CH498547A

CH498547A - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Licht mittels elektrischer Lampen

Info

Publication number: CH498547A
Application number: CH1358069A
Authority: CH
Inventors: Ramseier Louis
Original assignee: Schwienbacher Georg
Priority date: 1969-09-08
Filing date: 1969-09-08
Publication date: 1970-10-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Licht mittels elektrischer Lampen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Licht mittels elektrischer Lampen, sowie eine Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens und eine Anwendung des Verfahrens zur Erzeugung des Beleuchtungslichtes in einem Photokopiergerät.

Bei Geräten, wie z. B. Projektoren, Photokopiergeräten, Aufnahmeleuchten für Kino und Fernsehen etc., werden auf möglichst kleinem Raum hohe Lichtstärken benötigt. Einen grossen Fortschritt in dieser Richtung zeigen die seit neuerer Zeit im Handel befindlichen Halogenlampen, die bei kleinen Abmessungen hohe Lichtstärken abgeben.

Seitdem das Prinzip der Halogenlampen bekannt ist, ist es möglich geworden, kleine Lampen mit hoher Leistung und hoher Leuchtungsdichte herzustellen. Dies vor allem auch dadurch, dass einer Halogenlampe höhere Spannungen angelegt werden können, als dies bei gewöhnlichen elektrischen Lampen möglich ist. Daher kann man bei solchen Halogenlampen die Spannung derart erhöhen, dass man eine sehr hohe Lichtleistung erhält, dieses jedoch auf Kosten der Lebensdauer der Lampen.

Halogenlampen mit einem Anschlusswert von 500 Watt und einer Lebensdauer von 2000 Stunden geben einen Lichtstrom von ca. 9000 Im, bei einer Farbtemperatur von ca. 30000K. Die gleiche Lampe, betrieben mit Überspannung bei einem Lichtstrom von ca. 3200 K, gibt 12 000 Im. Die Haltbarkeit dieser mit tJberspan- nung gespeisten Lampe ist aber sehr begrenzt.

Zweck der Erfindung ist, eine höhere Lichtmenge aus einer Lampe zu bekommen, ohne aber die Haltbarkeit dieser Lampe zu verkürzen.

Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein unipolarer Impulszug mit konstanter Frequenz jeder Lampe zugeleitet wird, wobei die Im pulsspaimung des Zuges der Arbeitsspannung der Lampe entspricht.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Lampe durch einen an einer Stromquelle angeschlossenen Stromkreis gespeist ist, welcher Mittel zur Erzeugung eines unipolaren Impulszuges mit konstanter Frequenz aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens darstellt, erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltung weist zwei parallelgeschaltete Stromkreise auf, welche je aus einem Thyristor 1 bzw. 2 und einer Halogenlampe 3 bzw. 4 bestehen. Die parallelgeschalteten Stromkreise sind über einen Schalter 5 an den Ausgangsklemmen 6 und 7 einer nicht dargestellten Wechselstromquelle von 220 V, 50 Hz angeschlossen. Die zwei Thyristoren 1 und 2 liegen in Antiparallelschaltung, und die zwei Steuerelektroden 8 und 9 beider Thyristoren 1 und 2 sind mit einem Transformator 10 verbunden, welcher dazu geeignet ist, den Steuerelektroden 8 und 9 eine positive Steuerspannung anzulegen.

Die Schaltung arbeitet wie folgt: Wenn die vom Transformator 10 erzeugte positive Steuerspannung an die beiden Steuerelektroden 8 und 9 gelangt, werden beide Transistoren 1 und 2 stromleitend. Da die zwei Thyristoren in Antiparallelschaltung liegen, lässt der Thyristor 1 nur die positive Halbwelle des Wechselstromes durch, während der Thyristor 2 gesperrt ist, und ebenfalls lässt der Thyristor 2 nur die negative Halbwelle des Wechselstromes durch, während der Thyristor 1 gesperrt ist.

So erhält man an den jedem Thyristor 1 und 2 zugeordneten elektrischen Lampen 3 und 4 positive und negative, getrennte Stromstösse. Es ist daher bei einer Ausgangsspannung der Quelle von 220 V eine Lampe anzuschliessen, deren Betriebsspannung 110 V ist.

Es ist selbstverständlich, dass die Thyristoren 1 und 2 der Schaltung durch Dioden oder andere Halbleiterelemente ersetzt werden können.

Die durch eine Wechselstromquelle gespeiste, in der Zeichnung dargestellte Schaltung kann ferner durch einen Impulsformer ersetzt und die Lampe unmittelbar durch diesen Impulsformer gespeist werden.

Die beste Lichtstärke wurde aber mit der in der Zeichnung dargestellten Schaltung erreicht, bei einer Thyristoren-Eingangsspannung von 220 Volt und einer Lampenspannung von 110 Volt bei Verwendung einer Antiparallelschaltung mit 2 angeschlossenen, elektrischen Lampen, so dass die eine Lampe in dem Moment zündet, wenn die andere eine Dunkelpause hat.

Es wurde in einem Photokopiergerät folgender Vergleich gemacht:
Zwei Halogenlampen mit einer Betriebsspannung von 110 V, 300 W wurden in Serie geschaltet und mit 220 V gespeist. Der erhaltene Lichtstrom betrug 18 000 Lumen. Diese beiden Lampen ergaben in dem elektrostatischen Photokopiergerät eine Belichtungszeit von 6 Sek. Die gleichen Lampen wurden getrennt und mit der in der Zeichnung dargestellten Schaltung gespiesen, wodurch die Belichtungszeit auf 0,7 Sek. reduziert wurde. Um die gleiche Belichtungszeit zu erreichen, musste man ca. 140 000 Lumen aufwenden, was einer Lampe von 4800 W entspricht. Die Strommehrau±nahme bewegt sich jedoch nur um die 10 O/o herum. Ein Rückgang der Lebensdauer konnte, wie viele Versuche gezeigt haben, nicht festgestellt werden.

Im Gegenteil zeigte es sich, dass die Lebensdauer in den meisten Fällen wesentlich über die Fabrikangaben hinausging.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zur Erzeugung von Licht mittels elektrischer Lampen, dadurch gekennzeichnet, dass ein unipolarer Impulszug mit konstanter Frequenz jeder Lampe zugeleitet wird, wobei die Impulsspannung des Zuges der Arbeitsspannung der Lampe entspricht.

II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lampe durch einen an einer Stromquelle angeschlossenen Stromkreis gespeist ist, welcher Mittel zur Erzeugung eines unipolaren Impulszuges mit konstanter Frequenz aufweist.

III. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zur Erzeugung des Beleuchtungslichtes in einem Photokopiergerät.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass jede zweite Lampe mit einem gegen über dem jede erste Lampe speisenden Impulszug um eine halbe Periode verschobenen Impulszug gespeist wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede erste Lampe mit einem positiven Impulszug, während jede zweite Lampe mit einem negativen Impulszug gespeist wird.

3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der positive und der negative Impulszug aus einem aufgeteilten Wechselstrom stammen, wobei der positive bzw. der negative Impulszug durch die positive bzw. negative Halbwelle des Wechselstromes gebildet ist.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Impulszuges 50 Hz ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromkreise parallel an einer Wechselstromquelle angeschlossen sind und dass in jedem Stromkreis ein elektrisches Ventil geschaltet ist, wobei jedes zweite Ventil sich in Gegenschaltung zu jedem ersten befindet.

6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Ventile Dioden sind.

7. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Ventile Thyristoren sind, wobei ein Transformator vorhanden ist, der den Steuerelektroden der Thyristoren eine positive Spannung zuleitet.