DE1049746C2 - Einrichtung zum Blinken mit handelsub liehen Leuchtstofflampen mit standig ge heizten aktivierten Gluhelektroden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 049

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DEK
AU SLE GE S CHRIFT:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

kl. 74 d 8/04

INTERNAT. KL. G 08 f 2 5. MÄRZ 1957

29. JANUAR 1959

30. JULI 1959

stimmt Oberein mit aüslegeschrift

1 049 746 (G 217«8 VIII d / 74 d)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Blinken mit handelsüblichen, insbesondere röhrenförmigen, langgestreckten Leuchtstofflampen mit ständig geheizten, aktivierten Glühelektroden. Die bisher bekannten Betriebseinrichtungen sind für diesen Zweck nicht geeignet, da die Lebensdauer der Leuchtstofflampen sehr stark herabgesetzt wird, weil das wiederholte Zünden und Erlöschen in Verbindung mit einer Ionisation und Deionisation des Gases im Entladungsraum zu einem schnellen Zerstäuben der auf die Elektroden aufgebrachten emittierenden Schicht führt. Außerdem hat es sich gezeigt, daß das Zünden nicht immer augenblicklich erfolgt, wodurch der Blinkzyklus nicht als zuverlässig anzusehen ist. Man hat daher bisher sich auf solche Leuchtstofflampen gestützt, die mit sogenannten kalten Elektroden· ausgestattet sind. Zu deren Betrieb sind jedoch besonders entwickelte Einrichtungen erforderlich, da die Lampen Spannungen benötigen, die über denen der ortsüblichen Netzstromquellen liegen.

Darüber hinaus sind auch Einrichtungen bekanntgeworden, nach denen zur Einleitung eines einmaligen Zündvorganges eine kurzzeitige Überhöhung des Heizstromes zufolge -besonderer Transformatoren erforderlich ist. Hierbei sind aber zugleich Mittel vorgesehen, die den Heizstrom nach dem Zünden sofort wieder vermindern, so daß eine Zerstörung der Elektroden durch ständige Überheizung während des Betriebes vermieden ist.

In letzter Zeit sind nunmehr Leuchtstofflampen bekanntgeworden, deren Elektroden während des Betriebes ständig an einer von einem besonderen Transformator gelieferten Spannung liegen, während vorzugsweise zur gleichen Zeit eine geerdete Zündhilfe auf diese einwirkt. Überraschenderweise hat sich nunmehr gezeigt, daß diese Einrichtung mit den beschriebenen Leuchtstofflampen, deren aktivierte Glühelektroden ständig geheizt werden, einen Blinkbetrieb ermöglicht, wenn erfindungsgemäß die Einrichtung für zumindest eine der Elektroden eine Spannung liefert, welche um mehr als 10% gegenüber der ständigen Elektrodenheizspannung bei normalem Betrieb erhöht ist. Versuche haben gezeigt, daß diese Erhöhung bis auf einen Wert von 4O°/o erfolgen kann. DieElektrodenheizspatinungen, die im normalen Betrieb etwa bei 3,6 Volt liegen, sind für den Blinkbetrieb so bemessen, daß etwa 4 bis 5,25 Volt, insbesondere 4,6 Volt, zur Anwendung- gelangen. Hierdurch ergeben sich in Verbindung mit dem Entladungsstrom der Lampe Betriebstemperaturen der Elektroden, die bis zu 930° C ansteigen. Is vorteilhaft erweist es sich außerdem, wenn in den Dunkelpausen ein verringerter Entladungsstrom fließt, der dadurch zu-

lo

20 Einrichtung

zum.Blinken mit handelsüblichen

Leuchtstofflampen mit ständig geheizten

aktivierten Glühelektroden

Patentiert für:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. März 1956

Delmar Donald Kershaw, Highland Heights, Ohio

(V,St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

stände kommt, daß der Blinkschalter durch einen Widerstand überbrückt ist.

In der Zeichnung ist ein induktives Gerät mit hoher Reaktanz in Form eines Vorschalttransformators 10 gezeigt, der im Stromkreis mit einem Blinkschalter ' 11 verbunden ist, um Strom von den Stromaufnahmeklemmen 12 aufzunehmen und den Strom zur Leuc tstofflampe 13 zu regeln. Als Blinkschalter kommt jeder Schalter in Frage, der ein Kontaktpaar wie erholt und zyklisch öffnet sowie schließt, urri-den Stromkreis mit Blinkperioden von weniger als einer Minute Dauer zu schließen und zu unterbrechen. Der Vorschalttransformator 10 hat eine Primärwicklung 14 und eine Sekundärwicklung 15, die auf getrennten Teilen eines zentralen länglichen Schenkels 16 seines Magnetkerns angeordnet sind. Diese Wicklungen sind von Jochkernteilen 17 umgeben, die nach innen gerichtete Teile 18 zwischen den Wicklungen 14 und 15 besitzen, die sie ein unmittelbarer Nähe des zentralen Kernschenkels 16 erstrecken, um mit ihm Magnetfluß-Nebenschlußwege zu bilden und dadurch die gewünschte hochinduktive Reaktanz als Lampenvorschaltgerät zu schaffen. Die Leuchtstofflampe 13 ist von der Glühkathodenart mit thermionisch;.^ wendeiförmigen, aktivierten Elektroden für die¹ Kathoden 20, 21 an entgegengesetzten Enden ausgestattet, dje so eingerichtet sind, daß sie durch Erhitzung der auf

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dem Primärwicklungsteil des Transformators 10 an- brennt, wenn sie zum Blinken gebracht wird. Durch geordneten Wicklungen 22 und 23 ständig erregt die Erhöhung der Zahl der Windungen auf den Heizwerden können. Die Lampe 13 ist zur Erleichterung wicklungen 22 und 23 des Transformators 10 von den der Zündung in nächster Nähe des geerdeten, elek- normalen 30 auf etwa 35 Windungen zwecks Antrisch leitenden Platten- oder Streifenteils 24 mon- 5 legung einer Kathodenspannung von 4,6 Volt statt tiert. Die Primärwicklung 14 ist über Stromauf- der üblichen 3,6VoIt werden die statischen Temperanahmeklemmen 12 durch eine Schaltfassung 25 an türen der Kathoden auf etwa 860° C und die Lebenseinem Lampenende. verbunden. Die Entfernung der dauer und Zuverlässigkeit der Leuchtstofflampe Lampe 13 aus der Fassung 25 bewirkt die Trennung merklich erhöht. Versuche zeigen, daß die Zahl der des Stromzuführungsdrahtes 26 von dem Wendel- io Augenblickzündungen in Lampen, die mit derartigen zuführungsdraht 27, wodurch der Strom zur Primär- statischen Kathodentemperaturen betrieben werden, wicklung 14 unterbrochen wird. vor dem Ausbrennen mehrere hundertmal so hoch ist

Der Blinkschalter 11 ist ein thermisch biegsamer wie die Zahl der Augenblickzündungen vor dem Aus-Bimetallschalter, er kann aber auch von irgendeiner brennen in Lampen, die unter normalen statischen herkömmlichen Art wie derjenigen sein, die einen 15 oder bestimmten Kathodentemperaturen betrieben Motor verwendet, der einen Nocken betätigt, der die werden. Der Bereich merklicher Verbesserung liegt Schalterkontakte alle paar Sekunden öffnet und da, wo die Kathoden statische Temperaturen von 800 schließt. Der Blinkschalter 11 ist in Serie mit der bis 930° C erreichen, was bei »Schnellzünde-Leucht-Lampe 13 geschaltet, um die Stromzufuhr zu ihm zu Stofflampen einer angelegten Spannung zwischen steuern. Am besten wird der Schalter 11 zwischen das 20 4 und 5,25 Volt entspricht.

Hochspannungsende der Primärwicklung 14 und das Als Grund für diese außerordentliche Verbesserung

Niederspannungsende der Sekundärwicklung 15 ge- wird die Verringerung der Intensität des Ionenbom-

schaltet. Auf diese Weise wird die Lampe 13 so' an- bardements der Kathode während des Zündens infolge

geschlossen, daß sie durch einen Autotransformator- der erhöhten Kathodentemperatur und der daraus

Stromkreis gespeist wird, der die Primärwicklung 14, 25 folgenden, gewöhnlich als »Kathodenfall« bezeichne-

den Blinkschalter 11 und die Sekundärwicklung 15 ten Herabsetzung der Potentialdifferenz zwischen der

einschließt, die in Serie geschaltet sind. Kathode und dem Plasma der Lampe angenommen.

Tn dem Vorschaltgerät ist ein kleiner Kondensator Beim Betrieb des Stromkreises gemäß der Erfin-

29 zwischen die Heizwicklungen 22 und 23 geschaltet, dung genügt die über die mit dem Autotransformator

und ein Widerstand 28 ist mit einer Wicklung mit 3° verbundenen Wicklungen 14 und 15 bei geschlosse-

dem Vorschaltgerätgehäuse verbunden und von da ge- nem Schalter 11 gelegte Spannung zum Zünden.der

erdet, um die Erzeugung von Hochfrequenzstrahlen Leuchtstofflampe 13. Wenn die Lampe 13 brennt,

zu unterbinden. Ein Impedanzelement 30" wird am sorgt die hohe Reaktanz des Sekundärwicklungsteils

besten parallel mit "dem Blinkschalter 11 verbunden, des Transformators 10 für den notwendigen Ballast,

indem es z.B. direkt über die Endklemmen des Blink- 35 der die negative Widerstandscharakteristik der Lampe

schalters geschaltet wird. Das Impedanzelement 30 ausgleicht. Wenn sich die Kontakte des Blinkschalters

ist am besten ein Widerstand, kann aber auch ein 11 infolge der Biegung seines wärmeempfindlichen

Kondensator oder Induktor sein. Elements öffnen, wird der durch den Sekundärwick-

Die Heizwicklungen 22 und 23 des Transformators lungsteil des Autoti»ansformators und infolgedessen 10 sind so konstruiert, daß sie an die Heizwendeln 40 durch die Lampe 13 fließende Strom infolge der Beder Lampenkathoden 20, 21 eine beträchtlich höhere deutung des Impedanzelements 30 begrenzt. Das Imals die übliche ständig angelegte Spannung legen, wo- pedanzelement 30 ist besonders dann zur Verbessedurch der Strom durch die Wicklungen genügend rung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer wertvoll, erhöht wird, um die statische Temperatur der Katho- wenn die Zündspannung vom Transformator nur den beträchtlich über ihre normalen oder bestimmten, 45 etwas größer ist' als die bestimmte Zündspannung der feststehenden Temperaturen zu steigern. Die Aus- entsprechenden Lampe. Der Ohmsche Wert des Imdrucksweise »statische Temperatur der Kathode« pedanzelements 30 wird so gewählt, daß er die gewird hier gebraucht, um die Temperatur am heißesten wünschte Verringerung der Lampenhelligkeit bringt, Punkt der Kathode zu bezeichnen, wenn die Kathode ohne den durch die Lampe 13 fließenden Strom ausdurch äußerlich angelegte Spannung ohne eine 5° zuschalten. Es hat sich gezeigt, daß es bei richtiger Lampenentladung ständig erhitzt wird. Die Aus- Wahl des Impedanzelements 30 möglich ist, das von drucksweise »bestimmte statische Temperatur der der Lampe 13 ausgesandte Licht beinahe vollständig Kathode« wird hier benutzt, um die Temperatur an zu löschen, ohne den durch sie fließenden Strom ausdem heißesten Punkt der Kathode ohne Lampen- zuschalten. Um jedoch den Nutzen eines zuverlässientladung zu bezeichnen, wenn die Kathoden ständig 55 geren Zündens zu erreichen, sollte das Impedanzdurch eine angelegte Spannung erhitzt werden, die element 30 nicht so groß sein, daß es den Lampender Nennspannung, wie sie durch die Lampenher- strom auf weniger als V2% des Betriebslampensteller zur Verwendung für normale Beleuchtungs- Stroms begrenzt, wenn sich die Lampe bei normaler zwecke, bei denen die Lampen für sehr unterschiedliche Helligkeit befindet. Typische Werte des Impedanzoder lange Zeitperioden gebrannt werden, festgesetzt ⁶° elements 30 zur Steuerung einer 40-W-Glühkathoden- oder empfohlen wird. Leuchtstofflampe sind 30 000 bis 50 000 Ohm, um

Zum Beispiel wird eine weitverbreitete Glühkatho- einen Lampenstrom während der »Aus«-Periode des

denlampe, die als »Schnellzünd«-Lampe bekannt ist, Schalters 11 von etwa 3 Milliampere zu ergeben, was

zur ständigen Erhitzung durch eine ständige Katho- etwa einem Prozent der bestimmten Lichtleistung der

denspannung, welche für normale Beleuchtungs- ⁶5 Lampe entspricht.

zwecke mit etwa 3,6 Volt errechnet ist, eingerichtet. Die Lebensdauer einer 40-W-Schnellzündlampe,

Die Kathoden dieser Schnellzündlampen erreichen die den oben beschriebenen Stromkreis mit einem

unter derartigen bestimmten Spannungen und ohne Blinkzyklus von einer Sekunde »An« und einer Se-

Lampenentladung statische Temperaturen von etwa künde »Aus« besitzt, hat ein zwölfmillionenfaches

650° C, bei denen die Lampe in etwa 24 Stunden aus- 70 Blinken überschritten. Bei Vorschaltgeräten, bei

■denen ein einziger Vorschalttransformator den Strom zu mehr als einer in Serie geschalteten Lampe regelt, muß bemerkt werden, daß das mit dem Blinkschalter parallel geschaltete Impedanzelement 30, das den Serienstrom zu diesen Lampen steuert, verhältnismäßig kleiner sein muß, um den gewünschten Mindestlampenstrom zu beschaffen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Blinken mit handelsüblichen Leuchtstofflampen mit ständig geheizten aktivierten Glühelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für zumindest eine der Elektroden eine Heizspannung liefert, welche um mehr als lO°/o gegenüber der ständigen Elektrodenheizspannung bei Normalbetrieb erhöht ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspannung um 10 bis 40% erhöht ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspannung bei Normal-

betrieb 3,6 Volt beträgt und im Blinkbetrieb auf 4 bis 5,25 Volt, insbesondere 4,6 Volt, erhöht ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodentemperatur bei Blinkbetrieb bis 930° C ansteigt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein verringerter Entladungsstrom auch in den Dunkelpausen, insbesondere mittels eines den Blinkschalter überbrückenden Widerstandes fließt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündhilfe für die Entladungslampe vorgesehen ist, welche beispielsweise durch das Leuchtengehäuse dargestellt sein kann und vorzugsweise an Erde liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Karl Heinz Sturm: »BBC-Taschenbuch, Vorschaltgeräte und Schaltungen für Leuchtstofflampen«, 2. Auflage, 1954, S. 146 bis 148.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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