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Einrichtung zum Zünden von Leuchtstofflampen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zum Zünden elektrischer Entladungslampen, vorzugsweise
Leuchtstofflampen, die aus einem Glimmzünder und einem parallel zum Glimmzünder
geschalteten Kondensator besteht, die beide derart zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt
sind, daß die Einrichtung mittels zweier Kontakte austauschbar an den Zündstromkreis
der Leuchtstofflampe angeschlossen werden kann. Diese Einrichtung wird Starter genannt.
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Der Glimmzünder ist ein Schaltelement, das beim Einschalten die Vorschaltdrossel
und die Elektroden der Leuchtstofflampe zum Zweck des Aufheizens der Elektroden
hintereinander schaltet. Beim öffnen wird ein Spannungsstoß von etwa 600
bis 2000 V erzeugt, der zur Zündung der Leuchtstofflampe führt. Dabei können unter
Umständen elektrische Schwingungen auftreten, die den Fernseh- und/oder Rundfunkempfang
stören können. Um dies zu vermeiden, wird parallel zu den Elektroden des Glimmzünders
ein Kondensator von etwa 5000 pF geschaltet. Derartige Kondensatoren bestehen
entweder aus mehreren Lagen eines mit Isoliermasse imprägnierten Papiers oder aus
Blöcken eines keramischen Materials mit hoher dielektrischer Konstante. Beide Kondensatorarten
sind als handelsübliche Bauelemente nicht auf die Abmessungen des Glinun änders,
und Startergehäuses abgestimmt und lassen sich den räumlichen Verhältnissen im Startergehäuse
nicht anpassen.
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Es ist bereits bekannt, Starterteile durch Kunststoff zu einer Einheit
zu verbinden oder mit einer Kunststoffumhüllung zu versehen. Ferner ist es bekannt,
bei Startern einen zylinderfönnigen Kondensator zu verwenden, der den Kolben des
Glimmzünders umschließt und dessen Beläge mit je einem Stromzuführungsdraht
des Glimmzünders elektrisch leitend verbunden sind. Starter, welche nach diesem
bekannten Stand der Technik gebaut worden sind, haben zu große Ausmaße und sind
unwirtschaftlich, oder aber sie weisen für den vorgesehenen Zweck nicht verwendbare
Kapazitäten auf.
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Neuerdings sind Glimmzünder mit einem vereinfachten Aufbau und wesentlich
kleineren Kolbenabmessungen vorgeschlagen worden. Während bisher der Glaskolben
des Glimmzünders eine Höhe von etwa 27 mm und einen Durchmesser von
12,5 mm
hatte, beträgt die Höhe des Kolbens der neuen Glimmzünder etwa
20 mm und der Durchmesser 3 bis 5 mm.
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Dieser zur Zeit ganz allgemeinen Tendenz zur Verkleinerung des Schaltelementes
steht die Form und Größe der bisher verwendeten Kondensatoren entgegen. Sie verhindert
eine der Weiterentwicklung entsprechende Verminderung der Abmessungen des gesamten
Starters.
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Eine Zündeinrichtung für Entladungslampen in einer Drosselspulen-Startschaltung,
bestehend aus einem Glimrn ünder und einem elektrisch parallel zum Glimmzünder liegenden
Kondensator, die beide zu einer mittels zweier Kontakte in den Zündstromkreis einer
Entladungslampe anzuschließenden baulichen Einheit zusammengefaßt sind, bei der
der Kondensator den Kolben des Glimmzünders umgibt und die Kondensatorbeläge mit
je einem Stromzuführungsdraht des Glimmzünders elektrisch leitend verbunden
sind, wird nach der Erfindung dadurch verbessert, daß ein Kondensator verwendet
ist, dessen Kondensatorbeläge je aus einem isolierten, dünnen Draht bestehen
und bifilar oder verdrillt zu einer Spule gewickelt sind.
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Es hat sich gezeigt, daß die Temperatur- und Spannungsfestigkeit des
Starterkondensators nach der Erfindung größer ist als bei den bisher üblichen Papier-
oder keramischen Kondensatoren.
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Papierkondensatoren können bekanntlich eine ungenügende Kapazitätstoleranz
haben. Sie sind feuchtigkeitsempfindlich
und ihre ' isolierende
Imprägnierung schmilzt bereits bei einer Temperatur von 60' C. Dies
kann unter Umständen zu Kurzschlüssen innerhalb des Kondensators und zu einer
Zerstörung des Starters führen. Die keramischen Kondensatoren haben eine stark temperaturabhängige
Kapazitätstoleranz, was den,Zündvorgang ungünstig beeinflussen kann. Sie sind wesentlich
teurer in der Herstellung, und ihre Durchschlagsicherheit ist nicht immer befriedigend.
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Bei den nach der Erfindung verwendeten Kondensatoren hängt dagegen
die Temperaturfestigkeit lediglich von der Isoliermasse des Drahtes ab, aus dem
die Kondensatorspule gewickelt ist, und kann den jeweiligen Erfordernissen angepaßt
werden. Zweckmäßigerweise wird die Spule aus einem isolierten Kupferdraht mit einem
Rohdurchmesser von 30
bis 500 R- gewickelt, beispielsweise
einem unter dem Häiidelsname'n '» T#herniko-Draht« bekannten Draht. Aber auch andere
Drahtmaterialien ' wie z. B. Aluminium und Eisen, die mit einem ausreichend
temperaturbeständigen Lack isoliert sind, können mit Erfolg verwendet werden.
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Ein besonderer Vorteil der nach der Erfindung verwendeten Kondensatorspule
besteht darin, daß sie direkt auf den Kolben des Glimmzünders gewickelt werden kann.
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Darubpr hinaushat es sich gezeigt, daß durch die Starterkonstruktion
nach der Erfindung der Temperaturverlauf vom Glimmzünder zum Gehäuse günstig beeinflußt
wird, so daß das Zünden der Leuchtstofflampen auch bei tiefen Außentemperaturen
erleichtert wird.
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Die beiden Spulen des bifilar gewickelten Kondensators können elektrisch
parallel zueinander und zu dem Glimmzünder gelegt _ werden, so daß beide
Enden je einer der beiden eng aneinanderliegenden Wicklungen mit
je einem Stromzuführungsdraht des Glimmzünders oder je einem der beiden
Bodenkontakte verbunden sind. Es hat sich als besonders zweckmäßig gezeigt, daß
bei Verbindung nur je
eines Endes der beiden Wicklungen mit je einer
Stromzuführung des ' Glinimzünders die Dämpfung der Störschwingungen über
100OHz größer ist, so daß diese Schaltung in bezug auf die Entstörung des Fernseh-
oder Rundfunkempfanges durch den Starter günstiger ist. Die beiden anderen Enden
der beiden Wicklungen werden in diesem Fall isoliert.
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Durch die Konstruktion nach der Erfindung, bei der die Kondensatorspule
den Kolben des Glimmzünders umschließt, besteht auch die Möglichkeit, gehäuselose
Starter herzustellen. Der Glimm ünder, die Kondensatorspule und die mit deren
Stromzuführungen leitend verbundenen Bodenkontakte - werden in eine geeignete
Form gebracht, die in der bei Startern bekannten Weise mit einem flüssigen wärmehärtbaren
Kunstharz, beispielsweise Polystyrol mit mikroporöser Struktur oder in Form eines
aufgeschäumten porigen Kunststoffes ausgegossen wird, wobei die Kunstharzmasse alle
freien Räume zwischen den Starterteilen ausfällt. Durch Erwärmung wird die Kunstharzmasse
fest, und der fertige Starter kann der Form entnommen werden. Die zur Aushärtung
erforderliche Zeit, die sogenannte Topfzeit, ist von der Temperatur abhängig, sie
wird um so kürzer, je höher die angewendete Temperatur ist. Zur Erreichung
einer maschinellen Fertigung sind kurze Topfzeiten erwünscht. Dazu sind Temperaturen
von 1001 C und darüber notwendig. Bei diesen Temperaturen werden jedoch die
bisher im Starterbau üblichen Kondensatoren beschädigt. Dagegen kann ein Spulenkondensator
ohne Beschädigung über 100 bis 20011 C erhitzt werden. Darüber hinaus
bietet der symmetrische Aufbau des neuen Starters die Möglichkeit, die notwendige
Menge der Kunstharzmasse zu verringern.: -
An Hand der Zeichnungsbeispiele
soll die Erfino dung näher erläutert werden.
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F i g. 1 zeigt den bisher üblichen Aufbau eines Starters; F
i g. 2 ist ein verkleinerter Starter mit einer Kondensatorspule nach der
Erfindung; F i g. 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Schaltmöglichkeiten des
Starters nach der Erfindung; F i g. 5 ist ein gehäugefoser Starter.
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In den Figuren ist mit 1 - det Glimmzünder, mit 2 der Kondensator
bezeichnet. 3 ist das Gehäuse -des Starters. 4 und 5 sind die beiden
Kontakte, mit deren Hilfe der Starter mit dem Zündstromkreis, beispielswpise. einer
Läuchtstofflampe 6i verbunden ist.
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Zur Strombegrenzung des Lampenstromkreiges dient die Drosselspule
7. Mit 8 lüiid 9 sind die beiden Elektrodenwendeln der Lampe
6 bezeichnet. Beim Anlegen der Netzspannung wird, wie aus den beiden
F i g. 3 und 4 zu erkennen i st, eine Glimmentladung im Glimm ünder
1 einsetzen. Durch diese werden die beiden Elektroden 10, 11 des Glimmzünders,
von denen mindestens eine aus ein ein Bimetällgtreifen besteht, so lange erwärmt,
bis sich die Elektroden 10,
11 berühren und damit der Heizstromkreis
der Elekz troden 8, 9 der Leuchtofflampe 6 geschlossen wird, wodurch
diese auf Betriebgtemperatur gebracht werden. Da bei Berührung der Elektroden
10, 11 die Glimmentladung erlischt, kühlen sich die beiden Elektroden ab
und werden voneinander getrennt. Im Zusammenwirken mit der Drosselspule
7 erzeugt diese Trennung einen Spannungsstoß, durch den die Lampe
6 gezündet wird. Sobald die Entladung in der Lampe 6 zwischen den
geheizten Elektrodenwendeln 8 und 9 eingesetzt hat, liegt an den Elektroden
i0, 11 des Glimmzünders 1 nur noch eine so geringe Spannung, daß sich
zwischen ihnen keine Glimmentladung ausbilden kann. Der Zündstromkreis bleibt also
während des Betriebes der Lampe 6 unterbrochen.
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Aus F i g. 1 ist zu erkennen, daß Glimmzünder 1
und Kondensator
2 bei der bisherigen Ausführung eines Starters unsymmetrisch zur Achse des Gehäuses
untergebracht sind. Zwischen dem Gehäuse 3 und den Bauelementen
1 und 2 muß ein Streifen aus isolierendem Material 12 eingelegt werden, um
überschläge zu vermeiden.
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Die Elektroden 10 und 11 sind mit ihren Stromzuleitungen
mit den in der Bodenplatte befestigten Kontakten 4, 5 elektrisch verbunden.
Ebenso sind die Stromzuleitungen des Kondensators 2 mit diesen derart verbunden,
daß der Kondensator parallel zu den Elektroden 10, 11 des Glimmzünders
1 liegt. Am oberen Ende des Gehäuses 3 ist eine öffnung
13 vorgesehen, durch die beispielsweise die Funktion des Glimmzünders beobachtet
werden kann.
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In F i g. 2 ist ein Starter nach der Erfindung mit einem Glimmzünder
dargestellt, dessen Elektrodensystem aus einer annähernd geraden Bünetallelektrode
10 und einer zu dieser etwa parallel angeordneten Nickel-Gegenelektrode
11 besteht, - die ohne
Halterung durch eine Gla,sperle,
od. dgl. zu ihren Stromzuführüngsendeii' in einem engen, pumprohrähnlichen Glasrohr
eingeschmolzen, beziehungsweise eingequets,cht sind, wodurch der Glasrohrkörper
des Glimmzünders in an sich bekannter Weise eine Außenquetschung.aufweist, in welcher
die Elektroden festgelegt sind. Der Glasrohrkölben hat etwa einen Innendurchmesser
von 3 bis 5 mm bei einer Wandstärke von 0,6 mm. Auf diesen
Glaskolben wird die Kondensatorspule 2 direkt aus einem Draht mit einer temperaturbeständigen
Isolierung bifilar gewickelt und thermoplastisch verklebt. Da die Kapazität einer
derartigen Spule direkt proportional der Länge und indirekt proportional dem Durchmesser
des Drahtes ist, können die Abmessungen der Spule den jeweiligen räumlichen Gegebenheiten
im Starter angepaßt werden.
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So besteht der Kondensator 2 in dem Ausführungsbeispiel der F i
g. 2 aus einer körperlos gewikkelten Zylinderspule mit einem Außendurchmesser
von 7,5 mm und einer Höhe von etwa 15 mm. Um die geforderte Kapazität
von 5000 pF zu erhalten, hat sie etwa 1000 Windungen eines isolierten
Drahtes mit einem Durchmesser von 38 #tin.
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In den F i g. 3 und 4 ist die Schaltung dieser Spule erläutert.
In F i g. 3 sind die beiden Enden 16, 17
bzw. 18, 19 der beiden
Wicklungen 14 und 15 mit dem Zündstromkreis der Leuchtstofflampe
6 durch die Kontakte 4 und 5 verbunden. In F i g. 4 sind die
Enden 16' und 18' der Wicklungen 14' und 15' nicht angeschlossen
und sind isoliert, während die Enden 17 und 19 mit dem Zündstromkreis
der Leuchtstofflampe leitend verbunden sind.
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Das Gehäuse 3 ist mit einem Sockel versehen, und die Stromzuführungsdrähte
des Glimmzünders 1 und der Kondensatorspule 2 sind mit den entsprechenden
Kontakten 4, 5 des Sockels verbunden.
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Bei einer sockellosen Ausführung der Zündeinrichtung nach der Erfindung
sind die Stromzuführungen des Glimmzünders in dem Fußteil des Kolbens eingequetscht
und werden an den beiden gegenüberliegenden Flächen der Quetschung angelegt. Sie
werden mit den entsprechenden Enden der umschließenden Kondensatorspule leitend
verbunden. Geschützt wird die Spule in bekannter Weise durch einen darübergezogenen
wärmebeständigen Schlauch aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Polyvinylchlorid
mit eingefrorenen inneren Spannungen, durch die bei Erwännung der Schlauch sich
zusammenzieht und mit seiner Innenfläche fest auf der Spule und den von der Spule
nicht bedeckten Teilen des Glaskolbens des Glimmzünders aufliegt.
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In F i g. 5 ist eine gehäuselose Konstruktion des Starters
dargestellt. Der Glimmzünder 1 ist von der Kondensatorspule 2 eng umgeben,
ihre Stromzufüh-
rungen sind mit den Kontakten 4 und 5 verbunden. Sie
werden in eine geeignete Form gebracht, die in an sich bekannter Weise mit einem
flüssigen wärmehärtbaren Kunstharz, beispielsweise Polystyrol mit mikroporöser Struktur
oder in Form eines aufgeschäumten porigen Kunststoffes ausgegossen wird, wobei die
Kunstharzmasse alle freien Räume zwischen den Starterteilen und zwischen der Spule
und der Form ausfüllt. Durch Erwärmung wird die Kunstharzmasse fest, und der fertige
Starter kann der Form entnommen werden. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind
die Kontakte 4 und 5 in einer Brücke aus isolierendem Werkstoff befestigt,
die vom Kunstharz umgeben ist. Auf diese Weise wird, eine stabilere Befestigung
der Kontakte erreicht.
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Es hat sich kezeigt, daß durch die raumsparende Anordnung nach der
Erfindung #die-Herstellung des Starters wesentlich vereinfacht und verbilligt werden
kann. Darüber hinaus ist ein Starter nach der Effindung erschüt-teru'ngsfe
. st - und . kann weder beim Transport noch beim Einbau in
Fahrzeugbeleuchtungen beschädigt werden.