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Zünd- und Betriebsgerät von Entladungslampen
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I)ie Erfindung b t sich auf e@n Zänd- und Betriebsgerät von Entladungslam@en
mit einem qochfrequenzimDfillserzeucrer mit nac@geschaltetem @eslatransformator.
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Zur Zündung von Entladungslampen, insbesondere Hochdruckentladungslampen,
sowie Halogen-Metalldampflampen werden seit längerem Zünd- und Betriebsgeräte verwendet,
die einen Hochfrequenzimpulserzeuger und einen Hochfrecuenz-Zündübertrager enthalten.
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Der Hochfrequenz-Impulserzeuger, meist eine über einen Netztransformator
und einen Kondensator gespeiste Funkenstrecke, dient dabei der Erzeugung einer möglichst
steilen Flanke eines Spannungsimpulses, der an dem in einem Schwingkreis mit der
Entladungslampe liegenden Hochfrequenz-Zündübertrager eine Zündspannung und 25000
bis 70000 Volt erzielt.
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Als Hochfrequenz-Zündübertrager wird dabei häufig ein Teslatransformator
verwendet. Der weitere Betrieb der Entladungslampe wird nach der Zündung durch eine
Betriebsspannung von z.B. 220 Volt über ein Vorschaitgerät in bekannter Weise aufrecht
erhalten.
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Die in der Induktionswicklung des Teslatransformators erzeugt Hochspannung
von ca. 25000 bis 70000 Volt bedingt eine großräumige Bauweise, um Oberschläge der
Hochspannung zur Masse oder auf andere Bauteile zu vermeiden. Zwar konnte durch
Vergießen
der Zünd- und Betriebsgeräte mit einer die Isolationseigenschaften verbessernden
Vergußmasse eine kompaktere Bauweise der Geräte erreicht werden, dagegen bestand
immer noch die Gefahr von Oberschlägen der relativ hohen Zündspannung zur Masse.
Hierdurch ließ sich eine latente Brand- und Explosionsgefahr niemals vollständig
ausschließen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung
der angeführten Nachteile, die Betriebssicherheit der eingangs beschriebenen Zünd-
und Betriebsgeräte durch Vermeidung von Hochspannungsüberschlägen auf einfache Weise
zu erhöhen und gleichzeitig eine noch kompaktere Bauweise der Geräte zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Teslatransformator
eine erste und eine zweite Sekundärwicklung aufweist, die über einen hochfrequente
Spannungen kurzschließenden Kondensator in Reihe geschaltet sind, und daß die erste
Elektrode des Kondensators auf Masse gelegt ist und die zweite Elektrode die Betriebsspannung
der Entladungslampe führt. Durch diese Anordnung werden zwei Hochspannungszündimpulse
induziert, die gegenüber Masse bei ansonsten entgegengesetzter Polarität jeweils
etwa nur die halbe Zündspannung der Entladungslampe aufweisen, sich aber durch ihre
entgegengesetzte Polarität addieren und somit in ihrer Gesamtheit die notwendige
Zündspannung erzeugen. Hierdurch werden wesentlich geringere Anforderungen an die
Isolation der die Zündspannung führenden Teile gestellt. Die Möglichkeit einer räumlich
engeren Bauweise ist dadurch sofort gegeben.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß die erste und zweite Sekundärwicklung
die Induktionswicklungen zweier
gleicher Teslatransformatoren mit
in Reihe geschalteten Erregerwicklungen sind. Dabei kann erfindungsgemäß weiter
vorgesehen werden, daß die erste und zweite Sekundärwicklung jeweils die Erreger-
und Induktionswicklung zweier gleicher Teslatransformatoren sind. Dadurch wird es
möglich, serienmäßig erhältliche Teslatransformatoren mit je einer getrennten Erreger-
und Induktionswicklung, sowie die preiswerteren serienmäßigen Teslatransformatoren
mit einer aus einer einheitlichen Wicklung bestehenden Erreger- und Induktionswicklung
besonders kostengünstig zu verwenden.
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Zur Erzielung von möglichst kurzen hochspannungsführenden Zuführungen
zu den Lampensockeln, ist es erfindungsgemäß weiter vorgesehen, daß die ündspannungführenden
Wicklungsenden der ersten und zweiten Sekundärwicklung dicht an den beiden Lampensockeln
der Entladungslampe angeordnet sind.
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Insbesondere wird vorgeschlagen, daß bei weiter auseinanderliegenden
Lampensockeln je ein Teslatransformator in unmittelbarer Nähe eines jeden Lampensockels
vorgesehen ist.
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Dadurch wird es möglich, die zündspannungsführenden Teile so außerordentlich
kurz zu halten, daß Uberschläge auf Masse oder andere Teile der Geräte vollständig
vermieden werden können. Durch die niedrigere Bauhöhe der nur die halbe Entladungslampen-Zündspannung
erzeugenden Teslatransformatoren ist im Zusammenhang mit der nun gegenüber Masse
auftretenden, ebenfalls halbierten Hochspannung eine wesentlich gedrängtere Bauweise
der Zünd- und Betriebsgeräte möglich. Dies wirkt sich besonders günstig auf eine
dadurch ebenfalls erheblich reduzierte Baugröße der mit solchen Zünd- und Betriebsgeräten
ausgerüsteten Leuchten für Entladungslampen aus.
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Nachfolgend wird ein Beispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen
erläutert:
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zünd- und Betriebsgerät
für Entladungslampen mit zwei aus jeweils einer Wicklung bestehenden Teslatransformatoren,
Netztransformator und Funkenstrecke.
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Fig. 2 zeigt eine perspektivische und schematische Darstellung des
erfindungsgemäßen Zünd- und Betriebsgerätes mit zwei Teslatransformatoren in unmittelbarer
Nähe der Lampensockel In der nach Fig. 1 dargestellten Schaltung des Zünd- und Betriebsgerätes
wird über den geerdeten Mittelpunktsleiter Mp und die Phase Ph über den Einschalter
1 und die Drossel 2 den Eingängen 3, 4 und 5 die Netzspannung zugeführt, die in
der Regel bei 220 Volt liegt. Über die Eingänge 3 und 4 liegt Netzspannung an dem
Relais 7, demzufolge dessen Arbeitskontakte 8 und 18 schließen. Die Netzspannung
liegt nun solange am Netztransformator 10 bis sich der Kondensator 20 über den Widerstand
19 soweit aufgeladen hat, daß das Relais 7 abfällt und damit die Arbeitskontakte
8 und 18 öffnet.
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Die Netzspannung am Netztransformator 10 erzeugt auf dessen Sekundärseite
am Kondensator 11 einen Spannungsanstieg bis zur Zündspannung der Funkenstrecke
12. Die am Ausgang der Funkenstreckenkombination 11, 12 liegenden, durch den Kondensator
14 hochfrequenzmäßig in Reihe geschalteten Erregerwicklungen der Teslatransformatoren
induzieren nun infolge des durch den Funkenüberschlag an der Funkenstrecke 12 entstandenen
hochfrequenten Impulses in den Sekundärwicklungen 13 und 15 der Teslatransformatoren
einen etwa gleichgroßen Zündspannungsimpuls entgegengesetzter Polarität. Dies wird
dadurch erreicht, daß die eine Elektrode des als hochfrequenzmäßigen Kurzschluß
aufzufassenden Kondensators 14 über die
Leitung 16 und den Eingang
3 an den Mittelpunktsleiter Mp gelegt und somit geerdet ist. Die durch die entgegengesetzte
Polarität entstehende Addition der beiden Zündspannungsimpulse führt an der Entladungslampe
18 zu einem Gesamtzündimpuls der für die Zündung der Entladungslampe 18 notwendigen
Zündspannung von 25000 bis 70000 Volt.
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Nach der Zündung der Entladungslampe 18 wird der Betrieb der Lampe
durch die über den Eingang 5 und die Leitung 17 dem Kondensator 14 zugeführte Netzspannung
weiterhin aufrechterhalten. Die Stromversorgung der Entladungslampe 18 erfolgt dabei
über die Sekundärwicklungen 13 und 15 der Teslatransformatoren. Die gezündete Entladungslampe
18 liegt parallel zum Relais 7 und schließt damit das Relais quasi kurz, demzufolge
ein erneuter Start des Zündmechanismus verhindert wird.
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Wie der Schaltung nach Figur 1 leicht entnehmbar, können die Teslatransformatoren
jeweils aus einer getrennten Erreger-und Induktionswicklung bestehen, wobei die
Sekundärwicklungen 13 und 15 über den hochfrequenzmäßigen Kurzschluß des Kondensators
14 weiter in Reihe geschaltet bleiben, und die Erregerwicklungen ebenfalls in Reihe
geschaltet an der Funkenstreckenkombination 11, 12 liegen. Weiter ist es möglich,
statt der beiden getrennten Teslatransformatoren einen einzigen Teslatransformator
mit nur einer Erregerwicklung und zwei galvanisch getrennten Sekundärwicklungen
13 und 15 zu verwenden.
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Durch die wahlweise Verwendung der drei vorgeschlagenen Anordnungen
von Teslatransformatoren ist es nun möglich auf besonders einfache und kostengünstige
Weise eine Anpassung an den jeweils verwendeten Lampentyp vorzunehmen, der sich
insbesondere in den unterschiedlichen Abständen der Lampensockel auswirkt. Zur Vermeidung
von Spannungsüberschlägen der zündspannungsführenden Teile können die hochspannungsführenden
Windungsenden der Teslatransformatoren bis in unmittelbare Nähe der Lampensockel
gebracht werden.
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Nach der Darstellung gemäß Fig. 2 ist für etwas weiter auseinanderliegende
Lampensockel 39,40 einer z.B. Halogen-Metalldampflampe 37 in einem Reflektor 38
eine getrennte Anordnung voh zwei Teslatransformatoren 31 und 32 auf der Grundplatte
30 des Zünd- und Betriebsgerätes möglich. Diese Anordnung gestattet äußerst kurze
Zuführung der die Zündspannung führenden Teile 35 und 36. Zwischen den Teslatransformatoren
31 und 32 können dagegen raumsparend der Netztransformator 33, die Funkenstrecke
34 und die übrigen Bauelemente angeordnet werden.
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Bei kleineren Entladungslampen 37 mit kürzerem Sockelabstand zwischen
den Sockeln 39 und 40 wird dagegen ein parallel zur Lampe liegender Teslatransformator
mit zwei Sekundärwicklungen 13 und 15 verwendet. Hierbei kann die Wicklungslänge
so abgestimmt werden, daß die Wicklungsenden der Sekundärwicklungen 13 und 15 in
unmittelbarer Nähe der Lampensockel 39 und 40 liegen. Damit lassen sich ebenfalls
die die Zündspannung führenden Zuführungen 35 und 36 außerordentlich kurz halten.
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Sowohl durch die Reduzierung der Zündspannungsimpulshöhe gegenüber
Masse, wie auch durch die kurzen Zuführungen der die Zündspannung führenden Teile
zu den Lampensockeln wird die Betriebssicherheit der Zünd- und Betriebsgeräte durch
Vermeidung von Spannungsüberschlägen erheblich erhöht. Darüberhinaus wird gleichzeitig
eine' durch die niedrigeren Spannungen ermöglichte, kompaktere Bauweise auf besonders
einfache und kostengünstige Weise möglich.
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