat bei manchen     Stromversorgungsnet-          zen    eine bessere Wirkung, wenn er gegebenenfalls  mit seinem     Vorschaltwiderstand    nur dem     Glimm-          schalter    5 unmittelbar parallel liegt.      Zur Begrenzung des Entladungsstromes der  Lampe 1 dient in bekannter Weise eine     Vorschalt-          drosselspule    13.

   Gegebenenfalls ist noch ein Konden  sator 20 in Reihe mit einer der Drosselwicklungen  vorgesehen, um während des Betriebes der Lampe  einen     kapazitiven    Blindwiderstand zu erhalten. Fer  ner ist in der Brückenleitung 4 eine zusätzliche Wick  lung 14 angeordnet, die mit der Drosselspule 13  induktiv gekoppelt ist. Bei geöffnetem Hauptschalter  15 ist der Kontakt 7 des Glimmschalters 5 geöffnet,  während der Kontakt 9a des     Glühschalters    9 ge  schlossen ist. Nach dem Schliessen des Hauptschalters  15 wird der Kontakt des Glimmschalters 5 in be  kannter Weise durch die Wärme der Glimmentladung  geschlossen.

   Dann heizt der     Widerstandsheizdraht    6  den     Bimetallstreifen    8 des Glimmschalters 5 weiter  auf, so dass der Glimmschalter so lange geschlossen  bleibt, bis der     Bimetallkontakt    9a des Glühschalters 9  durch die Wirkung seiner Heizwendel 10 geöffnet  wird. Durch die Weiterheizung des. Glimmschalters 5  nach Schliessen des     Bimetallkontaktes    wird also eine  verlängerte     Vorheizung    der Glühelektroden 3 erreicht.  



  Für die Abmessungen der Zündschalter 5, 9  haben sich folgende Werte als günstig erwiesen, die  ein aufeinander abgestimmtes Arbeiten der Zünder  sichern: Im Ausführungsbeispiel hat der Bimetall  streifen des Glimmschalters einen Querschnitt von  0,08 X 2,5 mm und eine Länge von 12     mm.    Der Bi  metallstreifen des Glühzünders besitzt die Abmessun  gen 0,12 X 3 X 12 mm. Für beide Zünder ist eine  Neonfüllung mit einem Zusatz von etwa 10<B>%</B> Was  serstoff vorgesehen. Diese Gasfüllung weist bei dem  Glühschalter einen Druck von etwa 2     Torr,    beim  Glimmschalter von etwa 65     Torr    auf.

   Die     Heizwider-          stände    des Glühschalters und Glimmschalters sind  etwa im Verhältnis 2 : 1 bis 3 : 1 bemessen, das heisst  der Glühschalter besitzt etwa fünf Windungen einer  Doppelwendel, während der Glimmschalter nur zwei  Windungen bei gleichen sonstigen Drahtabmessungen  besitzt. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, durch  andere Abmessungswerte der Bimetalle, der     Heiz-          wendel    und des Gasdruckes die Zünder so entspre  chend aufeinander abzustimmen, dass die vorher ge  stellten Aufgaben der Zünder ebenfalls erfüllt wer  den.

   Während es sich beim Glühschalter bewährt hat,  die Heizwendel 10 hinsichtlich Material und Abmes  sungen so aufzubauen wie die     Elektrodenwendeln    3  der zu zündenden Entladungslampe, wobei sie sich  höchstens in der Länge unterscheidet, hat es sich für  den Glimmschalter 5 als vorteilhaft erwiesen, wenn  die Heizwendel 6 aus einem Material besteht, dessen       Elektronen-Austrittsarbeit    grösser als 4,6 Volt ist,  z. B. Eisen mit 4,75 bis 4,77 Volt     Elektronen-Aus-          trittsarbeit,    Chromeisen oder     Chromnickeleisen.    Da  durch wird eine drei- bis fünffache Erhöhung der  Schaltzahlen erreicht.  



  Zur Erleichterung des     Abreissens    der leicht ver  schweissenden Kontakte beim Glimmschalter sind  diese selbst aus     Molybdän    oder aus einem Halbleiter  hergestellt. Es kann auch ein Kontakt aus     Molybdän       und der andere aus einem Halbleiter bestehen. Das  Heizelement kann auch aus einem Halbleitermaterial  mit schwach negativem Temperaturkoeffizienten be  stehen. In beiden Fällen wird bewirkt, dass das Bi  metall 8 des Glimmschalters sogleich nach dem Schlie  ssen seiner Kontakte durch das zusätzliche     Heizele-          ment    6 nachgeheizt wird und dadurch geschlossen  bleibt.

   Im Ausführungsbeispiel ist ferner zum Zwecke  der symmetrischen Verteilung der     Zünderteile    zu bei  den Seiten der Kontakte und dabei zwecks Erniedri  gung der Stossspannung die zusätzliche     Heizquelle    6  des Glimmschalters 5 mit dem Gegenkontakt des Bi  metallstreifens 8 verbunden. Umgekehrt ist beim  Glühschalter 9 das Heizelement 10 zwecks unsym  metrischer Anordnung der     Zünderteile    zu beiden  Seiten der Kontakte und damit zwecks Begünstigung  einer grösseren Stossspannung mit dem     Bimetallstrei-          fen    11 verbunden.  



  Eine weitere Verbesserung der     Vorheizung    wird  dadurch erreicht, dass durch Anwendung der zusätz  lichen Wicklung 14 der     Vorheizstrom    der Lampen  elektroden 3 verstärkt wird. Wenn das     Vorschaltgerät     nur eine Drosselspule 13 enthält, so muss die Zusatz  wicklung 14 gegensinnig zu der Drosselwicklung ge  wickelt sein, so dass die     Induktivität    der beiden Wick  lungen verkleinert wird.

   Enthält das     Vorschaltgerät     in Reihe mit der Drosselspule 13 noch eine Kapazi  tät 20, so muss die Zusatzwicklung 14 gleichsinnig  mit der     Vorschaltdrossel    13 gewickelt sein, so dass in  diesem Falle durch den     Vorheizstrom    die     Induktivität     der Drossel vergrössert wird. In beiden Fällen soll  ja der Scheinwiderstand des ganzen     Vorheizstrom-          kreises    durch die Zusatzwicklung 14 verkleinert wer  den. Hat also der Glühschalter 9 den Kontakt geöff  net und die Lampe 1 gezündet, so öffnet sich auch  wieder der Kontakt des Glimmschalters 5, und der       Glühzünderkontakt    9a geht in die Kontaktstellung  zurück.

   Die Lampenspannung reicht nun in bekann  ter Weise nicht mehr aus, um den Glimmschalter 5  zum Ansprechen zu bringen.  



  In     Fig.    2 ist der Zusammenbau des     Glimmschal-          ters    5, des     Glühschalters    9, des     Störschutzkonden-          sators    12 und des     Dämpfungswiderstandes    19 auf  einer gemeinsamen Grundplatte 16 vorgesehen, die  durch einen gemeinsamen Schutzbecher 17 abgedeckt  sind. Der kombinierte Zünder ist also so zu einer  Einheit zusammengefasst und in den Abmessungen so  ausgebildet, dass er an die Stelle des bisher üblichen  Glimmzünders in die gleichen     Glimmzünderfassun-          gen    eingesetzt werden kann.

   Im Ausführungsbeispiel  ist ferner die Lampe 1 mit einem Zündstrich 18 ver  sehen, der mit einer der Glühelektroden 3 elektrisch  leitend verbunden ist. Durch diese Anordnung wird  noch eine weitere Verbesserung der Zündung, soweit  eine solche gegebenenfalls bei tiefen Temperaturen  noch     erforderlich    sein sollte, erreicht. Der Zündstrich  18 kann in bekannter Weise aussen oder innen auf  dem Lampenkolben angebracht sein.

   Durch die dar  gestellte und beschriebene Zünd- und Betriebsein  richtung wird eine     derartige        verlängerte        Vorheizung         der Lampenelektroden mit einem verstärkten Vor  heizstrom erzielt, dass eine schnelle und     flackerfreie     Zündung selbst bei tiefen Kältegraden zuverlässig  erfolgt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zünd- und Betriebseinrichtung für gas- und/oder dampfgefüllte elektrische Entladungslampen, insbe sondere Leuchtstofflampen, mit vorgeschalteten Dros selspulen, bei der im Brückenstromkreis (4) über den Glühelektroden (3) ein Glimmschalter mit einem Glühzünder (9) in Reihe liegt, dadurch gekennzeich net, dass der Glimmschalter für eine Induktionsstoss spannung ausgelegt ist, die niedriger als die zum Durchzünden der Bogenentladung in der zu zünden den Entladungslampe bei kalten Elektroden erforder lichen Spannung ist, während der Glühzünder (9) durch Öffnen seines Kontaktes (9a) eine Induktions- stossspannung oberhalb der Zündspannung der Ent ladungslampe bei vorgeheizten Elektroden bewirkt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Glimm- schalter bei Kontaktschluss durch eine Heizquelle zusätzlich erhitzt ist. 2.

   Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Glimmschalter (5) eine Stossspannung von höchstens 400 V, einen Bimetallstreifen (8) von höchstens 0,2 mm Stärke mit einer Länge von nicht über 14 mm und einen Fülldruck von Ne oder Ar mit Zusätzen von H., oder N, von wenigstens 40 Torr aufweist, während der Glühschalter (9) einen Bi metallstreifen (11) von grösserer Stärke und kleine rer Länge wie der Bimetallstreifen (8) des Glimm- schalters (5) und eine Füllung von Ne mit Zusätzen von H., oder N,

   von höchstens 10 Torr besitzt. 3. -Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Glimmschalter (5) einen Bimetallstreifen von 0,08 X 2,5 X 12 mm und eine Gasfüllung von Neon +10 % H > bei einem Fülldruck von 65 Torr aufweist, während der Glühschalter (9) einen Bimetallstreifen von 0,12 X 3 X 12 mm und eine gleichartige Gasfüllung wie der Glimmschalter bei einem Fülldruck von 2 Torr besitzt. 4.

   Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Glühwendel des Glühschalters (9) gleiche Abmessungen, gleichen Durchmesser und gleiche Steigung sowie gleiches Material wie die Elek- trodenwendeln (3) der zu zündenden Entladungs lampe (1) aufweist und sich von diesen durch ihre Länge unterscheidet. 5. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass die als Heizleiter des Glimmschal- ters (5) dienende Drahtwendel (6) aus einem Mate rial besteht, dessen Elektronen-Austrittsarbeit grösser als 4,6 Volt ist. 6.

   Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Heizwendel (6) des Glimm- schalters (5) aus einer Eisenlegierung besteht. 7. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der Heizleiter (10) des Glühschal- ters (9) so bemessen ist, dass er mindestens die dop pelte Leistung des Heizleiters (6) des Glimmschalters (5) bei gleicher Stromstärke aufnimmt. B.

   Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis<B>7,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass die in Reihe mit den Kontakten angeordnete Heizwendel des Glimmschalters (5) mit dem Gegenkontakt (7) des Bimetallstreifens und die Heizwendel (10) des Glühschalters (9) mit dem Bi metallstreifen (11) selbst verbunden ist. 9.

   Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass dem den Zündschaltern (5, 9) par allel geschalteten Störschutzkondensator zur Vermei dung des Verschweissens der Glimmschalterkontakte (12) ein Ohmscher Widerstand (19) von 100 bis 1000 Ohm vorgeschaltet ist. 10.

   Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass der Störschutzkondensator (12) zusammen mit dem ihm vorgeschalteten Ohmschen Widerstand (19) unmittelbar dem Glimmschalter par- arallel liegt. 11. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, dass der Glimmschalter (5) und der Glühschalter (9) zusammen mit dem die Schalter überbrückenden Störschutzkondensator (12) und dem Dämpfungswiderstand (19) in einem gemeinsamen Schutzbecher eingebaut sind. 12.

   Zünd- und Betriebseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungslampe (1) mit einem über fast die ganze Länge der Lampe sich er streckenden Zündstrich (18) versehen ist. 13. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Unter ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühelektroden (3) der Lampe (1) über eine Drossel spule (13) und gegebenenfalls einen Kondensator (20) an der Speisespannung liegen und d'ass in dem den Glimmschalter (5) und den Glühschalter (9) enthal tenden Brückenkreis eine zusätzliche, mit der Dros selspule gekoppelte Gegenwicklung (14) derart vor gesehen ist,

   dass diese den Scheinwiderstand des gan zen Vorheizstromkreises verkleinert.