Start- und Betriebseinrichtung für eine Leuchtstofflampe Es wurden bereits viele Versuche unternommen, nichtlineare Widerstände in dem Vorheizkreis von Leuchtstofflampen zu verwenden. Die Stromspan- nungscharakteristik dieser Widerstände kann durch die Näherungsformel 1- CU" ausgedrückt werden, wobei<I>I</I> der Strom,<I>U</I> die Spannung, C und<I>k</I> Ma terialkonstanten bedeuten. Diese Widerstände wach sen und fallen umgekehrt zu der an ihren Klemmen liegenden Spannung.
Infolge dieser Eigenschaft könnte ein solcher Widerstand, wenn er zwischen die beiden Kathoden der Lampe geschaltet wird, im Prinzip ausreichen, um die Entladung der Lampe zu zünden. Der Widerstand ist bei der Netz spannung relativ gering, so dass er einen kräftigen Vorheizstrom in der Grössenordnung von 0,6 bis 1,2 A hindurchtreten lässt. Nach der Zündung der Lampe fällt die Spannung an den Klemmen des nichtlinearen Widerstandes etwa auf die Hälfte des vorhergehenden Wertes ab, und der Widerstand wächst, so dass wäh rend des Brennens der Lampe diese nur durch einen schwachen Strom in der Grössenordnung von 10 bis 20 mA überbrückt wird, der in Anbetracht des Ver brauches der Lampe vernachlässigbar ist.
Die praktische Ausführung dieser Möglichkeit stiess jedoch auf Schwierigkeiten. Die Grössenwerte der Spannungen und der Ströme der am meisten ver wendeten Lampen erfordern einen Wert des Ex ponenten k der oben angegebenen Formel gleich oder grösser als 5, das heisst einen Wert, der bei serien mässiger Herstellung schwer realisierbar ist.
Auf der anderen Seite ist es schwierig, die opti malen Werte der Elemente des Vorheizkreises ins besondere für Lampen, deren Betriebsspannung etwa bei der Hälfte der Netzspannung liegt, wie z. B. bei der üblichen 40-W-Lampe für 220 V, zu ver wirklichen. In diesem Fall muss der Ballastwider stand ausserdem eine nichtlineare Charakteristik haben, das heisst seine Impedanz muss eine Funk tion des Stromes sein.
Weiterhin können die Netzspannungsschwankun- gen oder Änderungen der Luftfeuchtigkeit und der Lufttemperatur eine Unsicherheit in der Zündung oder eine Zündung einer ungenügend vorgeheizten Kathode verursachen, welch letzteres die Lebens dauer der Lampen vermindert.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es nun gelungen, diese Nachteile zu beseitigen. Weiterhin wurde ermöglicht, dass die Eigenschaften der nicht linearen Widerstände für alle Sorten von Leuchtstoff lampen mit geheizter Kathode verwertet werden können.
Bei der Start- und Betriebseinrichtung gemäss der Erfindung liegen ein eine nichtlineare Strom-Span- nungscharakteristik aufweisender Widerstand und ein Strom- oder temperaturabhängiger Unterbrecher zwi schen den beiden Heizfäden der Lampe in Serie mit den Heizfäden und ist diese Serieschältung über eine zusätzliche Impedanz an das Netz geschaltet.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die zusätzliche Impedanz eine Selbstinduktionsspule oder ein Transformator.
Vorzugsweise ist der Unterbrecher ein Bimetall schalter oder ein Dehnungsdrahtschalter. Zweckmässigerweise wird der Unterbrecher von einer Sekundärwicklung des Transformators geheizt. Auf der beiliegenden Zeichnung sind zwei bevoi- zugte Ausführungsformen des Gegenstandes der Er findung dargestellt. Die dargestellten Ausführungs formen sollen jedoch lediglich der Erläuterung dienen und die Erfindung in keiner Weise beschränken.
Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer Starteinrichtung mit einem Bimetallschalter oder einem Dehnungsdraht schalter mit direkter Heizung, Fig. 2 eine Schaltung wie in Fig. 1, bei der der Unterbrecher indirekt geheizt wird.
Gemäss der in Fig. 1 dargestellten Schaltung sind ein Bimetallschalter 1 und ein nichtlinearer Wider stand 2 in Serie zwischen die beiden Elektroden 4 einer Lampe 5 in Serie mit den Heizfäden und mit einer zusätzlichen Impedanz 3 geschaltet. Die ge samte Serienschaltung aus den Elementen 1, 2, 3 und 4 liegt über einen nicht dargestellten Schalter bei 6 an Netzspannung.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht lediglich der Unterschied, dass der in Serie mit den erwähnten Elementen liegende Bimetall schalter von einem Strom geheizt wird, der von einer Sekundärwirkung des Ballastwiderstandes 3 abge griffen wird.
Die Wirkungsweise der dargestellten Startein richtungen ist folgende: Wenn die Leuchtstofflampe an Spannung gelegt wird, ist der Bimetallschalter geschlossen. Der Gross teil der Netzspannung fällt an dem Widerstand 2 ab. Unter dieser grossen Spannung hat der Widerstand einen geringen Wert, so dass die Heizfäden der Lampe und der Bimetallschalter von einem starken Strom durchflossen werden, der die Heizfäden auf hohe Temperatur bringt.
Nach einem kurzen Zeit intervall, beispielsweise nach einer oder zwei Sekun den öffnet sich der Kontakt des Bimetallschalters. In diesem Augenblick tritt auf Grund der Anwesenheit des komplexen Widerstandes 3 in dem Kreis eine Überspannung zwischen den Kathoden 4 der Lampe 5 auf. Da die Heizfäden auf hoher Temperatur sind, zündet diese Überspannung die Entladung unter optimalen Bedingungen.
Im Augenblick der Zündung ist bei der Schal tung gemäss Fig. 1 der Heizkreis des Bimetallschalters offen. Bei der Schaltung gemäss Fig. 2 wird der Strom durch den Bimetallschalter geringer, so dass nach der Zündung der Bimetallschalter in beiden Fällen seinen Kontakt wieder schliesst.
Beim Schliessen des Kontaktes des Bimetallschalters 1 ist jedoch die Spannung zwischen den Kathoden 4 der Lampe etwa nur noch die Hälfte der vorhergehenden Span nung, so dass der Wert des Widerstandes 2 gross ist und der Strom dementsprechend nicht mehr ausreicht, um den Bimetallschalter zum Ansprechen zu brin gen. Der Kontakt des Bimetallschalters bleibt dem entsprechend bis zu einer neuen Zündung geschlos sen. Die Vorteile der Vorrichtung gemäss der vor liegenden Erfindung sind folgende: Wenn der Koeffizient k des nichtlinearen Wider standes bei anderen Anordnungen nicht ganz aus reichend ist, ist der Vorheizstrom etwas zu schwach, so dass die Spannung zwischen zu den Kathoden 4 der Lampe 5 zur Zündung nicht ausreicht.
Wenn jedoch eine Schaltanordnung gemäss Fig. 1 oder 2 verwendet wird, werden nur die Zeiten für die Zün dung etwas länger. Der Bimetallschalter wird von demselben Strom wie die Heizfäden betätigt, so dass er immer nur nach einer ausreichenden Vor heizung öffnet und in diesem Augenblick eine für die Zündung ausreichende Überspannung erzeugt.
Es kann auch sein, dass eine zu geringe Zünd- spannung auf einen etwas zu grossen Wert des Vorwiderstandes 6 oder auf ein vorübergehendes Abfallen der Netzspannung oder auf die Luftfeuch tigkeit oder Lufttemperatur zurückzuführen ist. Durch die Anwesenheit des Bimetallschalters wird jedoch immer im Augenblick der Öffnung desselben eine ent sprechende Überspannung gewährleistet.
Ausser den Vorteilen gegenüber Schaltungen, die nur einen nichtlinearen Widerstand ohne einen Unter brecher enthalten, hat die Schaltung gemäss der vorliegenden Erfindung auch einen beträchtlichen Vorteil gegenüber Vorheizschaltungen, die nur einen Unterbrecher, jedoch keinen nichtlinearen Wider stand enthalten. Dieser Vorteil ist auf die An wesenheit des nichtlinearen Widerstandes zurückzu führen, der ein Schliessen des Bimetallschalters un mittelbar nach der Zündung der Lampe ermöglicht. Dementsprechend läuft also nach einer Unterbre chung des Betriebes der Lampe ein neuer Zündvor- gang sofort an, ohne dass die Abkühlung der thermi schen Glieder in der Vorrichtung abgewartet wer den müsste.
Gegenüber Startvorrichtungen mit Glimment- ladung haben die gezeigten Vorrichtungen noch die folgenden zusätzlichen Vorteile: Einerseits ist die Zündung unmittelbar von dem Vorheizstrom und nicht von der Spannung ab hängig. Anderseits kommt die Unterbrechung in Luft zustande, also dementsprechend viel rascher, wodurch eine bestimmte Zündung auch unter ungünstigen Be dingungen zustande kommt.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh rungsformen stellen lediglich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Die zusätzliche Im pedanz 3 kann beispielsweise eine andere Form eines Ohmschen, induktiven und/Oder kapazitiven Wider standes sein. Sie kann ebenfalls ein Transformator sein, welcher in Serie zwischen die Netzspannung und den Vorheizkreis geschaltet ist. Mindestens ein Teil dieses Widerstandes kann auch zwischen den beiden Heizfäden in Serie mit dem Unterbrecher 1 und dem nichtlinearen Widerstand 2 liegen.
Um die Steilheit des nichtlinearen Widerstandes zu vergrö ssern, kann ausserdem ein von der Temperatur mit negativer Charakteristik abhängiger Widerstand ver wendet werden, jedoch unter solchen Bedingun gen, dass er weniger träge wie der Bimetallschalter ist.
Sämtliche dieser Abwandlungen in den Einzel heiten des Vorheizkreises sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, deren wesentlichstes Merkmal ist, dass die beiden Elemente, nämlich ein Unterbrecher und ein nicht linearer Widerstand zwischen den beiden Heizfäden der Lampe gleichzeitig vorhanden sind.