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Vorrichtung und Schaltanordnung zur Zündung von Leuchtstofflampen
Mit den bisher bekannten Vorrichtungen zum Zünden von Leuchtstofflampen ist es unmöglich,
Leuchtstofflampen bei tieferen Temperaturen als höchstens -:2o0 C zur Zündung zu
bringen. Wie bekannt, kann eine betriebssichere Zündung nur bis höchstens - 1q:°
C erfolgen, so daß diese bekannten Zündvorrichtungen insbesondere für Straßenbeleuchtungsanlagen
unterVerwendung vonLeuchtstofflampen unbrauchbar sind, weil die Zündeinrichtungen
schon bei Temperaturen unter - z4° C versagen.
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Es ist ferner bekannt, daß die Spannungsstöße bei den heutigen Zündeinrichtungen
unregelmäßig sind. Da sie auch nicht gesteuert werden, liegen sie meist an ungünstigen
Stellen der Spannungskurve. Hieraus folgt, daß bei tieferen Temperaturen als - i4°
C die Leuchtstofflampe nicht zur Zündung kommen kann, weil durch die unzureichenden,
nicht gesteuerten Spannungsstöße nur ein andauerndes flackerndes Aufleuchten der
Lampe bewirkt wird.
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DieseÜbelstände werden durch vorliegendeErfindung beseitigt, indem
die Vorrichtungen und die Schaltanordnungen derart ausgebildet sind, daß die. handelsüblichen
Leuchtstofflampen auch bei Temperaturen über -4ö°' C hinaus sicher zur Zündung gebracht
werden.
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Die sichere Zündung der Leuchtstofflampe bei sehr niedrigen Temperaturen,
auch unter -i4° C, erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß durch die
Vorrichtung
die erforderliche Spannungserhöhung einmal durch einen aus der Selbstinduktion und
der Kapazität gebildeten Schwingkreis erzeugt wird und zum anderen, daß die Spannungsstöße
so gesteuert werden, daß die Spannungsstöße an günstiger Stelle der Spannungskurve
liegen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung sowie Beispiele über die Schaltanordnungen
sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Vorrichtung im Aufriß
im Schnitt, Abb. 2 und 2,a Schaltbild der Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Abb. 3 bis 8 weitere Schaltanordnungen in schematischer Darstellung.
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Die Vorrichtung besteht aus dem zweckmäßig aus Leichtmetall bestehenden
Gehäuse i, welches mit der aus Isolierpreßstoff bestehenden Sockelplatte 2 zweckentsprechend
verbunden ist, um eine staubdichte Anordnung der in dem Gehäuse i angebrachten Mechanismenteile
zu erzielen.
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Auf der Sockelplatte 2 ist das aus Eisenblech bestehende Joch 4 angeordnet,
welches mit dem an der Außenseite der Sockelplatte 2 befindlichen Sockelstift 3
in Verbindung steht. Auf dem vorderen Ende des Joches 4 ist ein Kondensator 5 zweckentsprechend
befestigt. Vor dem Kondensator 5 ist auf dem Joch 4 die Magnetspule 6 angeordnet,
die auf dem Joch 4 befestigt *und deren Kern an dem einen Ende mit zwei Einschnitten,
in die eine Kurzschlußwicklung aus Kupfer gelegt ist, versehen ist.
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An dem. Joch 4 ist eine mit einem Ende frei schwebende Biinetallkontaktfeder
7 befestigt, um die eine Heizwicklung 8 angeordnet ist. Das eine Ende 9 der Bimetallfeder
7 ist in einem aus Isoliermaterial bestehenden Klötzchen io mit dem Joch 4 befestigt.
Üm die Bimetallfeder 7 richtig einstellen zu können, ist oberhalb derselben ein
Begrenzungsblech ii angeordnet, gegen welches sich die Bimetallfeder 7 abstützt.
Das Begrenzungsblech ii ist mit dem einen Ende i2 ebenfalls in dem aus Isoliermaterial
bestehenden Klötzchen io befestigt.
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Der Kontakt der Bimefallfeder 7 steht im Ruhezustand mit dem Kontakt
der Feder 14 in Berührung. Die Haltekontaktfeder 14 ist an dem Joch 4 befestigt.
Zur Einstellung des Kontaktes stützt sich die Haltekontäktfeder 14 gegen das Halteblech
15, dessen Ende 22 mit dem Ende 13 der Haltekontaktfeder 14 fest verbunden ist.
Auf der Haltekontaktfeder 14 ist der Anker 16 fest angeordnet. Die Haltekontaktfeder
14 ist so ausgebildet, daß sie bei etwa 8o Volt Spannung an der Spule 6 noch angezogen
bleibt.
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Auf der anderen Seite der Magnetspule ist an dem Joch 4 die Arbeitskontaktfeder
17 angeordnet, an der ebenfalls ein Anker 18 befestigt ist.
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Um ein übermäßiges Ausschlagen der Arbeitskontaktfeder 17 zu vermeiden,
ist auch hier ein Halteblech 2i angeordnet, gegen welches sich die Arbeitskontaktfeder
17 im Ruhezustand abstützt. An dem freien Ende der Feder 17 ist die Kontaktfläche
i9 angeordnet, die- mit dem Kontakt äo der Magnetspule 6 jeweils in leitende Berührung
gebracht wird. Diese Arbeitskontaktfeder 17 ist so ausgebildet, daß sie ab, 16o
bis 170 Volt Wechselspannung an der Spule 6 dem Wechselfeld folgend in jeder Halbperiode
angezogen und losgelassen wird, wobei die Feder unter 16o bis 170 Volt in Ruhestellung,
wie dargestellt, verbleibt.
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Durch diese Gestaltung und Anordnung ist eine besonders einfache elektrische
Verbindung der einzelnen Elemente-geschaffen, die z. B. wie folgt ausgebildet sein
kann.
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Der eine Kontaktstift 3 ist mit dem Joch 4 verbunden. Des weiteren
ist die Haltekontaktfeder 14, die Arbeitskontaktfeder i7 sowie ein Pol des Kondensators
5 und ein Ende der Spulenwicklung mit dem Joch ¢ leitend verbunden. An dem zweiten
KOntaktStift 3d liegt isoliert von Joch 4 der Gegenkontakt 2o der Magnetspule 6,
welcher mit dem anderen Wicklungsende derselben und hiermit gleichzeitig der zweite
Pol des Kondensators 5 sowie das freie Ende der Heizwicklung 8 verbunden ist. Das
andere Ende der Heizwicklung 8 ist mit der Bimetallfeder 7 fest, z. B. durch Verlöten
od. dgl., verbunden. In Reihe mit dem Kondensator 5 liegt eine Widerstandswicklung
von etwa 30 Ohm.
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Nach der Schaltanordnung gemäß Abb. 2 und 2 a ergibt sich folgende
Wirkungsweise:. Nach kurzzeitiger Vorheizung der Elektroden erfolgt- die Zündung
durch periodisch auftretende Spannungserhöhungen, die durch Aufladen und Kurzschließen
eines Kondensators 5 in Verbindung mit der Induktivität L entstehen.
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Nach dem Einschalten der Lampe fließt der Heizstrom der Elektroden
über die Heizwicklung 8 und über die Kontakte der Federn 7 und 14, wobei der Bimetallstreifen
7 erwärmt wird. Kondensator 5 und Wicklung 6 sind kurzgeschlossen. Durch die Erwärmung
öffnet die Feder 7 den Ruhekontakt zwischen 7 und -14. Nach dem Öffnen liegt annähernd
volle Netzspannung an der Wicklung 6. Dabei wird die Feder 14 ruckartig angezogen..
Ebenfalls wird jetzt die Feder.17 angezogen und beginnt als Unterbrecher über die
Kontakte i9 und 2o zu arbeiten. Hierbei wird der aus dem Kondensator 5 und der Induktivität
L (Abb. 2, 2 ä) gebildete Schwingkreis durch periodisches Kurzschließen des Kondensators
5 ein- und ausgeschaltet. Die bei diesen Schaltvorgängen auftretenden Spannungserhöhungen
bewirken das Zünden der Leuchtstofflampe. Die Feder 14 ist so bemessen, daß sie
den kurzzeitigen Unterbrechungen nicht folgt. - Nach dem Zünden liegt die Lampenbrennspannung
an der Wicklung 6. Die Feder 14 bleibt angezogen, während die Feder 17 in geöffneter
Stellung stehenbleibt.
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Nachstehend werden noch Schaltanordnungen und Zündvorrichtungen beschrieben,
mit denen ebenfalls Leuchtstofflampen bei tiefen Temperaturen, insbesondere unter
-14° C zur Zündung gebracht werden.
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Gemäß der Schaltanordnung Abb. 3 wird die zur Zündung der Leuchtstofflampen
notwendige 'Spannungserhöhung durch einen aus der Selbstinduktion L und der Kapazität
C gebildeten Schwingkrevserzeugt, so daß folgendeWirkungsweiseeinträtt:
Der
über die Selbstinduktion L, die Glühelektroden und Kondensator C fließende Strom
heizt die Glühelektroden auf, wodurch die hierbei gleichzeitig. auftretende Schwingkreisspannung
die Leuchtstofflampe kurzfristig zur Zündung bringt.
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Bei der Schaltanordnung nach Abb. q. erfolgt die Zündung in der gleichen
Weise wie nach Abb. 3. Hierbei wird nach erfolgter Zündung der Schwingkreiskondensator
durch einen Unterbrecher U abgeschaltet. Zur Erhöhung der Zündsicherheit ist der
Unterbrecher U so ausgebildet, daß er während des Zündvorganges .eine periodische
Unterbrechung des Schwingkreisstronmes bewirkt, so daß eine zusätzliche Erhöhung
der Zündspannung erreicht wird.
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Hierdurch ist folgende Wirkungsweise bedingt: Nach erfolgter Zündung
sinkt die Lampenspannung auf ihren Betriebswert. Hiernach öffnet der Unterbrecher
U den Stromkreis und schaltet den Schwingkreiskondensator ab, wobei der Unter-Brecher
U von der Lampenspannung oder auch vom Lampenstrom gesteuert sein kann.
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Gemäß der Schaltanordnung nach Abb, 5 erfolgt die Zündung grundsätzlich
wie -.in Abb. q. dargestellt und beschrieben. Der Unterbrechungszeitpunkt
wird jedoch durch Phasenverschiebung so festgelegt, daß bei der Unterbrechung des
Schwingkreisstromes ein Höchstwert an Zusatzspannung entsteht.
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Bei der Schaltanordnung nach Abb. 6 erfolgt die Zündung grundsätzlich
wie bei Abb. q. bzw. 5. Hierbei werden jedoch die Glühelektroden der Lampe mittels
eines besonderen Relais mit Verzögerungen vorgeheizt.
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Die Wi.rkungswe'ise ist folgende: Das vorgelagerte Thermorelais ThR
öffnet nach kurzem Vorheizen den Heizstromkreis, wonach sofort die Zündeinrichtung
gemäß Abb. q. oder 5 in Tätigkeit tritt und somit die Zündung der Leuchtstofflampe
bewirkt.
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Nach der Schaltanordnung Abb. 7 wird durch ein elektrisch angetriebenes
Schaltwerk Schw (z. B.
Kleinmotor) nach kurzzeitiger Heizung der Glühelektroden
der Lampe der Heizstromkreis durch Schalter ia unterbrochen und danach mittels des
Schalters 2a hohe Zündspannungsimpulse an die Lampe gegeben, so daß diese zur Zündung
gebracht wird.
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Die Betätigung der Kontakte kann durch Nockenscheiben, Kontaktwalzen
od. dgl. erfolgen. Nach erfolgter Zündung wird das Schaltwerk Schw mittels Strom-
oder Spannungsrelais in Abhängigkeit vom Lampenbetriebsstrom oder von der Lampenspannung
derart abgeschaltet, daß es in der Ausgangsstellung stehenbleibt.
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Nach der Schaltanordnung Abb.8 erfolgt die Zündung dadurch, daß ein
zeitverzögertes Relais die Vorheizung bewirkt und danach ein elektromagnetischer
Unterbrecher die für die Zündung notwendige Spannungserhöhung erzeugt.
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Hierdurch wird folgende Wirkungsweise erzielt: Der Kontakt ib ist.
im Ruhezustand geschlossen, so daß zunächst-ein Heizstrom, der die Glühelektroden
der Lampe vorheizt, durchfließt. Nach dem zeitverzögerten Öffnen des Kontaktes ib
.werden sofort mittels des z. B. von der Spannung an der Lampe (entsprechend Abb.
8) oder durch den Lampenstrom gesteuerten Relais R2 mit Kontakt 2b durch periodisches
Öffnen und Schließen des Heizstromkreises schnell aufeinanderfodgende Überspannungsstöße
erzeugt, die die Lampe sicher zur Zündung bringen. Nach erfolgter Zündung bleiben
die Kontakte ib und 2b in geöffneter Stellung.
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Durch die erläuterte Vorrichtung und die Schaltanordnungen ist es
erreicht, Zündeinrichtungen für die üblichen Leuchtstofflampen zu schaffen, die
die Leuchtstofflampen selbst bei sehr niedrigen Temperaturen mit Sicherheit bis
etwa -6o° C zur Zündung bringen. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß die erforderliche
Spannungserhöhung durch einen aus der Selbstinduktion L und der Ka= pazität C geb:ildefen
Schwingkreis erzeugt wird.