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Schaltungsanordnung für Beleuchtungsanlagen für Verkehrsunterführungen
und Beleuchtungsanlage mit dieser Schaltung Die Erfindung befaßt sich mit der Beleuchtung
von Straßen, die durch Tunnel oder sonstige Verkehrsunterführungen geführt sind,
mit einer Mehrzahl von Leuchtstofflampen-Leuchten, insbesondere Langfeldleuchten.
Der heute übliche Verkehr macht es, erforderlich, daß die Verkehrsunterführungen
durchfahren werden müssen, ohne daß durch die übergänge von der freien Straße zur
überdeckten Unterführung und umgekehrt Beeinträchtigungen des Fahrers durch starke
Helligkeitsunterschiede, Blendung und ähnliche Beleuchtungsstörungen. auftreten
sollen. Die zunehmende Anzahl der Fahrzeuge erfordert eine zunehmende Sicherung,
damit eine nachteilige Beeinflussung des Verkehrsflusses vermieden wird, die oft
in vorhandenen Unterführungen im Stadt- und überlandverkehr auf Grund unzulänglicher
Beleuchtung oder Ausleuchtung der Tunnel zu Verkehrsstauungen, unter Umständen sogar
zu Unglücksfällen führt.
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Zur Vermeidung der aufgeführten Mängel ist es bereits bekannt, die
Tunnelbeleuchtung so zu steuern, daß der Lichtstrom der in der Verkehrsunterführung
im allgemeinen in einer Reihe angeordneten Leuchten kontinuierlich geregelt ist,
wobei während der Tagesstunden alle Leuchten unter Vollast liegen, während in der
Nacht nur eine verminderte Belastung eingestellt ist. Zur Regelung wurden Geräte
benutzt, die eine elektrische Steuervorrichtung unter Verwendung von Stromtoren
vorsahen.
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Außerdem ist es bekannt, bei Niederdruckleuchtstofflampen, die mit
verminderter Leistung betrieben werden sollen, für eine Fremdheizung der Glühelektroden
der Lampen, zu sorgen. Ferner ist es bekannt, zum Betrieb von Leuchtstofflampen
mit zwei verschiedenen Helligkeitszuständen zwei in Reihe liegende Vorschaltwiderstände
vorzusehen, von denen der eine bei der Umschaltung zum Betrieb der Lampe mit Vollast
kurzgeschlossen wird. Beide Vorschläge beziehen sich jedoch nicht auf Schaltungsanordnungen
für Beleuchtungsanlagen für Verkehrsunterführungen, bei denen die Lampen bei Tag
mit Vollast und bei Nacht mit verringerter Last betrieben werden sollen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Beleuchtungsanlagen zu
schaffen, die den Einsatz von elektronischen Geräten, wie von Stromtoren bzw. Gastrioden,
erübrigen, wodurch pro Lampe nur etwa ein Drittel des Aufwandes erforderlich ist,
der bisher üblich gewesen ist, durch die Verwendung handelsüblicher, unter den verschiedensten
Bedingungen erprobter Bauelemente, die neben ihrer Billigkeit vor allem betriebssicher
und daher geeignet sind, sicher- ; zustellen, daß Kraftfahrer ohne Beeinträchtigung
ihrer Fahrt einen Tunnel durchfahren können. Zu achten ist ferner darauf, daß bei
verminderter Last kein: Flackern der Leuchtsto$lampen auftritt.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Beleuchtungsanlagen
für Verkehrsunterführungen mit einer Mehrzahl von Leuchtstofflampen-Leuchten, deren
mit fremdheizbaren, vorzugsweise aktivierten Glühelektroden ausgestattete Lampen
bei Tage mit Vollast und bei Nacht mit verminderter Last betrieben werden, bei der
erfindungsgemäß die Leuchtstofflampen in an sich bekannter Weise mittels eines Starters,
z. B. eines Glimm-, Glüh- oder Magnetstarters, gezündet und am Tage nur unter Vorschaltung
einer Hauptdrossel mit Vollast betrieben sind, währende für den Nachtbetrieb noch
eine Zusatzdrossel zur Lastverminderung in den Hauptstromkreis eingeschaltet ist
und die Glühelektroden der Lampen durch Heiztransformatoren fremdbeheizt sind. Die
Umschaltung von Tag- auf Nachtbetrieb erfolgt zweckmäßigerweise mittels ferngesteuerter
Relais mit je fünf Kontaktpaaren, die jeder Lampe zugeordnet sind. Die einzelnen
Relaisspulen liegen dabei an einer einzigen Steuerleitung, die über einen Steuerschalter
Spannung erhalten kann. Zur Einstellung der bei Nacht verminderten Helligkeit ist
in den Hauptstromkreis jeder Lampe eine zusätzliche Drossel gelegt, deren Abmessungen
so gewählt sind, wie sie zum Normalbetrieb bestimmter Lampengrößen erforderlich
sind. In Einzelfällen kann
jedoch auch eine Drossel mit Anzapfungen
eingebaut sein, wenn genau festgelegte Helligkeitsgrade eingestellt werden sollen.
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Die Schaltungsanordnung bzw. Verdrahtung der gesamten Anlage ist zweckmäßigerweise
so, daß im Tagbetrieb über zwei Ruhekontaktpaare des Relais je eine Seite der Glühelektrodenanschlüsse
der Lampe an die Schaltkontakte des Glimm-, Glüh- oder Magnetstarters angeschlossen
sind und die Entladungsstrecke der Lampe rnit der Hauptvorschaltdrossel unter Kurzschluß
der Zusatzdrossel in Reihe an die Netzstromquelle angeschlossen ist, während drei
Arbeitskontaktpaare des Relais für den Nachtbetrieb vorgesehen sind und die Stromzuführungen
von den Glühelektrodenanschlüssen mit den Sekundärwicklungen des Heiztransformators
und dessen Primärwicklung mit der Netzstromquelle verbinden.
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An Hand der Zeichnung ist im folgenden eine Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
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In Fig.1 ist eine Leuchte für Verkehrsunterführungen dargestellt,
die aus einem Metall- oder Kunststoffgehäuse 1 und einer durchsichtigen oder durchscheinenden
Wanne 2 besteht, die aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein kann. Am Gehäuse
1 befindet sich eine Tragvorrichtung 3. Das Innere der Leuchte enthält eine Montageplatte
4, auf der ein dreipoliges Klemmbrett 5, ein Relais 6 mit fünf Kontaktpaaren, ein
Transformator 7 zur Heizung der Glühelektroden 13, 14 einer Leuchtstofflampe 12,
eine Hauptstromdrossel 8 sowie eine Zusatzdrossel 9 angeordnet sind. Die einzelnen
Teile sind so aufgebaut, daß sich eine gleichmäßige Gewichtsverteilung ergibt. Unterhalb
der Montageplatte 4 tragen Fassungen 10 und 11 eine Leuchtstofflampe 12, die in
ihrem Innern an den Enden fremdheizbare, vorzugsweise aktivierte Glühelektroden
13 und 14 aufweist. Die Fassung 10 nimmt ferner einen Glimmstarter 15 auf. Ferner
ist in der Montageplatte 4 eine Öffnung 16 eingelassen, die zur Aufnahme einer Fassung
für einen Glühstarter vorgesehen ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß für den Fall,
daß an Stelle einer normalen Leuchtstofflampe eine sogenannte »Hochleistungslampe«
mit einer überhöhten Leistungsaufnahme von 65 Watt oder mehr benutzt wird, die Verwendung
von Glühstartern statt von Glimmzündern erforderlich wird. Diese müssen an Stellen
eingesetzt sein, die nicht unmittelbar der aufsteigenden Wärme ausgesetzt sind.
Der Starter wird daher dann nicht mehr bei 15 eingebaut, sondern in die Öffnung
16. Als » Hochleistungslampen « gelten Leuchtstofflampen mit überhöhter Leistungsaufnahme,
welche zur Steuerung des Quecksilber-Dampfdruckes in der Lampe beispielsweise Zapfen,
längliche Rillen und andere Gefäßveränderungen oder Amalgam-Verbindungen im Inneren
des Entladungsgefäßes aufweisen.
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Die Schaltungsanordnung für die Beleuchtungsanlage gemäß der Erfindung
ist der Fig. 2 zu entnehmen, in der das Leuchtengehäuse 1 gestrichelt dargestellt
ist. Schematisch skizziert sind darin die Lampe 12 mit den fremdheizbaren, vorzugsweise
aktivierten Glühelektroden 13, 14. Ferner befinden sich darin das Relais 6, der
Heiztransformator 7, die Hauptstromdrossel8 und die Zusatzdrossel 9 mit den Anzapfungen
91 sowie der Glühdraht 23 eines evtl. vorgesehenen Glühstarters. Außerhalb des Gehäuses
1 verlaufen die Netzleitungen O, P sowie die Steuerleitung SL, in denen der Hauptschalter
51 und der Steuerschalter 52 liegen. Will man die Anlage in Betrieb nehmen, so ist
der Hauptschalter 51 einzulegen und der Steuerschalter 52 offen zu
halten. Die Spannung der Netzstromquelle OP liegt dann am Glimmzünder 15, und zwar
einerseits über die Klemme 47, über die kurzgeschlossenen Kontakte für den Glühdraht
23 eines eventuell vorgesehenen Glühstarters an der Glühelektrode 13, andererseits
über die Klemme 48, über die Hauptstromdrossel8, über die kurzgeschlossene
Zusatzdrossel 9 an der Glühelektrode 14. Die Stromzuführungen von den Lampenglühelektroden
13 und 14 zu den Heizwicklungen 72, 73 des Transformators
71
sind infolge der offenen Kontakte 32, 33 und 34, 35 des Relais
6 unterbrochen. Desgleichen ist die Primärwicklung 71 des Heiztransformators 7 durch
die offenen Kontakte 38, 39 vom Netz abgeschaltet. Die am Glimmzünder 15 stehende
Spannung bewirkt, daß zwischen den Bimetallelektroden 151 und 152 eine Glimmentladung
entsteht, deren Wärme die Elektroden 151 und 152 zur gegenseitigen
Berührung bringt. In diesem Augenblick fließt ein stärkerer Strom über die Glühelektroden
13 und 14 der Lampe 12, wodurch diese stark erwärmt werden. Durch Abkühlen der Bimetallelektroden
151 und 152 öffnet der Schalter 15, wobei in der Hauptvorschaltdrossel 8 ein hoher
Induktionsspannungsstoß entsteht, welcher die Lampe 12 zur Zündung bringt. Die Lampe
12 ist somit in der normalen Glimmzünderschaltung gezündet worden und kann an der
Hauptvorschaltdrossel8 unter Volllast betrieben werden, das heißt unter Verhältnissen,
welche bei einer Tunnelbeleuchtung am Tage notwendig sind.
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Soll auf Nachtbetrieb umgeschaltet werden, ist der Steuerschalter
52 zu schließen, wodurch über die Anschlußklemmen 46 und
47 des Klemmbrettes 5 eine Spannung an das Relais 6 gelegt ist. Der sich
in diesem Kreis einstellende Stromfluß durch die Wicklung 61 des Relais 6 hat zur
Folge, daß der Glimmzünderstromkreis bei 36, 37 unterbrochen wird. Dasselbe trifft
für den Kurzsehlußkreis über der Zusatzdrossel 9 zu, der bei 40 und
41 aufgehoben wird. Dies hat zur Folge, daß der Glimmzünder 15 nicht wieder
ansprechen kann, wenn die Zusatzdrossel 9 zur Stromverminderung in den Hauptstromkreis
geschaltet ist, wobei möglicherweise die Spannung über der Lampe 12 höher
als die Zündspannung des Glimmzünders 15
werden kann. Die Stromverminderung
bei der Einschaltung der Zusatzdrossel bewirkt jedoch, daß die Glühelektroden 13,
14 durch die Entladung nicht mehr auf Emissionstemperatur bleiben. Sie müssen daher
mittels eines Heiztransformators 7 weitergeheizt werden. Zu diesem Zweck werden
bei der Umschaltung gleichzeitig die Kontakte 32 und 33, 34 und 35 sowie 38 und
39 geschlossen. Damit liegt die Primärwicklung 71 des Heiztransformators an der
Netzstromquelle OP, und in den Sekundärwicklungen 72 und 73 werden Spannungen induziert,
die einen ständigen Heizstrom durch die Glühelektroden 13, 14 zur Folge haben. Hiermit
ist die Emissionstemperatur der Glühelektroden 13, 14 und somit der Betrieb
der Lampe 12
in der Nacht gesichert.
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Damit die Zündung der Lampen mit Sicherheit erfolgt, erscheint es
wichtig, daß Steuer- und Hauptstromschalter gekoppelt sind, und zwar so, daß der
Steuerschalter 52 während des Zündvorgangs offen bleibt. Dies gilt für den Regelfall,
womit jedoch nicht ausgeschlossen werden soll, daß unter besonderen Umständen die
Lampen bei vermindertem Strom auch ohne Starter unter dem Einfluß der Elektrodenheizung
durch den Transformator zünden können.
Ferner kann die Umschaltung
von Tag- auf Nachtbetrieb bzw. auch umgekehrt mittels einer Photozellensteuervorrichtung
in Abhängigkeit von der umgebenden Beleuchtung erfolgen.
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Die Bauelemente können ferner, für sich allein oder gruppenweise zusammengefaßt,
in besonderen Gehäusen untergebracht sein; ihre Anordnung ist dann zweckmäßigerweise
neben oder unterhalb des die Lampe(n) enthaltenden Gehäuses.
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Selbstverständlich ist es, daß die Anzahl der einzelnen Bauteile vervielfacht
werden müssen, wenn mehrere Lampen in einem Gehäuse betrieben werden. Dabei kann
jedoch ein Heiztransformator mit mehr als zwei Wicklungen die Heizung aller Elektroden
mehrerer Lampen übernehmen.
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Es sei noch erwähnt, daß gerade die Verwendung geschlossener Leuchten
mit eingebauten Relais den Vorteil bringt, daß die an und für sich schon gekapselten
Relais noch zusätzlich vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt sind. Selbstverständlich
können auch einige der Schaltungselemente, wie z. B. die Entstörkondensatoren, im
oberen Teil der Leuchte untergebracht sein.
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Wenn auch nur von der Verwendung der behandelten Beleuchtungsanlage.
für Verkehrsunterführungen gesprochen ist, so erscheint es durchaus möglich, daß
derartige Anlagen auch an anderen Stellen eingesetzt werden können, bei denen ähnliche
Voraussetzungen vorliegen und das Bedürfnis nach einer Einstellung von zwei verschiedenen
Beleuchtungsstärken besteht. Der Verwendungsort der erfindungsgemäß geschalteten
Beleuchtungsanlage findet sich hauptsächlich dort, wo die Umschaltung des Betriebes
auf verminderte Leistung lange Zeit anhält. Hierin unterscheidet sie sich von den
bekannten stetig regelbaren Steuerungen beispielsweise mit Thyratrons, die gewöhnlich
nur für den kurzzeitigen Übergang von Null auf Vollast oder umgekehrt gedacht sind.