DE1589136C3 - Vorrichtung zum Zünden von vorgeheizten Entladungslampen - Google Patents

Description

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drucklampen werden im Stand der Technik häufig mit er eine bestimmte mechanische Arbeit verrichten

beschrieben (deutsche Auslegeschrift 1 029 476 und kann, mit steigendem Drahtdurchmesser kleiner

USA.-Patentschrift 2 479 372). wird.

Bei sämtlichen mit einem metallischen Hitzdraht Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bilarbeitenden Zündvorrichtungen liegt eine Schwierig- 5 den noch den Gegenstand von Unteransprüchen,
keit in der Bemessung der mechanischen Stärke bzw. Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausdes elektrischen Widerstandes dieses Drahtes. Ein führungsformen wird die Erfindung nun weiter beDraht mit großem Durchmesser erwärmt sich lang- schrieben. In der Zeichnung ist
sam, so daß die Glühkathoden lange vorgeheizt wer- F i g. 1 eine schematische Darstellung mit Schaltden. Dieser günstigen Eigenschaft steht der Nachteil i° bild einer Ausführungsform in dem die Entladungsgegenüber, daß ein dicker Draht wegen seiner me- lampe vorheizenden Ruhezustand und
chanischen und thermischen Trägheit die Schaltvor- Fig.2 eine entsprechende Darstellung nach dem richtung nur langsam betätigt, so daß sich deren Zündvorgang und

Kontakte nur langsam öffnen und damit eine nur F i g. 3 die Darstellung einer abgeänderten Ausfüh-

niedrige Zündspannung erreicht wird. Bei Verwen- *5 rungsform.

dung eines Metalldrahtes mit niedrigerem Durchmes- Die Entladungslampe 1 weist zwei Elektroden 2,3 ser sinkt die Schaltzeit und steigt damit die Zünd- auf, die in Serie mit einer Drosselspule 4 und den spannung. Dieser dünne Draht kann sich jedoch zu Ruhekontakten 5,6 an Spannung führende Leitungen schnell aufheizen, so daß die Kathoden nicht ausrei- 7,8 angeschlossen sind. Zwischen einer Anzapfung 9 chend vorgeheizt werden. ²° der Drosselspule 4 und deren Ende 10 ist ein Metall-Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der draht 11 geschaltet. Die Ruhekontakte 5,6 sind zu-•^ Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sammen mit einer Anschlagplatte 12 in einem Halte-W zum Zünden der vorgeheizten Entladungslampen so stück 13 befestigt. Der Ruhekontakts ist durch einen auszubilden, daß diese optimal gezündet werden. Ge- Stift 14 aus Isoliermaterial mit einem Schalthebel IS nauer gesagt heißt dies, daß die Elektroden oder ?5 verbunden, welcher um eine Achse 16 verschwenk-Glühkathoden einerseits ausreichend lange vorge- bar ist und einen Steg 17 trägt, welcher gegen den heizt werden und daß im Augenblick der Zündung Metalldraht 11 gedrückt wird. Durch einen Anschlag eine ausreichend hohe Spannung erreicht wird. Zur 18 wird die Abwärtsbewegung des Schalthebels 15 Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der begrenzt. Ein an die Elektroden 2,3 angeschlossener eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung 3° Kondensator 19 dient als Zündhilfe und Radiostörvorgesehen, daß der Metalldraht so dick bemessen schutz.

[ ist, daß seine Wärmeträgheit annähernd der Wärme- Nach dem Einschalten der Spannung fließt der soj trägheit der Lampenelektroden entspricht und daß genannte Vorheizstrom von der Leitung 7 über die der Ruhekontakt ein Schnappkontakt ist. Dies be- Drosselspule 4, Elektrode 2, der Entladungslampe 1, deutet, daß die Lampenelektroden ausreichend lange 35 die geschlossenen Ruhekontakte 5,6 die zweite Elekvorgeheizt werden und daß anschließend trotz des re- trode 3 zurück zur Leitung 8. Gleichzeitig fließt ein lativ dicken Metalldrahtes eine hohe Zündspannung Steuerstrom von der Anzapfung 9 der Drosselspule 4 ; durch die plötzliche Öffnung des Schnappkontaktes über den Metalldraht 11 zum Ende 10 der Drosselerreicht wird. Ohne mechanische Hilfsmittel, die man spule. Unter dem Einfluß dieses Stromes erwärmt j z. B. bei dünnen Metalldrähten zum Hinausschieben 4o sich der Metalldraht 11 und dehnt sich aus. Dadurch des Schaltzeitpunktes verwendet hat, erreicht man können sich der Schalthebel 15 und die Kontakte somit ausreichende Erwärmung und eine genügend 5, 6 in Pfeilrichtung bewegen, bis die Kontaktfeder 6 . hohe Zündspannung. Die Abstimmung der Wärme- auf der Anschlagplatte 12 aufliegt, so daß sich bei trägheit des Metalldrahtes auf die Wärmeträgheit der weiterer Ausdehnung des Metalldrahtes 11 der Kon-Lampenelektroden bereitet keine Schwierigkeiten. 45 takt5 vom Kontakte trennt. Während dieser Zeit Die thermischen Eigenschaften des Metalldrahtes wurden die Elektroden 2,3 durch den Vorheizstrom und der Lampenelektroden können einander derart auf Emissionstemperatur erwärmt. Das öffnen der angepaßt werden, daß auch bei extremen Betriebsbe- Kontakte 5, 6 führt zu einer Stromunterbrechung und dingungen eine korrekte Vorheizung gewährleistet zu einer Induktionsspannung an der Drosselspule 4, ist. Der Metalldraht, dessen Durchmesser erheblich 5° die in bekannter Weise die Entladungslampe 1 züngrößer ist als bei den bisher bekannten Zündvorrich- det. Die Bewegung des Schalthebels 15 wird durch tungen, ergibt gleichzeitig eine Reduktion der Steuer- den Anschlag 18 begrenzt (Fig. 2), so daß der Meleistung bei gleichem Kontaktdruck der Zündkon- talldraht 11, dessen Festigkeit mit steigender Tempetakte. Falls auf eine Verkleinerung dieser Steuerlei- ratur sinkt, entlastet und nicht überbeansprucht wird, stung kein Wert gelegt wird, können die Kontaktver- 55 Die Anschlagplatte 12 und der Kontakt 6 könnten hältnisse durch Vergrößern des Kontaktdruckes ver- durch einen festen Kontakt ersetzt sein, wenn ein bessert werden, wie die folgenden Überlegungen zei- federndes Element zwischen den Metalldraht 11 und gen. Die mechanische Arbeit, die der Metalldraht für die Kontaktfeder 5 eingeschaltet würde. Die Kontaktdie Betätigung der Schaltvorrichtung leistet, ist durch feder 5 könnte auch gleichzeitig die Funktion dieses den Ausdehnungsweg und die maximale Zugkraft ge- ^6o federnden Elementes übernehmen,
geben, welche mit dem Drahtdurchmesser quadra- Bei großen Strömen könnte ferner eine Vereinfatisch ansteigt. Die Wärmeverluste des Drahtes durch chung der Vorrichtung dadurch erfolgen, daß der Konvektion und Strahlung, die bei einer bestimmten Metalldraht 11 statt an eine Anzapfung der Drossel-Drahttemperatur mit der zugeführten elektrischen spule in Serie mit dieser in den Kreis der Entladungs-Energie im Gleichgewicht sind, sind linear mit der ⁶5 lampe gelegt würde.

Drahtoberfläche und dadurch mit dem Durchmesser Ein schnelles öffnen der Kontakte 5,6 nach dem

verknüpft. Daraus folgt, daß die elektrische Energie, Vorheizen der Elektroden ist zum Erreichen einer

die einem Dehnungsdraht zugeführt werden muß, da- genügend hohen Induktionsspannung für ein sicheres

und flackerfreies Zünden sehr wichtig. Genauere Untersuchungen haben ergeben, daß die Öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte 5,6 mindestens 3 cm/sec sein sollte. Der für eine genügende Schaltverzögerung dimensionierte Metalldraht 11 hat den Nachteil, daß diese minimale Kontaktöffnungsgeschwindigkeit nicht ohne zusätzliche Maßnahmen erreicht werden kann. Eine Möglichkeit, diese Bedingung zu erfüllen, bestände in der Verwendung eines bekannten Schnappkontaktes.

Diese bekannten, mechanisch wirkenden Schnappkontakte haben meistens den Nachteil, daß der Kontaktdruck beim Schalten vorerst bis auf Null reduziert wird. Auch ist deren Justierung verhältnismäßig umständlich und teuer. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die mechanischen Schnappkontakte ein Schaltgeräusch erzeugen, welches bei Verwendung in der vorliegenden Zündvorrichtung störend wirkt. Ein Konstruktionsbeispiel, welches die Nachteile des mechanischen Schnappkontaktes nicht aufweist, ist in Fig. 3 dargestellt.

Der Metalldraht 11 wirkt hier auf die Achse 16 des Schalthebels 15, der bei Erwärmung des Metalldrahtes durch eine Feder 22 in Pfeilrichtung verschwenkt wird und dabei auf eine Kontaktfeder 23 einwirkt, an welcher der Kontakts sitzt. An der Kontaktfeder 23 ist ein ferromagnetischer Anker 21 befestigt, welcher vom Permanentmagnet 20 angezogen wird, so daß sich die Kontaktfeder 23 durchbiegt und einen genügend starken Kontaktdruck auf die Kontakte 5, 6 ausübt. Beim Schalten drückt nun das Ende des Hebels 15 an einer Stelle zwischen Magnet ίο und Befestigungspunkt 24 auf die Kontaktfeder. Im Moment, wo der durch die Feder 22 erzeugte Hebeldruck die Anzugskraft des Magneten 20 überwindet, öffnet sich der Kontakts schnappartig mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als 3 cm/sec. Die Anis Ordnung der einzelnen Elemente von links nach rechts in der Reihenfolge: Kontaktpaar 5, 6, Magnetsystem 20, 21, Angriffspunkt 25 des Dreharmes und Befestigungspunkt 24 des Kontaktarmes 23 sowie die Ausbildung des letzteren als elastische Feder führt dazu, daß der Kontaktdruck vor dem sprunghaften Öffnen nicht reduziert, sondern infolge der Abstützung durch den Magnet 20 und die vorhandene Hebelwirkung sogar noch erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 draht ein Widerstand geschaltet wurde, der beim Patentansprüche: Zünden der Lampe mit Hilfe eines Hilfskontaktes kurzgeschlossen wurde. Dadurch wird erreicht, daß

1. Vorrichtung zum Zünden von vorgeheizten die Spannung am Hitzdraht im Vorheizzustand und Entladungslampen, mit einem Metalldraht, der 5 bei brennender Lampe ungefähr gleich bleibt. Hieran einige Windungen, welche mit der Drosselspu- bei ist jedoch bei genügender Spannungsreserve für lenwicklung magnetisch gekoppelt sind, ange- das Offenhalten der Kontakte bei Unterspannung die schlossen ist, und durch dessen Ausdehnung bei Schaltzeit bei Nennspannung für eine korrekte Vor-Stromdurchgang eine Schaltvorrichtung mit Ru- heizung der Lampenkathoden nicht in allen Fällen hekontakt betätigt wird, welche die Zündung der io ausreichend. Der notwendige Hilfskontakt bedeutet Lampe bewirkt, dadurch gekennzeich- . zudem eine konstruktive Komplikation.

net, daß der Metalldraht (11) so dick bemessen Bei einem ähnlichen bekannten Starter mit Hitzist, daß seine Wärmeträgheit annähernd der War- draht, Seriewiderstand und Hilfskontakt wird als meträgheit der Lampenelektroden entspricht und Vorwiderstand ein Heißleiter verwendet. Hierbei daß der Ruhekontakt (5, 6) ein Schnappkontakt 15 wird die Schaltverzögerung durch die Zeitkonstante ist. des Heißleiters bestimmt, die beliebig gewählt wer-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- den kann. Diese Lösung erlaubt auch bei extremen kennzeichnet, daß der Durchmesser des Metall- Betriebsbedingungen eine ausreichende Vorhcizur.g drahtes (11) 0,25 bis 0,50 mm beträgt. der Lampenkathoden, jedoch ist leider der konstruk-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 2° tive Aufbau kompliziert und teuer,
kennzeichnet, daß als Schnappkontakt ein söge- Bei einer andern bekannten Startvorrichtung mit nannter Magnet-Kontakt (5, 6, 20, 21) verwendet Hitzdraht, ist dieser Draht im Ruhezustand durch wird. einen Hilfskontakt kurzgeschlossen. Ein Bimetallele-

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 3, da- ment, das durch den Vorheizstrom erwärmt wird, durch gekennzeichnet, daß der Magnet (20) zwi- 25 öffnet nach der gewünschten Zeit diesen Hilfskonschen dem Kontaktpaar (5, 6) und dem Ein- takt, so daß der Vorheizstrom den Hitzdraht durchspannpunkt der Kontaktfeder (23) angeordnet ist. fließen kann. Die Ausdehnung dieses Drahtes führt

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1,3 und 4, dann in bekannter Weise zum Öffnen der Starterkondadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Kon- takte und damit zur Zündung der Lampe. Dieser retaktfeder (23), bezogen auf die Stärke des Perma- 30 lativ komplizierte Starter, dessen Hitzdraht nicht an nentmagneten (20), so gewählt ist, daß sich die einer Anzapfung der Drossel liegt, sondern der von Kontaktfeder (23) im Ruhezustand zur Gewähr- Vorheiz- und Lampenstrom direkt durchflossen wird, leistung eines dauernd sicheren Kontaktes durch- weist den Nachteil auf, daß er für kleine Lampenleibiegt. stungen nicht verwendet werden kann, da der Durch-

35 messer des Hitzdrahtes aus konstruktiven Gründen nicht beliebig reduziert werden kann.

Es ist eine weitere Startvorrichtung mit Hitzdraht

bekannt, bei der eine ungefähr gleiche Spannung am

Hitzdraht im Vorheizzustand und bei brennender

40 Lampe nicht durch einen Vorwiderstand mit Hilfs-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zün- kontakt erreicht wird, sondern bei der diese Aufgabe den von vorgeheizten Entladungslampen mit einem einem zusätzlich zur Stabilisierungsdrossel vorhande-Metalldraht, der an einige Windungen, welche mit nen Spezialtransformator übertragen wird. Es hander Drosselspulenwicklung magnetisch gekoppelt delt sich um eine relativ teure Lösung, die zudem sind, angeschlossen ist, und durch dessen Ausdeh- 45 nicht in allen Fällen eine ausreichende Kathodenvornung bei Stromdurchgang eine Schaltvorrichtung mit heizung garantiert.

Ruhekontakt betätigt wird, welche die Zündung der Bei allen diesen bekannten Startvorrichtungen

Lampe bewirkt. wird ein relativ dünner Hitzdraht verwendet, dessen

Eine solche Vorrichtung zum Zünden von vorge- Wärmeträgheit für die Schaltverzögerung nur in Verheizten Entladungslampen soll die Elektroden oder 5<> bindung mit zusätzlichen Verzögerungselementen, Kathode dieser Entladungslampe bis auf Emissions- wie Heißleiter oder Bimetall oder in Kunstschaltuntemperatur aufheizen und anschließend die Zündung gen, wie Vorwiderstand mit Hilfskontakt oder Speeinleiten. Die hierzu nötige Zündverzögerung soll zialtransformator, genügt. Bei allen diesen bekannten sich den Betriebsbedingungen derart anpassen, daß Vorrichtungen ist die Wärmeträgheit des Hitzdrahtes sowohl bei Nenn- als auch bei Unter- und Uberspan- 55 wesentlich kleiner als diejenige der Lampenkathonung sowie bei extremen Umgebungstemperaturen den.

eine ausreichende Vorheizung vor der Zündung ge- Bekannt ist weiter eine Zündeinrichtung für elek-

währleistet ist. trische Entladungslampen mit vorheizbaren Glühka-

AIs Zündvorrichtung ist ein sogenannter Hitz- thoden, insbesondere Leuchtstofflampen, bei der in drahtstarter bekannt, dessen Zündkontakte durch ^6o dem von den Netzklemmen zu den Lampenelektroeinen Hitzdraht von etwa 0,13 mm Durchmesser ge- den führenden Stromkreis ein frei gespannter Hitzsteuert wurde, wobei die Speisung des Hitzdrahtes draht vorgesehen ist, welcher einen Betätigungshebel über eine Anzapfung der Drosselspule erfolgte. Da steuert, der mechanisch einen im Vorheizstromkreis ein so dünner Hitzdraht sehr rasch aufgeheizt wird, der Glühkathoden liegenden und in der Ausgangswar die Vorheizzeit der Kathoden naturgemäß unge- ⁶5 stellung geschlossenen Zündschalter zwecks Zündung nügend und der Lampenverschleiß bei häufigen öffnet und nach erfolgter Zündung offenhält (deut-Schaltungen entsprechend groß. Eine Verbesserung sehe Auslegeschrift 1 035 768). Ähnliche Starter für wurde dadurch erreicht, daß in Serie mit dem Hitz- Leuchtstofflampen oder fluoreszierende Nieder-