DE1029929B - Zuend- und Betriebsanordnung fuer Leuchtstofflampen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen mit gasgefüllten Leuchtröhren für Beleuchtungszwecke sowie zur Erzeugung von Leuchteffekten bei Leuchtschriften und anderen lichtanzeigenden Vorrichtungen.

Die Erfindung betrifft eine Zünd- und Betriebsanordnung für Leuchtstofflampen, bei denen die Zündung progressiv von einem Ende zum anderen durch Anlegung einer Hochfrequenzspannung veränderlicher Amplitude an ein Ende erfolgt und bei der die Energieübertragung vom Hochfrequenzgenerator zu der zu zündenden Lampe über eine mit dem Ausgang des Oszillators und mit den Klemmen der Lampe verbundenen Energieübertragungsleitung erfolgt.

Mit den bekannten Anordnungen dieser Art ließen sich jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen, und es war insbesondere nicht möglich, diese industriell nutzbar zu machen.

Gemäß der Erfindung weist die Energieübertragungsleitung eine Selbstinduktion auf in Reihe mit der Ankopplungsimpedanz an den Oszillator, die unabhängig von dieser Impedanz ist, wobei den an diese Selbstinduktion angeschlossenen Lampen eine Kapazität parallel geschaltet ist.

Diese Übertragungsleitung bildet eine Verbindung niedriger Impedanz, die eine Steigerung der Entfernung zwischen dem Hochfrequenzgenerator und der Lampe ohne wesentliche Verluste ermöglicht und eine vollkommen progressive Zündung und Speisung mehrerer Lampen erlaubt.

Mit der Anordnung nach der Erfindung läßt sich eine fortschreitende und aufeinanderfolgende Zündung mehrerer Leuchtstoffröhren beispielsweise in einem Leuchtschriftzug mit Hilfe eines Stromwenders erzielen, die nach jedem Zünden edner Leuchtröhre die weitere Stromversorgung dieser Leuchtröhre einleitet und unmittelbar zur Zündung der nächsten Leuchtröhre übergeht.

Die Stromversorgung der jeweils gezündeten Leuchtröhre wird dadurch erreicht, daß nach völliger Zündung der Leuchtröhre die veränderliche Hochfrequenzspannung durch eine konstante Hochfrequenzoder Industriefrequenzspannung ersetzt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung besteht der Stromwandler aus einem durch einen Motor angetriebenen Nockensystem.

In der folgenden Beschreibung sind einige beispielsweise Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema der Verbindung von Leuchtröhre und Oszillatorausgang,

Fig. 2 und 3 Abänderungen der Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 4 ein Schaltschema eines Oszillators,

Zünd- und Betriebsanordnung
für Leuchtstofflampen

Anmelder:
Societe Triflux, Marseille (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne (Westf.), Schaeferstr. 60

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 11. Januar 1955

Georges Biet, Marseille (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 5 eine dazugehörige Kondensatorschaltung zur Zündung mehrerer aufeinanderfolgender Leuchtröhren mit einem einzigen Oszillator,

Fig. 6 und 7 Schaltschemata von Unterbrecherschaltungen zur Zündung und Stromversorgung mehrerer Leuchtröhren und

Fig. 8 ein Schaltschema einer Anordnung zur Zündung und Stromversorgung mittels eines einzigen Oszillators.

Nach Fig. 1 weist der Hochfrequenzoszillator 1 am Ausgang eine Spule 2 auf, mit der eine Spule 3 eines Kreises 4 zur Energieübertragung vom Oszillator auf die Leuchtröhre 5 gekuppelt ist. In den Energieübertragungskreis ist eine Selbstinduktanz 6 und parallel zur Röhre ein Kondensator 7 geschaltet.

Bei dieser Schaltung erfolgt die Kupplung nur durch die Spulen 2 und 3. Durch die Induktivität 6 und die Kapazität 7 erhält der Kreis die gewünschte Charakteristik zur Vergrößerung der an der Röhre liegenden Hochfrequenzspannung. Entsprechend dieser Vergrößerung dieser an der Lampenklemme 5 a liegenden Spannung zündet die Leuchtröhre 5 fortschreitend über ihre Länge, bis sie auf der ganzen Länge aufleuchtet.

An Stelle der Schaltung nach Fig. 1 kann man verschiedene Varianten wählen, wie sie in Fig. 2 in Form einer Autotransformatorkopplung 8 oder in Fig. 3 in Form kapazitiver Kupplung dargestellt sind.

Es ist praktisch jeder Oszillator verwendbar, der die Erzeugung einer Hochfrequenzspannung mit veränderlicher Amplitude ermöglicht.

S09 510/385

Fig. 4 zeigt ein Schaltschema einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eines Oszillators. Diese Schaltung enthält eine Oszillatorstufe 10, deren Frequenz durch Einbau eines variablen Kondensators in den Erdungskreis veränderlich ist. Die Induktanz 12 dieser Oszillatorstufe ist mit der Induktanz 13 im Gitterkreis der Ausgangsröhre 14 gekuppelt, deren Schwingkreis 2 am Energieübertragungskreis 4 liegt.

Bei Änderungen des Kondensators 11 ändert sich spannung legt. Dieser Umschalter ist derart mit dem Umschalter des Oszillators gekoppelt, daß nach erfolgter Zündung die veränderliche Hochfrequenzspannung durch eine konstante Hochfrequenz- oder In*·', dustriefrequenzspannung ersetzt wird.

Fig. 6 zeigt eine hierfür geeignete Schaltung.

Die verschiedenen Leuchtröhren 5, 5', 5" usw., die beispielsweise Einzelelemente einer Leuchtschrift od. dgl. sind und zu diesem Zweck hintereinander an-

die Schwingungsfrequenz des Oszillators 10 und da- io geordnet sind, liegen über die Unterbrecher 23, 23*,

mit auch die Ausgangsfrequenz der Röhre 14. An den Klemmen der Leuchtröhre 5 liegt somit eine veränderliche Spannung, die ein Minimum ist, wenn der Kreis verstimmt ist, und bei Resonanz zu einem Maximum wird. Wenn also die Frequenz der zugeführten Hochfrequenzspannung mit der Resonanzfrequenz f₀ des aus der Spule 3, der Leitung, der Spule 6, dem Kondensator 7 und der Leuchtröhre 5 bestehenden Kreises übereinstimmt, dann wird die Leuchtröhre 5 vollständig gezündet.

Man kann auf zwei Wegen zu dieser Frequenz /₀ kommen, indem man entweder von einer tieferen Frequenz oder von einer höheren Frequenz ausgeht. Zweckmäßig geht man von einer höheren Frequenz 23" usw. an der Leitung 4. Zur Zündung der Leucht* röhren legt man an das Ende 5 α der ersten Leuchtröhre 5, wie oben beschrieben, eine Hochfrequenzspannung und läßt deren Amplitude wachsen. Infolgfe der Zunahme dieser Spannung zündet die Leuchtröhre 5 fortschreitend über ihre ganze Länge, bis sie vollständig aufleuchtet. Hat die Röhre 5 vollständig gezündet, so unterbricht der Unterbrecher 23 die VerS bindung dieser Leuchtröhre mit der Quelle HF vor¹ änderlicher Hochfrequenz und sorgt für die Versor⁴ gung der Leitung 4' zur Zündung der nachfolgenden Röhre 5'.

Mit den Unterbrechern 23, 23', 23" sind Schalter

röhre beim
ionisation.

Zünden infolge der auftretenden Gas-

24, 24', 24", .. . derart gekoppelt, daß beim Abschalaus und senkt den Wert auf die Resonanzfrequenz. 25 ten eines Unterbrechers 23 und damit der entsprechen-Praktisch wächst nämlich die Kapazität der Leucht- den Leuchtröhre von der veränderlichen Hochf requenz"

spannungsquelle der Schalter 24 diese Leuchtröhre an eine konstante Hochfrequenzquelle anschaltet, wodurch die weitere Stromversorgung dieser Röhre er¹ folgt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird die Stromversorgung jeder bereits gezündeten Leuchtröhre durch eine Normalfrequenz über die Transformatoren

Infolgedessen nimmt der Wert

ab. Wenn

man von einer über der Resonanzfrequenz liegenden Frequenz ausgeht und diese Frequenz verringert, so erfolgt die Änderung dieses Bruches im gleichen Sinn wie die Frequenzänderung, die den Zündfortschritt verstärkt.

Vorzugsweise soll der Oszillator auch zur fortschreitenden Zündung mehrerer Leuchtröhren in einer Kette von solchen dienen können. Das Schaltschema nach Fig. 5 zeigt eine dafür geeignete Anordnung.

25, 25', 25", ... sichergestellt. Ferner sind Drosselspulen 26, 26', 26" vorgesehen, um die Hochfrequenz während der Zündperiode auszuschalten.

Die gekuppelten Unterbrecherschalter 23-24,23'-24', 23"-24", . . . werden über Nocken von einem Motor 18 betätigt, wobei die Nockenform und -höhe so be-

Bei dieser Schaltung verwendet man zwei gleiche 40 messen sind, daß sie in der gewünschten Weise funk-Kondensatoren, deren drehbare Teile 15 und 16 jedoch tionieren, d. h. aufeinanderfolgend die Versorgung mit

um 180° versetzt sind. Diese beweglichen Teile sitzen auf der gleichen Welle 17, die mit Hilfe eines Motors 18 angetrieben wird. Andererseits sind die festen Platten 19, 20 dieser Kondensatoren an den Resonanzkreis der Schwingröhre über einen Unterbrecher angeschlossen, dessen Kontaktlamelle 21 von einem ebenfalls vom Motor 18 angetriebenen Nocken 22 gesteuert wird. Diese Anordnung, die nur als Beispiel gedacht ist, kann sich auch zwischen dem Gitter der Röhre 10 (Fig. 4) und der Masse oder zwischen dem Gitter und der Anode der Röhre 10 befinden, d. h. parallel zum Kondensator 11a liegen.

In dieser Schaltung wirken die Kondensatoren wechselweise derart, daß nach völligem Zünden einer Leuchtröhre, d. h. nachdem der diese Zündung bewirkende Kondensator seinen Maximalwert erreicht hat, durch den beweglichen Kontakt 21 an Stelle des ersten nunmehr der zweite, auf seinem Minimalwert Hochfrequenz veränderlicher Spannung an die zur Zündung anstehende Leuchtröhre, die Stromversorgung der gezündeten Leuchtröhre mit konstanter Wechselspannung und die Anschaltung der nächsten Leuchtröhre an die variable Hochfrequenz einleiten.

Fig. 7 zeigt eine Variante des vorhergehenden Schaltschemas, bei der die Stromversorgung der gezündeten Leuchtröhre durch Hochfrequenz konstanter »Spannung erfolgt. Diese Schaltung arbeitet grundsätzlich genau wie die in Fig. 6 dargestellte Anordnung.

Sind die verschiedenen, z. B. eine Leuchtschrift bildenden Leuchtröhren 5, 5', 5", ... gezündet, dann kann man die Gesamtanordnung auch wieder löschen und die Zündung wieder mit der ersten Leuchtröhre beginnen, wobei Form und Höhe der Nocken zur Bewirkung dieser Auslöschung abgeändert werden können.

Man kann daher auch diese Anordnung sehr genau

stehende Kondensator eingeschaltet wird und dadurch 60 ausbilden, um zu vermeiden, daß einige Leuchtröhren

die Frequenz plötzlich auf einem Wert oberhalb der Resonanzfrequenz, bei der die Leuchtröhre vollständig gezündet hat, ansteigt, bei dem die Leuchtröhre erlöschen würde. Der Kreis wird in diesem Augenblick auf die nächste Leuchtröhre geschaltet und kann diese entsprechend zünden.

Um die soeben gezündete Leuchtröhre mit Strom zu versorgen, ist ein Umschalter vorgesehen, der die soeben gezündete Leuchtröhre unmittelbar an eine selbst für eine noch so kurze Zeit nach dem Erlöschen der anderen gezündet bleiben. Zur Vermeidung von sehr präzis hergestellten Nockenscheiben, deren Präzision sich im allgemeinen nur für eine kurze Zeit beim Gebrauch aufrechterhalten läßt, verwendet man zweckmäßig folgende Anordnung:

Diese Anordnung besteht aus einem Unterbrecher 27, der durch einen Nocken derart betätigt wird, daß nach völligem Zünden der letzten Leuchtröhre der

konstante Hochfrequenz- oder Industriefrequenz- 70 Gitterkreis 29 der Ausgangsröhre 14 unterbrochen und

gleichzeitig durch den Unterbrecher 28 der Versorgungskreis (Fig. 6) abgeschaltet wird.

Wie aus Fig. 8 hervorgeht, verwendet man einen Oszillator 30, der eine Hochfrequenzspannung mit fester Amplitude, beispielsweise 120 kHz, liefert und zwei Kreise versorgt. Der eine Kreis enthält eine Ausgangsröhre 14 und eine veränderliche Impedanz 31, die das Gitter der Röhre 14 mit der Schwingung konstanter Frequenz des Oszillators 30 mit veränderlicher Spannung zu versorgen gestattet, so daß man eine Hochfrequenzspannung fester Frequenz, aber veränderlicher Amplitude zur Zündung der Leuchtröhre erhält. Der andere Kreis besteht aus einem Verstärker 32, der an seinem Ausgang die für die Versorgung der Leuchtröhren notwendige konstante Hochfrequenz liefert.

Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in zahlreichen Varianten, insbesondere hinsichtlich des Oszillators, abgeändert wer den kann, um an den Klemmen einer Leuchtröhre eine Hochfrequenzspannung veränderlicher Amplitude zu erhalten. Desgleichen können die erfindungsgemäßen Anordnungen auch dann angewendet werden, wenn man eine Leuchtröhre progressiv von ihren beiden Enden aus zündet, indem man zwischen diesen beiden Enden ein künstliches Nullpotential erzeugt. Die verwendeten Leuchtröhren können elektrodenlos sein, wobei die Elektroden dann durch außen sitzende Vorrichtungen ersetzt sind.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Zünd- und Betriebsanordnung für Leuchtstofflampen, bei denen die Zündung progressiv von einem Ende zum anderen durch Anlegung einer Hochfrequenzspannung veränderlicher Amplitude an ein Ende erfolgt und bei der die Energieübertragung vom Hochfrequenzgenerator zu der zu zündenden Lampe über eine mit dem Ausgang des Oszillators und mit den Klemmen der Lampe verbundene Energieübertragungsleitung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Energieübertragungsleitung in Reihe mit der Ankopplungsimpedanz an den Oszillator eine von dieser Impedanz unabhängige Selbstinduktion aufweist und den an diese Selbstinduktion angeschlossenen Lampen eine Kapazität parallel geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator eine veränderliche Frequenz erzeugt und daß der durch die Selbstinduktanz und die Kapazitanz gebildete Kreis bei einer Frequenz in Resonanz kommt, die der maximalen Zündspannung der Lampe entspricht.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Frequenzen in der Größenordnung von 100 kHz liegen.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorfrequenz, von einem Maximalwert über dem für die Zündung der Lampe erforderlichen Wert ausgehend, sich fortschreitend dem Zündwert nach unten nähert.

5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines einzigen Oszillators für die aufeinanderfolgende Zündung mehrerer Lampen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator zur Frequenzänderung zwei veränderliche identische und um 180° gegeneinander versetzte drehbare Kondensatoren aufweist, so daß nach dem vollständigen Zünden einer Lampe die Zündung auf die folgende Lampe übergeht.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren synchronisiert sind und daß ein mit ihnen kombinierter Unterbrecher die Verbindung des Oszillators mit der jeweils gezündeten Lampe unterbricht und die folgende Lampe mit dem Oszillator verbindet.

8. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Unterbrecherschaltsystem, das die Hochfrequenzspannung veränderlicher Amplitude nach dem Zünden einer Lampe durch eine konstante Hochfrequenz- oder Industriefrequenzspannung ersetzt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Unterbrecher, der nach vollständigem Zünden einer Reihe von Lampen die vollständige Unterdrückung der Zündung der Lampen und ihrer Stromversorgung sicherstellt.

10. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Quelle konstanter Hochfrequenz, von der einerseits Hochfrequenz mit variabler Amplitude zur Zündung der Lampe und andererseits Hochfrequenz mit konstanter Amplitude zur Versorgung der Lampe geliefert wird.

11. Verwendung einer Zünd- und Betriebsanordnung nach Anspruch 1 für Leuchtschriften und ähnliche Einrichtungen mit Leuchtstofflampen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 430 821.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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