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Schaltungsanordnung zum Zünden von mit Gleichstrom gespeisten Hochdruckgasentladungslampen,
denen je ein Hochfrequenzzündgerät zugeordnet ist Zum Zünden von Hochdruckgasentladungslampen
werden Zündgeräte verwendet, die aus wirtschaftlichen Gründen lediglich für kurzzeitigen
Betrieb (maximal einige Sekunden) ausgelegt sind. Um eine Überlastung der Zündgeräte
zu verhindern, hat man den Zündgeräten Steuergeräte zugeordnet, die über einen Arbeitskontakt
eines Relais das Zündgerät für einen zeitlich begrenzten Zündversuch kurzzeitig
anschalten. Hat die Lampe gezündet, so wird das Zündgerät selbsttätig abgeschaltet.
Um zu vermeiden, daß schwer zündende Lampen bereits nach dem ersten erfolglosen
Zündversuch ausgewechselt werden, hat man das Steuergerät derart ausgebildet, daß
bei Nichtzünden der Lampen der Zündversuch wiederholt und nach einer vorbestimmten
Anzahl erfolglos wiederholter Zündversuche das Zündgerät und das Steuergerät selbsttätig
abgeschaltet wird. Zur Wiederholung der Zündversuche dient ein Relais mit Zeitgliedern
oder ein Motor mit Schaltnocken. Relais bzw. Schaltnocken wirken auf einen im Speisestromkreis
des Zündgerätes liegenden Schaltkontakt, der das Zündgerät an- und abschaltet. Als
Kriterium für die Abschaltung verwendet man die durch einen Meßfühler erfaßbare
Differenzgröße zwischen Betriebs- und Brennspannung der Lampe. Die Anzahl der erfolglosen
Zündversuche wird durch ein Zeitrelais begrenzt. Bei einem Versagen eines Gliedes
des dem Zündgerät vorgeschalteten Steuergerätes kann es vorkommen, daß das Zündgerät
auch nach dem Zünden der Lampe eingeschaltet bleibt und damit überlastet wird. Daher
ist die Zündzeit nur bei einwandfreier Funktion des Steuergerätes begrenzt.
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Die Erfindung bringt eine Verbesserung an einer Schaltungsanordnung
zum Zünden von mit Gleichstrom gespeisten Hochdruckgasentladungslampen, dessen je
ein Hochfrequenzzündge.rät zugeordnet ist, das durch Betätigen eines Steuergerätes
für einen zeitlich begrenzten Zündversuch kurzzeitig angeschaltet und nach dem Zünden
der Lampe mit dem Steuergerät in Abhängigkeit von einem die Speisespannung der Lampe
erfassenden Spannungsüberwachungsorgan selbsttätig abgeschaltet wird, wobei bei
Nichtzünden der Lampe diese unter Verwendung eines Impulserzeugers wiederholten
Zündversuchen unterworfen wird. Gemäß der Erfindung sind das Spannungsüberwachungsorgan
und der zur Wiederholung der Zündversuche dienende Impulserzeuger. jeweils im Eingang
eines Und-Gatters angeordnet, an dessen Ausgang ein Schaltrelais angeschlossen ist,
das einen im Stromkreis des Zündgerätes liegenden Arbeitskontakt hat. Auf diese
Weise wird erreicht, daß dann, wenn die Ausschaltung des Zündgerätes durch Versagen
des Spannungsüberwachungsorgans (z. B. bei Drahtbruch) nicht gewährleistet ist,
das Zündgerät nicht wieder an Spannung gelegt wird. Weiter wird verhindert, daß
das Zündgerät versehentlich auf eine bereits brennende Lampe geschaltet wird. Gegenüber
den bekannten Ausführungen wird damit die Betriebssicherheit erhöht.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Für gleiche Teile sind in den Figuren dieselben Bezugszeichen gewählt. Es zeigt
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zum Zünden einer Hochdruckgasentladungslampe,
F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zum Zünden von Hochdruckgasentladungslampen zweier
Kinomaschinen, F i g. 3 eine Weiterbildung der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung
für drei und mehr Kinomaschinen.
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Mit R und O sind zwei Sammelschienen bezeichnet, die an eine nicht
dargestellte Wechselstromquelle angeschlossen sind. An den beiden Sammelschienen
liegt ein Gleichrichter 10, von dem die Leitungen N
und Mp
zum Hochfrequenzzündgerät 13 führen, an das die Hochdruckgasentladungslampe 14 angeschlossen
ist. Das Zündgerät 13 ist über die Klemmen 11, 12 des Steuergerätes 15 an die Sammelschienen0
und R der Wechselstromquelle angeschlossen. Das Steuergerät 15 schaltet das Zündgerät
für einen zeitlich begrenzten Zündversuch kurzzeitig ein. Im Steuergerät ist ein
Spannungsüberwachungsorgan 16 vorgesehen, das die Speisespannung der Lampe erfaßt
und nach dem Zünden der Lampe die selbsttätige Abschaltung des Zündgerätes und des
Steuergerätes einleitet. Im Steuergerät ist ferner ein Impulserzeuger 17 vorgesehen,
der Impulse zum wiederholten Anschalten des Zündgerätes liefert. Gemäß der Erfindung
sind das Spannungsüberwachungsorgan 16 und der Impulserzeuger 17 jeweils in einem
Eingang eines Und-Gatters 18 angeordnet, an dessen Ausgang ein Schaltrelais 19 angeschlossen
ist, das einen im Stromkreis des Zündgerätes 13 liegenden Arbeitskontakt 20 hat.
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In der F i g. l sind die Hilfsspannungen für das Steuergerät 15 von
dem Gleichrichter 10 und dem Hilfsgleichrichter H entnommen. Die Hilfsspannun-Qen
werden dem Steuergerät an den Klemmen 21 a, 21b, 22, 23 zugeführt. Für das
Spannungsüberwachungsorgan 1.6, den Impulserzeuger 17 und das Und-Gatter 18, bei
denen nur die wesentlichen Anschlüsse eingezeichnet sind, können mit Vorteil handelsübliche
elektronische Bauelemente verwendet werden. Bei Verwendung elektronischer Bauelemente
erfolgt die Befehlsverarbeitung kontaktlos. Mechanische Störungen werden daher vermieden.
Der Steuereingang O 1 des Impulserzeugers 17 ist zweckmäßigerweise an einen spannungsführenden
Leitungspol N und über eine Anzeigelampe 25 an einen zu der Hochdruckgasentladungslampe
führenden Leitungspol Mp geführt, der ein von dem Steuereingang des Impulserzeugers
abweichendes Potential hat. Durch die Anzeigelampe ist eine sichtbare Kontrolle
der LeerIaufspannung der Hochdruckgasentladungslampe möglich. Die Anzeigelampe 25
leuchtet lediglich auf, wenn an dem Ausgang des die Hochdruck-7 speisenden Gleichrichters
Spannung vorhanden ist und diese Spannung die richtige Polung hat. Ferner leuchtet
die Lampe 25 nur auf, wenn die erforderliche Betriebsspannung an dem Eingang des
Impulserzeugers 17 anliegt. Durch die Anzeigelampe wird die Zündbereitschaft der
Schaltungsanordnung nach dem Schließen des Schalters 24 angezeigt. Fehler in der
Zündvorrichtung können daher festgestellt werden, bevor eine Schalthandlung ausgeführt
wird. Gegenüber bekannten Ausführungen, bei denen die Betätigung des Bedienungskontaktes
erforderlich ist, um zu sehen, ob die Lampe zündet, wird also eine wesentliche Verbesserung
erzielt.
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Zur Einleitung des Zündvorganges dient ein Schalter 26. Dieser Schalter
ist vorzugsweise in einem Hilfsstromkreis angeordnet, der aus einem Kondensator
27 und einem selbsthaltenden Relais 28 gebildet ist, dessen Arbeitskontakt 29 im
Stromkreis des Zündgerätes liegt.
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Der Eingang O 1 des Impulserzeugers 17 ist zweckmäßigerweise über
einen Ruhekontakt 30 des Relais 28 an den spannungsführenden Leitungspol N angeschlossen.
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Es ist vorteilhaft, als Spannungsüberwachungsorgan 16 einen Grenzwertmelder
zu verwenden, der derart ausgebildet und angeschlossen ist, daß er an seinem Ausgang
ein Signal lediglich dann abgibt, wenn an der Hochdruckgasentladungslampe 14 die
Leerlaufspannung ansteht. Der Grenzwertmelder, in dessen Eingang ein Widerstand
K und ein Ventil V eingeschaltet ist. überprüft die Versorgungsspannung hinsichtlich
Höhe und Polarität. Bei falscher Polung, fehlender oder zu niedriger Spannung, beispielsweise
bei bereits brennender Lampe, bleibt das Und-Gatter gesperrt. Bei richtiger Leerlaufspannung
zwischen etwa 60 und 120 V wird die Zündung freigegeben.
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Für die in F i g. I dargestellte Schaltungsanordnung ergibt sich folgende
Wirkungsweise: Nach Anlegen der Hilfsspannung durch Schließen des Schalters 24 leuchtet
die Kontrollampe 25 auf, falls an der Hochdruckgasentladungslampe die Leerlaufspannung
ansteht. Ist die gewünschte Leerlaufspannung und Polarität vorhanden. so steht am
Ausgang A 1 des Grenzwertmelders 16 ein Signal (L-Signal) an, das an den
Eingang E2 des Und-Gatters 18 gegeben wird. (Hat die Leerlaufspannung dagegen nicht
den geforderten Mindestwert oder nicht die richtige Polarität, so führt der Ausgang
des Grenzwertmelders kein Signal, d. h. kein 0-Sianal.) Über den geschlossenen Ruhekontakt
30 lie-t am Eingang O 1 des Impulserzeugers ein L-Sianal, das negatives Potential
gegen den mit Mp bezeichneten Leitungspol hat. Dieses L-Signal legt den Impulserzeuger
still. Sein Ausgang A 1 führt bei eingangsseitigem L-Signal also ein 0-Signal, welches
dem Eingang E 1 des Und-Gatters 18 zugeführt wird. Da am Ausgang des Und-Gatters
nur dann ein L-Signal ansteht, wenn die Eingänge E 1 und F_ 2 ein L -Signal führen,
so ist im vorliegenden Falle das Schaltrelais 19 unerregt, sein Arbeitskontakt 20
also geöffnet. Um Kontaktschwierigkeiten zu vermeiden, wird ein kleiner Strom von
beispielsweise einigen Milliampere über den Ruhekontakt 30 gezogen. Dieser Strom
ist zugleich dazu verwendet. um die Kontrollampe 25 zu speisen und auf diese Weise
die Schaltbereitschaft des Impuls erzeugers anzuzeigen.
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Wird der Schalter 26 von Hand oder durch einen Steuerimpuls selbsttätig
kurzzeitig geschlossen, so beginnt sich der Kondensator 27 aufzuladen. Zugleich
wird das Relais 28 erregt. Die Kontakte 29 und 31 werden geschlossen, der Kontakt
30 wird geöffnet. Das Schließen des Kontaktes 31 bewirkt eine Selbsthaltung des
Relais über diesen Kontakt. Dadurch, daß der Kontakt 30 geöffnet wird, wird das
am Eingang O 1 des Impulserzeugers 17 anstehende L-Signal weggenommen, und der Impulserzeuger
beginnt zu takten, so daß auf den Eingang E1 des Und-Gatters L-Signale im Takte
der Impulse des Impulserzeugers gegeben werden. Zugleich mit der Inbetriebnahme
des Impulserzeugers erlischt die Kontrollampe 25.
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Vom Grenzwertmelder 16, der die Versorgungsspannung hinsichtlich Höhe
und Polarität überprüft, steht am Eingang E2 des Und-Gatters 18 ein L-Signal
an, vorausgesetzt, daß die geforderte Leerlaufspannung und Polarität vorliegt. Die
vom Impulserzeuger gegebenen Signale werden im Und-Gatter verstärkt und auf das
Relais 19 gegeben. Dieses zieht im Takte der vom Impulserzeuger kommenden Signale
an und legt das Zündgerät wiederholt an Netzspannung. Jedem kurzzeitigen Schließen
des Kontaktes 20 entspricht ein Zündversuch. Sobald die Lampe zündet, sinkt die
Leerlaufspannung des Gleichrichters 10 auf die Lampenbrennspannung
ab.
Da der Grenzwertmelder den Istwert der Lampenspannung ständig mit einem Sollwert
vergleicht, wird das Und-Gatter bei der Zündung der Lampe gesperrt. Weitere Zündungen
unterbleiben daher. Der Impulserzeuger 17 arbeitet weiter bis der Kondensator 27
aufgeladen ist, also so lange Strom über das Relais 28 fließt. Nach kurzer Zeit
fällt das Relais 28 ab, und der Impulserzeuger wird gesperrt.
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Falls die Lampe beim ersten Zündversuch nicht zündet, wird der Kontakt
20 wiederholt geschlossen, bis nach Aufladung des Kondensators 27 das Relais 28
erneut abfällt und der Grenzwertmelder 16 sowie das Und-Gatter 18 und der Impulserzeuger
17 gesperrt werden. Nach dem Abfallen des Relais 28 entlädt sich der Kondensator
27 über den Widerstand W. Während der Entladung des Kondensators 27 ist das
Relais 28 gesperrt. Nach Ablauf der Entladezeit herrscht wieder der Ausgangszustand.
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In Kinoanlagen ist für die für Filmvorführapparate verwendeten Hochdruckgasentladungslampen
jeweils eine getrennte Steuereinrichtung für das Zündgerät einer jeden Lampe vorgesehen.
Die Umschaltung von einem Vorführapparat auf den anderen, bei der die Hochdruckgasentladungslampe
des jeweiligen Vorführapparates gezündet werden muß, wird entweder durch die Bedienungsperson
von Hand oder in Abhängigkeit von irgendwelchen Vorgängen selbsttätig bewerkstelligt.
Insbesondere bei der selbsttätigen Umschaltung von einem Fihnvorführapparat auf
den anderen werden große Anforderungen an die Betriebssicherheit der Zündeinrichtung
gestellt. Hier ist es vorteilhaft, für mehrere mit je einem Zündgerät versehene
Hochdruckgasentladungslampen ein gemeinsames Steuergerät 15 und eine Relaisanwahlschaltung
mit gegenseitiger Verriegelung der den einzelnen Zündgeräten zugeordneten Anwahlschalter
in der Weise vorzusehen, daß wahlweise ein Zündgerät über den mit dem Arbeitskontakt
20 versehenen Stromkreis an Netzspannung angeschlossen wird (F i g. 2, 3). Dadurch,
daß für die Zündgeräte mehrerer Vorführapparate ein einziges Steuergerät verwendet
ist, kann die Bedienung von einer Stelle aus erfolgen. Durch die Verriegelung ist
die gleichzeitige Zündung zweier oder mehrerer Lampen verhindert. Da die Zündbereitschaft
des Steuergerätes laufend überprüft werden kann, werden Betriebsstörungen, die durch
Nichtzünden der Lampe hervorgerufen werden, weitgehend vermieden.
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In F i g. 2 ist eine Anordnung für zwei Filmvorführapparate dargestellt.
Für jedes der mit 42 und 43 bezeichneten Zündgeräte ist ein Anwahlschalter 32 und
33 vorgesehen. Diese Schalter sind zweckmäßig in Stromkreise mit zwei selbsthaltenden
Relais A, B angeordnet, deren Schaltkontakte mit a1 bis a. bzw. bi bis b6
bezeichnet sind. Die Relais A, B
sind jeweils über einen Kondensator 34 und
35 und einen Ruhekontakt b. bzw. a6 des anderen Relais an einen spannungsführenden
Leitungspol N angeschlossen. In vorteilhafter Weise ist das in dem Ausgang des Und-Gatters
18 liegende Relais 19 mit weiteren Arbeitskontakten 36 bis 39 versehen, die in Leitungen
I, 1I, 111, IV zu Lautsprechern eingeschaltet sind. Diese in den Leitungen I bis
IV angeordneten Arbeitskontakte sind voreilend gebaut und schließen die Tonkanäle
der Kinoanlage jeweils für die Dauer eines Zündimpulses kurz. Wurde durch Betätigen
des Schalters 33 die Zündung der an das Zündgerät 43 angeschlossenen Lampe eingeleitet,
so fällt nach beendigter Zündung das Relais B ab. Danach ist das Relais
A sofort erregbar, während das Relais B noch für kurze Zeit, die der
Entladung des Kondensators 35 über den Widerstand W entspricht, gesperrt ist. Nach
Ablauf dieser Entladezeit (Eigensperrzeit) herrscht wieder der Ausgangszustand,
und das Relais B kann von neuem betätigt werden. Bei Betätigung des Relais A läuft
sinngemäß derselbe Vorgang ab wie er für das Relais B bereits erläutert wurde.
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In der F i g. 3 ist eine Anordnung für drei Hochdruckgasentladungslampen
14 von Filmvorführapparaten dargestellt. Durch die gestrichelt fortgesetzten Linien
ist angedeutet, daß die dargestellte Schaltung mit drei Zündgeräten 44, 45 und 46
beliebig erweitert werden kann. In ähnlicher Weise wie in F i g. 2 ist eine der
Anzahl der Hochdruckgasentladungslampen entsprechende Anzahl von Anwahlschaltern
54, 55, 56 für die Zündgeräte 44, 45, 46 vorgesehen, und die Anwahlschalter sind
in Stromkreisen mit selbsthaltenden Relais C, D, E an-
geordnet, die jeweils
in Reihe mit einem Kondensator 57, 58, 59 an einen spannungsführenden Leitungspol
N angeschlossen sind. Zur Vereinfachung der Verriegelung der einzelnen Relais C,
D, E ist in vorteilhafter Weise jede Reihenschaltung aus Anwahlschalter, selbsthaltendem
Relais und Kondensator an den Ausgang A 4 einer Leistungsstufe 40 angeschlossen,
deren Eingang mit dem Eingang des Impulsgenerators 17 und über je einen Ruhekontakt
c4, d4, e4 der Relais C, D, E mit einem spannungsführenden Leitungspol N verbunden
ist.
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Nach Anlegen aller Spannungen sind sämtliche Relais unerregt. An den
Leitungspolen Mp, N steht die Gleichrichterleerlaufspannung der Lampen an.
Da die Kontakte cl und c, bzw. d1 und dz bzw. ei und e, geöffnet sind, erhält der
Grenzwertmelder 16 am Eingang 1X kein Signal. Sein Ausgang A 1 führt ein 0-Signal,
so daß das Und-Gatter 18 sperrt. Über die geschlossenen Ruhekontakte c4, d4, e4
liegt am Eingang Ei der Leistungsstufe 40 und am Eingang O 1 des Generators 17 ein
L-Signal. Dadurch wird der Generator 17 gesperrt. Sein Ausgang A 1 führt ein 0-Signal,
so daß der Eingang E 1 des Und-Gatters 18 ebenfalls ein 0-Signal erhält. Sodann
führt auch der Ausgang A 0 des Und-Gatters ein 0-Signal, und das daran angeschlossene
Relais 18 bleibt unerregt.
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Die Leistungsstufe 40 führt an ihrem Ausgang A 4
ein
0-Signal, solange an ihrem Eingang Ei ein L-Signal ansteht. Damit ist die Möglichkeit
gegeben, die Relais C, D, E über ihre zugehörigen Tasten 54, 55, 56 zu erregen.
Um Kontaktschwierigkeiten zu vermeiden, wird ein kleiner Strom über die Ruhekontakte
c4, d4, e4 gezogen. Dieser Strom zeigt gleichzeitig durch die Lampe 25 die Schaltbereitschaft
des Impulsspannungserzeugers an.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, daß die Taste 56
kurz gedrückt wird, so daß sich der Stromkreis mit dem Relais E und dem Kondensator
59 schließt. Der Kondensator 59 beginnt sich sodann aufzuladen, da die Leistungsstufe
40 am Ausgang A 4 ein 0-Signal führt. Das Relais zieht an und hält sich selbst über
den Kontakt e.;. Der Kontakt e4 öffnet sich, und damit verschwindet das L-Signal
am Eingang Ei der Leistungsstufe 40 und am Eingang O 1 des Generators 17. Am Ausgang
der Leitungsstufe 40 liegt dann ein L-Signal an. Es ist also nicht mehr möglich,
mit Hilfe der übrigen Tasten 54
und 55 die jeweils zugehörigen Relais
zu erregen, d. h., die Zündung aller übrigen Lampen ist gesperrt. Mit dem Verschwinden
des L-Signals am Eingang 01 des Impulsspannungserzeugers 17 wird dieser freigegeben
und beginnt zu takten. Die Anzeigelampe 25 erlischt. Das Und-Gatter 18 ist jedoch
noch gesperrt. Beim Schließen des Relais wurden auch die Kontakte ei, e" es geschlossen.
Damit ist die Versorgungsspannung der zu zündenden Lampe an den Grenzwertmelder
16 gelegt. Dieser überprüft die Versorgungsspannung hinsichtlich Höhe und Polarität.
Bei falscher Polarität, fehlender oder zu niedriger Spannung, z. B. bei bereits
brennender Lampe, bleibt das Und-Gatter gesperrt. Bei richtiger Leerlaufspannung
zwischen etwa 60 und 1.20 Volt erfolgt die Freigabe des Und-Gatters 18. Die vom
Impulserzeuger 17 erzeugten Impulse, z. B. von 0,15 bis 0,20 Sekunden Dauer und
in Abständen von etwa 0,5 Sekunden gegeben, werden von dem Und-Gatter verstärkt
und dem Relais 18 zugeführt. Dieses zieht im Takte der von dem Impulserzeuger kommenden
Signale an und legt dadurch taktmäßig Netzspannung an das Zündgerät 46. Während
jedes Zündimpulses werden die Kontakte 1 bis IV der Tonkanalkurzschließer, die voreilend
ausgebildet sind, kurz geschlossen.
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Sobald die angewählte Lampe zündet, bricht die Leerlaufspannung des
Gleichrichters 10 auf die Lampenbrennspannung zusammen. Der Grenzwertmelder 16,
der den Spannungs-Istwert der Lampe ständig mit einem Sollwert vergleicht, sperrt
dann sofort die Leistungsstufe 40, so daß weitere Zündungen unterbleiben. Der Impulserzeuger
arbeitet weiter, bis der Kondensator 59 aufgeladen ist und das Relais E abfällt.
Dadurch erscheint am Eingang El der Leistungsstufe 40 wiederum ein L-Signal, so
daß am Ausgang A 4 dieser Stufe wiederum ein 0-Signal ansteht. Infolge der Verbindung
der Eingänge des Impulserzeugers 1.7 und der Leistungsstufe 40 tritt
das L-Signal auch an dem Impulserzeuger 17 auf und sperrt diesen. Damit sind sämtliche
Relais bis auf das Relais E, das noch für die Entladezeit des Kondensators 59 gesperrt
ist, wiederum über ihre zugehörigen Tasten erregbar. Nach Ablauf dieser Eigensperrzeit
des Relais E herrscht der Ausgangszustand.
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Falls die Hochdruckgasentladungslampe nicht zündet, werden vom Impulserzeuger
17 über das Und-Gatter 18 Impulse auf das Relais 19 so lange gegeben, bis nach Aufladung
des Kondensators 59 das Relais E abfällt und der Grenzwertmelder 16 sowie die Leistungsstufe
40 als auch der Impulserzeuger 17 gesperrt werden. Nach Ablauf der Eigensperrzeit
des Relais herrscht wieder der Ausgangszustand.