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Einrichtung zum Zünden von Hochdruck-Gasentladungslampen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Zünden von vorzugsweise für Projektionszwecke verwendeten Hochdruck-Gasentladungslampen (gasgefüllte Bogenlampen), insbesondere Xenon-Hochdruck- lampen.
Solche Xenon-Hochdrucklampen, die in letzter Zeit in steigendem Masse vor allem faz Kinoprojek- toren aber auch für Studio- und andere Beleuchtungszwecke Verwendung finden, bestehen aus einem lang- lichen, abgeschlossenen Quarzkolben, in welchem sich eine Xenonfüllung mit zirka 10 at Überdruck befindet. Inder Mitte des Kolbens wird zwischen zwei Elektroden ein Lichtbogen aufrechterhalten. Die Lampen werden hauptsächlich mit Gleichspannung von zirka 65 bis 110 V gespeist, wobei Ströme bis zu zirka
95 A fliessen können. Diese Hochdrucklampenzeicimen sich vor allem durch ihr kontinuierliches, sonnenlichtähnliches Spektrum, durch besondere Wirtschaftlichkeit und durch grosse Vereinfachung der Wartung und des Betriebes aus.
Da die Betriebsgleichspannung zur Zündung der Lampe keinesfalls ausreicht, wird in Serie mit der
Betriebsgleichspannungsquelle eine Zündspannungsquelle geschaltet, welche eine Hochfrequenzspannung von 20 bis 40 kV erzeugt, die die Gasstrecke zwischen den Elektroden durchschlägt und den Lichtbogen zündet.
Die Zündspannungsquelle besteht bei den derzeit in Verwendung stehenden Geraten aus einem l'esla-Trans- formator, dessen Primärkreis mittels einer von einem Netztransformator gespeisten Funkenstrecke angesto- ssen wird.
Da die Sekundärwicklung (Hochspannungswicklung) des Tesla-Transformators mit der Betriebsstromquelle der Lampe in Serie geschaltet ist, wird diese Wicklung nach Zündung des Lichtbogens vom gesamten Betriebsstrom der Lampe durchflossen. Die Sekundärwicklung des Tesla-Transformators wird daher in der Regel aus einem spiralenförmig aufgewickelten Kupferband entsprechenden Querschnittes hergestellt, über welches am äusseren Umfang einige Prima'windungen gelegt sind.
Infolge der hohen Ströme, die während des Betriebes der Lampe durch die Sekundärwicklung des Tesla-Transformators fliessen, erzeugt diese Wicklung ein kräftiges magnetisches Feld, welches den zwischen den Elektroden brennenden Lichtbogen beeinflusst. Üblicherweise ist der Tesla-Transformator mit den für die Zündung nötigen Zusatzeinrichtungen zu einem eigenen Zündgerät zusammengebaut, welches bei den bisher bekanntgewordenen Aus- führungsformen von Kinoprojektoren mit Hochdrucklampen im rückwärtigen Te. 1 des Lampenhauses, d. h. hinter der Hochdrucklampe bzw. auch im vorderen Teil des Lampenhauses angeordnet ist.
Durch diese Anordnung ergibt sich eine unsymmetrische Beeinflussung des Lichtbogens durch das von der Sekundärwicklung des Tesla-Transformators erzeugte magnetische Feld, wodurch eine besonders bei opti3chen Geräten
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Lichtbogen besonders am Beginn des Betriebes sehr unruhig und taart auf den blcktrodentlachen herum, welche Erscheinung sich ebenfalls sehr störend auswirkt. Schliesslich bedingen diese Einflüsse einen unsymmetrischen Verschleiss der Elektroden, wodurch die Unsymmetrie in der Lichtabgabe noch verstärkt wird. Eine befriedigende magnetische Abschirmung der Sekundärwicklung des Tesla-Transformators ist infolge der auftretenden hohen magnetischen Feldstärken mit wirtschaftlich tragbarem Aufwand nicht möglich.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, auf einfache und wirkungsvolle Weise sämtliche vorstehend aufgezeigten Nachteile der bisher bekannten Einrichtungen, die durch die unsymmetrische Beeinflussungdes Lichtbogens durch das magnetische Feld der Sekundärwicklung des Tesla-Transformators ent-
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stehen,. zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäss durch eine derartige Anordnung des Tesla-Transforma- tors erreicht, dass die Längsachse der vom Betriebsstrom der Hochdrucklampe durchflossenen Sekundärwick- lung des Tesla-Transformators mit der Entladungsbahn bzw. der Verbindungslinie der Elektroden der Hoch- drucklampe fluchtet.
Gemäss einer besonders zweckmässigen weiteren erfindungsgemässen Ausgestaltung ist der die hoch- frequente Hochspannung gegenüber Masse führende Anschluss der Sekundärwicklung des Tesla-Transforma- tors unmittelbar und möglichst nahe unter dem negativen Anschluss der Hochdrucklampe angeordnet. Da- durch ergibtsich gegenüber den bekannten Ausführungsformen der sehr wesentliche Vorteil, dass die soge- nannte"heisse"Leitung für die Zuführung der hochfrequenten Hochspannung zum negativen Anschluss der
Hochdrucklampe besonders kurz ausgeführt werden kann und somit eine geringstmögliche Kapazität gegen Masse aufweist, wodurch Überschläge gegenbenachbarte Masseteile mit Sicherheit vermieden werden kön- nen.
Durch die Kürze dieser Leitung ergibt sich weiters der Vorteil, dass der störende Einfluss des von die- ser Leitung infolgederdurchsiefliessendenhohenBetriebsströme ausgebildeten Magnetfeldes auf den Licht- bogen praktisch vernachlässigbar wird.
Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert werden. In der Zeichnung ist eine handelsübliche Hochdrucklampe 1 dargestellt, wie sie vor allem fü : Projektionseinrichtungen verwendet wird. Sie besteht aus einem Quarzkolben 2, in welchem eine Kathode 3 und eine Anode 4 angeordnetsind, zwischen welchen ein Lichtbogen aufrechterhalten wird.
Die Kathode 3 muss im Betrieb stets unten liegen. Der Quarzkolben 2 ist in metallischen Anschlusskappen
5,6 gefasst, mittels denen die Lampe in geeigneten Halterungen im Lampenhaus befestigt und zentriert wird.
Unmittelbar unterhalb der Hochdrucklampe 1 befindet sich das Zündgerät 7, welches in bekannter Weise aufgebaut und geschaltet ist und in welchem alle für die Zündung der Lampe erforderlichen Bestandteile einschliesslich des Tesla-Transformators enthalten sind. Es wurde lediglich in schematischer Form die Sekundärwicklung 8 des Tesla-Transformators angedeutet, die meist aus einem zu einer Spirale aufgewickelten Kupferband besteht, in deren Zentrum der Anschlussbolzen 9 für die Abnahme der hochfrequenten Hochspannung angeordnet ist.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Längsachse B-B der Sekundärwicklung 8 des Tesla-Transformators mitder Entladungsbahn bzw. der Verbindungslinie der Elektroden 3, 4 der Hochdrucklampe 1 und somit im dargestellten Ausführungsbeispiel auch mit der Längsachse A-A der Lampe l fluchtet, wodurch die schädlichen unsymmetrischen Einwirkungen des magnetischen Feldes der Sekundärwicklung 8 auf den Lichtbogen vermieden werden.
Der die hochfrequente Hochspannung führende Anschluss 9 der Sekundärwicklung 8 des Tesla-Transformators ist unmittelbar unterhalb der negativen Anschlusskappe 5 der Hochdrucklampe 1 angeordnet, so dass die gegen Überschläge zu benachbarten Masseteilen besonders empfindliche "heisse" Leitung 10 zur Zuführung der Hochspannung zur negativen Anschlusskappe 5 besonders kurz ausgeführt werden kann, wodurch auch derstörende Einfluss des von dieser Leitung erzeugten Magnetfeldes auf den Lichtbogen praktisch wegfällt.
Ausserdem ist in der Zeichnung noch der Gleichrichter 11 zur Erzeugung der Betriebsgleichspannung für die Lampe 1 dargestellt. Die Inbetriebsetzung des Zündgerätes, d. h. die Zündung der Lampe 1 erfolgt durch Drücken des Tasters 12.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann natürlich mit den gleichen Vorteilen auch bei andern optischen Geräten für Studio- und andere Beleuchtungszwecke usw. verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Zünden von vorzugsweise für Projektionszwecke verwendeten Hochdruck-Gasentladungslampen (gasgefüllte Bogenlampe), insbesondere Xenon-Hochdrucklampen, mittels HochfrequenzFunkenentladung, zu deren Erzeugung ein Tesla-Transformator vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (B-B) der vom Betriebsstrom der Hochdrucklampe (1) durchflossenen Sekundärwicklung (8) des Tesla-Transformators mit der Entladungsbahn bzw. der Verbindungslinie der Elektroden (3,4) der Hochdrucklampe (1) fluchtet.
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Device for igniting high pressure gas discharge lamps
The invention relates to a device for igniting high-pressure gas discharge lamps (gas-filled arc lamps), in particular xenon high-pressure lamps, which are preferably used for projection purposes.
Such xenon high-pressure lamps, which have recently been increasingly used primarily for cinema projectors but also for studio and other lighting purposes, consist of a long, sealed quartz bulb in which there is a xenon filling with around 10 atm overpressure . An arc is maintained between two electrodes in the center of the bulb. The lamps are mainly fed with DC voltage of around 65 to 110 V, with currents of up to around
95 A can flow. These high-pressure lamps are characterized primarily by their continuous spectrum similar to sunlight, by their particular economy and by greatly simplifying maintenance and operation.
Since the DC operating voltage is by no means sufficient to ignite the lamp, it is in series with the
Operating DC voltage source connected to an ignition voltage source, which generates a high-frequency voltage of 20 to 40 kV, which breaks through the gas path between the electrodes and ignites the arc.
The ignition voltage source in the devices currently in use consists of a l'esla transformer, the primary circuit of which is triggered by a spark gap fed by a network transformer.
Since the secondary winding (high voltage winding) of the Tesla transformer is connected in series with the operating current source of the lamp, the entire operating current of the lamp flows through this winding after the arc has been ignited. The secondary winding of the Tesla transformer is therefore usually made from a helically wound copper strip with a corresponding cross section, over which a few primary turns are placed on the outer circumference.
As a result of the high currents that flow through the secondary winding of the Tesla transformer while the lamp is in operation, this winding generates a strong magnetic field that influences the arc burning between the electrodes. Usually, the Tesla transformer with the additional devices required for ignition is assembled to form its own ignition device, which in the previously known embodiments of cinema projectors with high-pressure lamps in the rear part. 1 of the lamp house, d. H. is arranged behind the high pressure lamp or in the front part of the lamp house.
This arrangement results in an asymmetrical influence on the arc due to the magnetic field generated by the secondary winding of the Tesla transformer, which is particularly beneficial for optical devices
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Arc especially at the beginning of the operation very restless and daart on the blcktrodentlachen, which phenomenon is also very disturbing. Ultimately, these influences cause asymmetrical wear on the electrodes, which increases the asymmetry in the light output. A satisfactory magnetic shielding of the secondary winding of the Tesla transformer is not possible with an economically acceptable expense due to the high magnetic field strengths that occur.
The invention has set itself the goal of eliminating, in a simple and effective manner, all of the above-mentioned disadvantages of the previously known devices that result from the asymmetrical influence of the arc by the magnetic field of the secondary winding of the Tesla transformer.
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stand,. to eliminate. According to the invention, this is achieved by arranging the Tesla transformer such that the longitudinal axis of the secondary winding of the Tesla transformer through which the operating current of the high pressure lamp flows is aligned with the discharge path or the connecting line of the electrodes of the high pressure lamp.
According to a particularly expedient further embodiment according to the invention, the connection of the secondary winding of the Tesla transformer carrying the high-frequency high voltage to ground is arranged directly and as close as possible below the negative connection of the high-pressure lamp. This has the very significant advantage over the known embodiments that the so-called "hot" line for feeding the high-frequency high voltage to the negative connection of the
The high-pressure lamp can be made particularly short and thus has the lowest possible capacitance to ground, as a result of which flashovers against adjacent mass parts can be avoided with certainty.
The shortness of this line also has the advantage that the disruptive influence of the magnetic field on the arc generated by this line as a result of the high operating currents flowing through it is practically negligible.
The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing. In the drawing, a commercially available high-pressure lamp 1 is shown, as it is mainly used for: projection devices. It consists of a quartz bulb 2 in which a cathode 3 and an anode 4 are arranged, between which an arc is maintained.
The cathode 3 must always be at the bottom during operation. The quartz bulb 2 is in metallic connection caps
5.6 taken, by means of which the lamp is fastened and centered in suitable holders in the lamp house.
Immediately below the high-pressure lamp 1 is the ignition device 7, which is constructed and switched in a known manner and in which all components required for igniting the lamp, including the Tesla transformer, are contained. The secondary winding 8 of the Tesla transformer was only indicated in schematic form, which mostly consists of a copper tape wound into a spiral, in the center of which the connecting bolt 9 is arranged for the removal of the high-frequency high voltage.
It can be seen from the drawing that the longitudinal axis BB of the secondary winding 8 of the Tesla transformer is aligned with the discharge path or the connecting line of the electrodes 3, 4 of the high-pressure lamp 1 and thus, in the illustrated embodiment, also with the longitudinal axis AA of the lamp l, whereby the harmful asymmetrical Effects of the magnetic field of the secondary winding 8 on the arc can be avoided.
The connection 9 of the secondary winding 8 of the Tesla transformer carrying the high-frequency high voltage is arranged directly below the negative connection cap 5 of the high-pressure lamp 1, so that the "hot" line 10, which is particularly sensitive to flashovers to adjacent mass parts, is used to supply the high voltage to the negative connection cap 5 can be carried out briefly, whereby the disruptive influence of the magnetic field generated by this line on the arc is practically eliminated.
In addition, the rectifier 11 for generating the DC operating voltage for the lamp 1 is shown in the drawing. The start-up of the ignition device, i.e. H. the lamp 1 is ignited by pressing the button 12.
The device according to the invention can of course also be used with other optical devices for studio and other lighting purposes, etc., with the same advantages.
PATENT CLAIMS:
1. Device for igniting high-pressure gas discharge lamps (gas-filled arc lamp), in particular xenon high-pressure lamps, preferably used for projection purposes, by means of high-frequency spark discharge, for the generation of which a Tesla transformer is provided, characterized in that the longitudinal axis (BB) of the operating current of the high-pressure lamp (1) through which the secondary winding (8) of the Tesla transformer flows is aligned with the discharge path or the connecting line of the electrodes (3, 4) of the high-pressure lamp (1).
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