DE2613216C2 - Vorrichtung mit einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe, die eine mit zwei Hauptelektrodensystemen bestückte Entladungsröhre aufweist, wobei ein Hilfskreis zur Beeinflussung des Elektrodenfalls in der Nähe mindestens eines dieser Hauptelektrodensysteme vorgesehen ist und der Hilfskreis — im Betriebszustand der Lampe — auf eine Änderung der effektiven Stromstärke zwischen den Hauptelektrodensystemen anspricht und der dann durch den Hilfskreis herbeigeführte geänderte Elektrodenfall der genannten Änderung des Stromes zwischen den Hauptelektrodensystemen entgegenwirkt, so daß die Speisung der Lampe praktisch ballastfrei erfolgt

Elektrodenfall ist hier die Potentialdifferenz die durch eine Raumladung in der Nähe einer Elektrode — Anode und/oder Kathode — hervorgerufen wird.

Eine bekannte Vorrichtung der erwähnten Art ist z. B. ■n der deutschen Patentschrift 9 09 373 beschrieben.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist, daß der Elektrodenfall mittels eines Steuergitters geändert wird. Die Lage eines solchen Steuergitters ist nämlich in der Regel besonders kritisch, so daß die Herstellung der Lampe schwierig ist. Weiter ist die fertige Lampe sehr verletzbar und dadurch wenig betriebssicher.

Es sei noch bemerkt, daß bei der bekannten Vorrichtung wenigstens eines der Hauptelektrodensysteme mit einer heizbaren Elektrode versehen ist, die als Kathode verwendet wird.

Die Erfindung bezweckt, bei einer Vorrichtung eingangs erwähnter Art die genannten Nachteile zu vermeiden und so u. a. eine große Betriebssicherheit zu erhalten.

Eine erste Gruppe Vorrichtungen eingangs erwärmter Art, bei denen wenigstens eines der Hauptelektrodensystems eine heizbare Elektrode enthält, die als Kathode verwendet wird, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Elektrodenfalls durch eine — mit Hilfe des Hilfskreises erhaltenen — Änderung des Heizstroms der heizbaren Elektrode erfolgt.

Eine andere Gruppe von Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Elektrodenfalls durch eine — mittels eines Hilfskreises erhaltene — Änderung der Größe eines als Anode verwendeten Teiles eines der Hauptelektrodensysteme erfolgt.

Ein Vorteil der Vorrichtungen nach der Erfindung

beider Gruppen ist, daß Schwierigkeiten mit verletzbaren Steuerelektroden vermieden wurden, wodurch sich die Betriebssicherheit erhöht und daß dennoch ein ballastfreier Betrieb der Entladungslampe möglich ist.

Der Hilfskreis könnte gegebenenfalls mit Hilfe eines Bimetalls ein- und ausgeschaltet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung enthält der Hilfskreis ein Relais und befindet sich ein Meßwiderstand zur Steuerung des Relais in einer Verbindung zwischen einer Eingangsklemme der Vorrichtung und einem der Hauptelektrodensysteme der Entladungsröhre, während ein Schaltkontakt des Relais mit der heizbaren Elektrode eines der Hauptelektrodensysteme in Reihe liegt oder sich dieser Schaltkontakt in einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Anodenteilen eines Hauptelektrodensystems befindet.

Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform besteht darin, daß mit diesem Relais eine weitere Vergrößerung der Betriebssicherheit der Vorrichtung erhalten werden kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, die zum Anschließen an eine Gleichspannungsquelle bestimmt ist, w^ist die Entladungsröhre eine heizbare Kathode und eine in der Größe änderbare Anode auf und die Hilfskreise der Anode und der Kathode sind kombiniert und mit zwei gekoppelten Schaltkontakten versehen, wobei in einer Lage dieser Schaltkontakte die heizbare Kathode einen Heizstrom empfängt und die Anode einen verhältnismä-Big großen Flächeninhalt aufweist, und wobei in einer anderen Lage der Schaltkontakte die heizbare Kathode keinen Heizstrom empfängt und die Anode einen verhältnismäßig kleinen Flächeninhalt aufweist

Bei dieser Regelung des Elektrodenfalls an der r> Kathoden- sowie an der Anodenseite wird ein noch stabilerer Betrieb der Entladungslampe erhalten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß nun sowohl bei der Kathode als auch bei der Anode entgegenwirkende Maßnahmen getroffen werden, um den Entladungs- ■"' strom konstant zu halten.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, die zum Anschließen an eine Wechselspannung bestimmt ist, besteht jedes der beiden Hauptelektrodensysteme aus ^J> einer heizbaren Elektrode und schaltet der Hilfskreis den Heizstrom der beiden Elektroden gleichzeitig ein und aus.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie unmittelbar an ein Wechselspannungsnetz geeigneter Spannung ·" angeschlossen werden kann.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, die zum Anschließen an eine Wechselspannungsquelle bestimmt ist, besteht jedes der beiden Hauptelektrodensysteme ">> aus einer Kombination einer nicht heizbaren mittleren Elektrode und einer diese umgebenden buchsenförmigen Anode und schaltet der Hilfskreis die beiden buchsenförmigen Anoden gleichzeitig ein und aus.

Ein Vorteil dieser Vorrichtung ist ebenfalls, daß sie ^h0 unmittelbar an ein Wechselspannungsnetz geeigneter Spannung angeschlossen werden kann.

Die Lampe kann z. B. eine Quecksilberdampl'-Eniladungslampesein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Vor- ^h=l richtung nach der Erfindung ist die Lampe eine Niederdruck-NatriumHampf- Entladungslampe.

Ein Vorteil dieser Lampe besteht darin, daß darin oft bereits positive Spannungs-Stromgebiete vorhanden sind, so daß die Stromregelung bei einer salcheu Lampe weniger kritisch ist Bei dieser Lampe ist es denn auch mit einfachen Hilfsmitteln möglich, einen ballastfreien Betrieb zu erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine erste Vorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 2 eine zweite Vorrichtung nach der Erfindung, und

F i g, 3 eine dritte Vorrichtung nach der Erfindung.
In F i g. I bezeichnet 1 eine schematisch dargestellte Niederdruck-Natriumdampf-Entladungslampe. In Wirklichkeit besitzt diese Lampe außer einer Entladungsröhre auch z. B. einen diese umgebenden Außenkolben. 2 und 3 sind Eingangsklemmen, die zum Anschließen an eine Gleichspannungsquelle bestimmt sind. Die Klemme 2 ist über einen Widerstand 4 von etwa 1 Ω an eine Anode 5 der Entladungslampe 1 angeschlossen. Mit 6 ist eine zweite Anode der Lampe 1 bezeichnet Diese Anode 6 weist die Form einer hohlzylindrischen Buchse auf. 7 ist eine Kathode, deren eine Seite an die Eingangsklemme 3 und deren andere "Seite an einen Kontakt 8 eines Betätigungsgliedes 4a angeschlossen ist Dieses Glied überbrückt den Widerstand 4 und enthält einen Pegeldetektor und eine Relaisspule. Die andere Seite des Kontakts 8 ist über einen Widerstand 9 an die Klemme 2 angeschlossen. Ein zweiter Kontakt 10 des Betätigungsgliedes 4a ist einerseits an einen zwischen der Anode 5 und dem Widerstand 4 liegenden Punkt und andererseits an die hohlzylindrische Anode 6 angeschlossen. Zur Speisung ist das Betätigungsglied 4a auch an die Klemme 3 angeschlossen.

Die dargestellte Vorrichtung wirkt wie folgt
Wenn die Klemmen 2 und 3 mit den betreffenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, wird außerdem kurzzeitig zwischen den Elektroden 5 und 7, über eine nicht dargestellte Hilfseinrichtung, eine Hochfrequenzhochspannung angelegt Darauf zündet die Lampe. Dann wird zunächst der Entladungsstrom zwischen 5 und 7 einen verhältnismäßig niedrigen Wert aufweisen. Bei diesem niedrigen Wert ist der Kontakt des Relais geschlossen, wodurch sowohl die Hilfsanode 6 als auch der Heizstrom der Elektrode 7 eingeschaltet sind. Darauf wird die Elektrode 7 weiter aufgeheizt und nimmt der Entladungsstrom zwischen 7 und 5,6 ζ j. Dies setzt sich fort, bis der Betriebszustand der Lampe erreicht ist Sollte nun der Strom zwischen der als Kathode wirkenden Elektrode 7 und den Anodenelektroden 5 und 6 zu groß werden, unterbricht das Relais die Kontakte 10 und 8, so daß keine weitere Heizung der Kathode 7 stattfindet. Außerdem ist die Anodenoberfläche auf nur die Oberfläche der Elektrode 5 beschränkt. Nun nimm» die Stromstärke der Lampe wieder ab. Sollte diese Stromstärke unter einen bestimmten Pegel herabsinken, so ergibt sich wieder der Zustand, in der die Kontakte 10 und 8 geschlossen werden, usw.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel rst die Netzspannung etwa 100 V. Die Lampe ist eine Niederdruck-Natriumdampf-Entladungslampe von etwa 90 W; die Stromstärke schwankt dabei zwischen 0.85 A und 0,95 A. Die Länge der Entladungsstrecke ist etwa 80 cm.

In Fig.2 bezeichnen 30 und 31 Anschlußklemmen, die zum Anschließen an eine rechteckige Wechselspannung von etwa 100 V, 50 Hz bestimmt sind. Die Klemme 30 ist über einen Widerstand 37 von etwa I Ω mit der Mitte einer Transformatorwicklung 33 verbunden.

Zwischen den Enden dieser Wicklung 33 ist eine heizbare Elektrode 34 einer schematisch dargestellten Niederdruck-Natriumdampf-Entladungslampe 32 angeschlossen. Auf ähnliche Weise ist die Klemme 31 an die Mitte einer Transformatorwicklung 35 angeschlossen. Eine heizbare Elektrode 36 ist zwischen den Enden der Wicklung 35 angeschlossen. Der Widerstand 37 ist von einem Betätigungsglied 37a überbrückt, das u. a. einen Pegeldetektor und eine Relaisspule enthält. Ein Schaltkontakt des Relais ist mit 38 bezeichnet. Dieser Kontakt ist einerseits an die Klemme 30 und andererseits an eine Transformatorwicklung 39 angeschlossen, die mit der Wicklung 33 gekoppelt ist. Die andere Seite der Wicklung 39 ist an eine Wicklung 40 angeschlossen, die mit der Wicklung 35 gekoppelt ist. Die andere Seite der Wicklung 40 ist an die Klemme 31 angeschlossen.

Die beschriebene Vorrichtung nach Fig. 2 wirkt wie folgt.

nungsquelle angeschlossen. Dann wird wieder von einer nicht dargestellten Hochfrequenzhochspannungsquelle eine Spannung zwischen die Elektroden 34 und 36 angelegt, wonach die Lampe zündet. Dabei ist infolge der Tatsache, daß die Lampe mit einem niedrigen Lampenstrom anläuft, zunächst der Kontakt 38 des Relais geschlossen, was bedeutet, daß die beiden heizbaren Elektroden 34 und 36 einen Heizstrom empfangen. Der Entladungsstrom der Lampe nimmt dadurch zu. Sollte dieser Lampenstrom nun aber einen zu hohen Wert erreichen, so öffnet das Relais den Kontakt 38. wodurch die Heizströme der Elektroden 34 und 36 unterbrochen werden. Dadurch nimmt der Lampenstrom wieder ab. Sollte dieser Strom wieder unter einen bestimmten Pegel herabsinken, so schließt das Relais den Kontakt 38 wieder, wodurch abermals eine Elektrodenheizung stattfindet, usw. Die Elektroden 34 und 36 sind derart bemessen, daß sie bei ausgeschaltetem Heizstrom nur in geringem Maße vom Entladungsstrom erhitzt werden.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel ist die Lampe eine Niederdruck-Natriumdampf-Entladungslampe von etwa 90 W. Der Lampenstrom schwankt in diesem Falle zwischen 0,85 und 0,95 A.

In Fig. 3 bezeichnen 40 und 41 Anschlußklemmen zum Anschließen an eine rechteckige Wechselspannung von 100 V, 50 Hz. Die Schaltung nach F i g. 3 ähnelt der nach F i g. 2. Wieder ist ein Widerstand 42 von etwa 1 Ω vorgesehen, der an eine Eingangsklemme 40 angeschlossen ist. Der Widerstand 42 ist von einem

> Betätigungsglied 43 überbrückt, das nun aber zwei Kontakte 44 und 45 gleichzeitig betätigt. Eine Lampe 46 ist eine Niederdruck-Natriumdampf-Entladungslampe, die an beiden Enden eine mittlere nicht heizbare Elektrode 47 bzw. 48 und eine buchsenförmige Anode

ίο 49 bzw. 50 aufweist. Bei einer niedrigen Lampenstromstärke, d. h. bei einem niedrigen Strom durch den Widerstand 42, ist ein sich im Retätigiingsglied 43 befindendes Relar- unerrcgt. so daß die beiden Kontakte 44 und 45 geöffnei sind, wodurch die buchsenförmigen

i> Anoden 49 und 50 ausgeschaltet sind. Bei einem verhältnismäßig großen Lampenstrom verbindet das Relais die beiden Kontakte 44 und 45 miteinander, so daß die beiden buchsenfönnigen Anoden 49 und 50 eingeschaltet sind.

>i> Πιο WirLiin« Hei- Qnh<iltMn<r nooh Ki(T Λ IcI f,.l,.or.,l„

Beim Auftreten eines großen Lampenstroms wird unter anderem an einem Lampenende eine Anodenbuchse 50 zusätzlich angeordnet, um zu erreichen, daß in der Phase, in der dieses Hauptelektrodensystem 48, 50 als

- > Anode wirkt, die mittlere I lektrode 48 vom Entladungsstrom in geringerem Maße erhitzt wird (dann fließt ja ein großer Teil des Entladungsstromes durch die Anodenbuchse 50), wodurch dieses Hauptelektrodensystem i! der Kathodenphase weniger gut emittieren

)o kann.

Dabei sei bemerkt, daß die eingeschaltete Anodenbuchse während der Anodenphnse des Hauptelektrodensystems (bei großem Lampenstrom) zwar einen Effekt in der falschen Richtung hervorruft, aber mit

>5 Rücksicht auf die Tatsache, daß die verringerte Emission in der Kathodenphase dieses Hauptelektrodensystems diesen störenden Effekt beträchtlich überschreitet, wird dennoch eine gewünschte Gesamtregelung der Lampe in der beabsichtigten Richtung (die Wiederherabsetzung des effektiven Entladungsstroms) erhalten.

Es ist denkbar, daß in einer anderen Vorrichtung nach der Erfindung jedes der Hauptelektrodensysteme bei einer Speisung aus einem Wechselspannungsnetz aus einer Kombination einer nicht heizbaren Elektrode und einer heizbaren Elektrode besteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Vorricbi«ng mit einer Gas- -nd/oder !Dampfentladungslampe, die eine mit zwei Hauptelektrodensystemer. bestückte Entladungsrohre aufweist, wobei ein HilFskreis zur Beeinflussung des Elekfrodenfalls in der Nähe mindestens eines dieser Hauptelektrodensysteme vorgesehen ist und der Hilfslcrets — im Betriebszustand der Lampe — auf eine Änderung der effektiven Stromstärke zwischen den Hauptelektrodensystemen anspricht, und wobei der dann durch den Hilfskreis hervorgerufene geänderte Elektrodenfall der genannten Änderung des Stromes zwischen den Hauptelektrodensystemen entgegenwirkt, so daß die Speisung der Lampe praktisch ballastfrei erfolgt, während wenigstens eines der Hauptelektrodensysteme eine heizbare Elektrode enthält, die als Kathode dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Elektrodenfalls durch eine — mit Hilfe des Hilfskreises erhaltene — Änderung des Heizstroms der heizbaren Elektrode erfolgt

2. Vorrichtung mit einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe, die eine mit zwei Hauptelektrodensystemen bestückte Entladungsröhre aufweist, wobei ein Hilfskreis zur Beeinflussung des Elektrodenfalls in der Nähe mindestens eines dieser Hauptelektrodensysteme vorgesehen ist und der Hilfskreis — im Betriebszustand der Lampe — auf eine Änderung der effektiven Stromstärke zwischen den Hauptelektrodensystemen anspricht, wobei der dann durch den Hilfskreis hervorgerufene geänderte Elektrodenfall der genannten Änderung des Stromes zwischen den Haupteiektrod^nsystemen entgegenwirkt, so daß die Speisung der Lampe praktisch ballastfrei erfolgt, dadurch gek. nnzeichnet, daß die Änderung des Elektrodenfalls durch eine — mit Hilfe des Hilfskreises erhaltene — Änderung der Größe eines als Anode verwendeten Teiles eines der Hauptelektrodensysteme erfolgt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskreis ein Rcilais enthält und daß sich ein Meßwiderstand zur Steuerung des Relais in einer Verbindung zwischen einer Eingangsklemme der Vorrichtung und einem der Haupteiektrodensysteme der Entladungsröhre befandet, während ein Schaltkontakt des Relais mit der heizbaren Elektrode eines der Hauptelektrodensysteme in Reihe liegt bzw. sich in einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Anodenteilen eines Hauptelektrodensystems befindet.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, die zum Anschließen an eine Gleichspanrrungsquelle bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsröhre eine heizbare Kathode und eine in der Größe änderbare Anode aufweist und daß die Hilfskreise kombiniert und mit zwei gekoppelten Schaltkontakten versehen sind, wobei in einer Lage dieser Schaltkontakte die heizbare Kathode einen Heizstrom empfängt und die Anode einen verhältnismäßig großen Flächeninhalt aufweist, während in einer anderen Lage der Schaltkontakte die heizbare Kathode keinen Heizstrom empfängt und die Anode einen verhältnismäßig kleinen Flächeninhalt aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I oder 3, die zum Anschließen an eine Wechselspannungs-M'iclle bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

jedes der beiden Hauptelektrodensysteme aus einer heizbaren Elektrode besteht und der Hilfskreis den Heizstrom der beiden Elektroden gleichzeitig ein- und ausschaltet,

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, die zum Anschließen an eine Wechselspannungsquelle bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Hauptelektrodensysteme aus einer Kombination einer nicht heizbaren mittleren Elektrode und einer diese umgebenden buchsenförmigeir Anode besteht und der Hilfskreis die beiden buchsenförmigen Anoden gleichzeitig einschaltet und gleichzeitig ausschaltet

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe der Vorrichtung eine Niederdruck-Natriumdampf-Entladungslampe ist