DE3235381A1

DE3235381A1 - Leuchte, insbesondere signalleuchte fuer wasserfahrzeuge

Info

Publication number: DE3235381A1
Application number: DE19823235381
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4019 Monheim Jahnke; Jürgen 5650 Solingen Rensch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-03-29
Also published as: JPS59132596A

Description

Leuchte, insbesondere Signalleuchte für Wasserfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere Signalleuchte für Wasserfahrzeuge,mit einer im HF-Bereich betriebenen Leuchtstofflampe und einem zugeordneten Vorschaltgerät.
Signalleuchten für Wasserfahrzeuge, insbesondere Sportboote und dergleichen, sind in verschiedenen AusfUhrungsformen bekannt. Als Lichtquelle dient in der Regel eine Glühfadenlampe oder eine Soffittenlampe. Da Signalleuchten zumindest zeitweise von einer bordeigenen Batterir oder einem bordeigenen Akkumulator gespeist werden, sollen sie eine geringe Leistungsaufnahme bei großer Lichtausbeute besitzen.
Daneben werden an Bord von Wasserfahrzeugen auch Leuchtstofflampen eingesetzt, jedoch nur für Beleuchtungszwekke. Leuchtstofflampen haben eine wesentlich höhere Lichtausbeute als Glühfadenlampen. Die Lichtausbeute von Leuchtstofflampen kann noch dadurch gesteigert werden, daß sie mit einer hochfrequenten Spannung betrieben werden. Es ist bekannt, daß die Lichtausbeute bis zu einer Betriebsfrequenz von etwa 35 KHz ansteigt. Darüber läßt sich keine Erhöhung der Lichtausbeute mehr feststellen.
Der Einsatz von Leuchtstofflampen insbesondere für Signalleuchten scheiterte aber bisher daran, daß Leuchtstofflampen ein Funkstörfeld abgeben, dessen Frequenzen bis in den MHz-Bereich reichen. Die Funkstörungen werden umso größer, je höher die Betriebsfrequenz ist. Bei Betriebsfrequenzen bis in den Bereich von etwa 35 KHz bleibt der Aufwand zur Funkentstörung in vertretbaren Grenzen. Bei höheren Betriebsfrequenzen läßt sich eine Funkentstörung nach der Grenzwertklasse B (VDE 0871) mit vertretbarem Aufwand jedoch nicht mehr erreichen. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einer Leuchte der eingangs beschriebenen Gattung das Funkstörfeld mit einfachen Mitteln so zu reduzieren, daß sie insbesondere als funkentstörte Signalleuchte für Wasserfahrzeuge einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Leuchte der eingangs beschriebenen Gattung, die gekennzeichnet ist durch eine U-förmige Leuchtstofflampe mit zwei zueinander parallelen Schenkeln und durch ein Vorschaltgerät, das auf eine oberhalb von 40 KHz liegende Betriebs frequenz abgestimmt ist, bei der der Funkstörpegel der Leuchtstofflampe zu einem Minimum wird oder ganz verschwindet.
Bei den beschriebenen U-förmigen Leuchtstofflampen mit zueinander parallelen Schenkeln handelt es sich um sogenannte einseitig gesockelte Kompakt-Leuchtstofflampen, die derzeit mit einer Lampenleistung zwischen 7 und 11 Watt erhältlich sind. Wegen ihrer geringen Abmessungen eignen sich diese Leuchtstofflampen grundsätzlich auch für den Einsatz in Signalleuchten.
tfberraschenderweise hat sich gezeigt, daß auf eine gesonderte Funkentstörung dann verzichtet werden kann, wenn die Leuchtstofflampe mit einer Betriebsfrequenz betrieben wird, die oberhalb von 40 KHz, insbesondere über 50 KHz, liegt. Bei diesen vergleichsweise hohen Betriebsfrequenzen gibt es jeweils eine Frequenz, bei der der Funkstörpegel der Leuchtstofflampe praktisch verschwindet. Die jeweilige Betriebsfrequenz liegt im allgemeinen unter 100 KHz. Bei einer einseitig gesockelten Kompakt-Leuchtstofflampe mit einer Lampenleistung von 7 Watt liegt die funkstörpegelfreie Betriebsfrequenz zwischen 80 und 90 KHz.
Die überraschenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Leuchte werden darauf zurückgeführt, daß die in jeder Leuchtstofflampe sich ausbildenden Störfelder, die mit geeigneten Meßgeräten auch als stehende Wellen entlang der Leuchtstofflampe erfaßt werden können, bei einer U-förmi gen Leuchtstofflampe aufgrund ihrer geometrischen Konfiguration und bei entsprechender Abstimmung des Vorschaltgerätes durch gegenseitige Uberlagerung zum Verschwinden gebracht werden können. Das gelingt am einfachsten dadurch, daß das Vorschaltgerät dynamisch, d.h.
unter Belastung durch die Leuchtstofflampe, im Hinblick auf minimalen Funkstörpegel abgestimmt wird.
Dazu kann das Vorschaltgerät einen transistorgesteuerten Generator, einen an dessen Transistor angeschlossenen Zünder mit einem justierbaren Transformator, sowie eine an den Transistor des Generators angeschlossene, von einem elektronischen Wischer aktivierte, transistorgesteuerte Hilfsimpulsstufe aufweisen. Ein für diese Zwekke besonders geeigneter Transformator ist in der DE-OS 31 30 049 beschrieben. Der Wischer kann ein übliches RC-Netzwerk sein. üblicherweise wird der Generator primärseitig an den Transformator angeschlossen, der sekundärseitig unter Bildung von Resonanzkrexsen an die Leuchtstofflampe angeschlossen ist.
Die Hilfsimpulsstufe liefert den notwendigen Startstrom zum Anschwingen des Transistors des Generators. Nach Ladung des RC-Wischers mindert die Hilfsimpulsstufe den Startstrom auf den Betriebsstrom, der ca. 80 % des Startstroms beträgt. Dazu weist die Hilfsimpulsstufe einen Transistor auf, dessen Kollektor mit dem Kollektor des Transistors des Generators gekoppelt und dessen Basis mit dem Wischer verbunden ist, während sein Emitter über Dioden einerseits mit seiner Basis und andererseits mit der Basis des Transistors verbunden ist.
Die Hilfsimpulsstufe schaltet dementsprechend den Transistor des Generators nur dann durch, wenn sie über den RC-Wischer aktiviert wird.
Bei der erfindungsgemäßen Leuchte kann das Vorschaltgerät für eine Eingangsgleichspannung zwischen 12 und 24 Volt ausgelegt sein, d.h. auf übliche Bordspannungen. Andere Eingangsspannungen sind möglich.
Die erfindungsgemäße Leuchte ist praktisch ohne zusatz lichen Aufwand funkentstört. Da die Leuchtstofflampe eine höhere Lichtausbeute als eine Glühfadenlampe besitzt und weniger Wärme abgibt, können Gehäuse für die Signalleuchte auch aus weniger wärmebeständigen Materialien hergestellt werden. Zugeordnete Gehäuse können kleiner sein. Bei Verwendung als Signalleuchte und/oder als Beleuchtung ist wegen der geringeren Wärmeentwicklung auch die Brandgefahr allgemein reduziert. Da das von der Leuchtstofflampe abgegebene Licht eine mehr zum UV-Bereich hin verschobene Spektralverteilung besitzt, ist eine derartige Signalleuchte insbesondere in der Dämmerung, aber auch nachts,über größere Entfernungen zu erkennen als eine Signalleuchte, die-mit einer Glühfadenlampe ausgerüstet ist.
Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Signalleuchte, teilweise geschnitten, mit einer einseitig gesockelten Kompakt-Leuchtstofflampe und zugeordnetem Vorschaltgerät, Fig. 2 ein Schaltbild des Vorschaltgerätes.
Die dargestellte Signalleuchte besitzt ein Gehäuse 1, das hier im einzelnen nicht näher beschrieben wird. Als Lichtquelle dient eine einseitig gesockelte Kompakt-Leuchtstofflampe 2 mit zwei zueinander parallelen Schen- keln 3* 4, die bei der in Figur 1 dargestellten Ausführung am oberen Ende durch einen U-Steg 5 (bei anderen Ausftlhrungen durch einen U-Bogen) verbunden sind. Die unteren Enden der beiden Schenkel sind in einem gemeinsamen Sockel 6 gehalten, aus demAaschlußstifte 7, 8 zu einer die Bauelemente des Vorschaltgerätes tragenden Leiterplatte 9 herausgeführt sind.
Das in Figur 2 dargestellte Vorschaltgerät ist für eine Eingangsgleichspannung von 24 V ausgelegt. Es besitzt zwei Eingangsklemmen 10, 11, von denen die negative Eingangsklemme 10 bei 12 geerdet ist. In der an die positive Eingangsklemme 11 anschließenden Leitung befindet sich eine Polschutzdiode 13, die Fehlschaltungen verhindern soll. Im übrigen gehören zum Vorschaltgerät ein Wischer 14, ein Generator 15, ein Zünder 16 und eine Hilfsimpulsstufe 17.
Der Wischer 14 ist ein übliches RC-Netzwerk mit einem Kondensator C2, einem diesem vorgeschalteten Ladewiderstand R1, einem parallel zum Kondensator C2 liegenden Entladewiderstand R3 und einem nachgeschalteten Pegeldefinitionswiderstand R2. Der Wischer ist über einen Basisschutzwiderstand R5 auf die Hilfsimpulsstufe 17 ausgekoppelt. Zwischen die beiden Eingangsklemmen 10, 11 ist ein Kondensator Cl geschaltet.
Zum Generator 15 gehört ein Transistor T1, dessen Kollektor an der Eingangsklemme 10 liegt und an dessen Basis ein RC-Netzwerk aus einem Kondensator C3 mit parallelgeschaltetem Widerstand R4 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors T1 liegt an einem Abgriff zwischen den beiden Wicklungen 18, 19 der Primärseite eines Transformators Tr. Die Wicklung 18 ist im übrigen an das RC-Netzwerk C3, R4 angeschlossen, während die Wicklung 19 an der zur Eingangsklemme 11 führenden Leitung liegt.
Bei dem Transformator Tr handelt es sich beispielsweise um eine Ausführung mit einem E-E-Kern, wie er unter anderem in der DE-OS 31 30 049 beschrieben ist.
Der Zünder 16 umfaßt die Sekundärseite des Transformators Tr mit Wicklungsabschnitt und die Leuchtstofflampe 2, die im Schaltbild der Figur 2 als gestreckte Röhre dargestellt ist, deren konstruktiver Aufbau jedoch dem in Figur 1 dargestellten entspricht. Die Enden des Wicklungsabschnittes 22 führen zu den Anschlußstiften 7, 8 der Leuchtstofflampe 2. Die Leuchtstofflampe besitzt insgesamt vier Anschlußstifte (von denen in Figur 1 nur zwei dargestellt sind). Die beiden weiteren Anschlußstifte 23, 24 der Leuchtstofflampe 2 sind mit den Enden des Wicklungsabschnittes 20 verbunden. Die Enden des mittleren Wicklungsabschnittes 21 sind einerseits über einen Kondensator C4 zu einem Resonanzkreis zusammengeschlossen und andererseits direkt mit dem Ende des benachbarten Wicklungsabschnittes 22 bzw. über einen weiteren Kondensator C5 mit dem Ende des anderen benachbarten Wicklungsabschnittes 20 zu einem Serienresonanzkreis verbunden.
Zur Hilfsimpulsstufe 17 gehört ein Transistor T2, dessen Basis über den Basisschutzwiderstand R5 in der dargestellten Weise an den Wischer 14 angeschlossen ist und dessen Kollektor über einen Arbeitswiderstand R6 an der Eingangsklemme 10 anliegt. Der Emitter des Transistors T2 ist über eine Rückschlagdiode D1 einerseits an seine Basis und über eine Schwellwertdiode D2 andererseits an die Basis des Transistors Tl des Generators 15 angeschlossen. Parallel zur Diode D1 liegt ein Arbeitspunktwiderstand R7.
Die dargestellte Schaltung arbeitet wie folgt: Nach Einschalten der Leuchte wird zunächst die Hilfsimpulsstufe 17 vom Wischer aktiviert, bis sie den zum Anschwingen des Generators 15 notwendigen Startstrom an den Transistor T1 liefert. Der Generator 15 erzeugt dann auf der Sekundärseite des Transformators Tr die notwendige Zündspannung für die Leuchtstofflampe 2. Nach Ladung des Wischers 14 mindert die Hilfsimpulsstufe 17 den Startstrom auf den Betriebsstrom, der ca. 80 , des Startstromes beträgt.
Der Transformator Tr ist justierbar. Vor dem Einsatz der Signalleuchte wird das Vorschaltgerät mit Hilfe des Transformators Tr auf eine Betriebsfrequenz abgestimmt, die oberhalb von 40 KHz liegt. Die Abstimmung erfolgt nach Maßgabe des von der Leuchtstofflampe 2 abgegebenen Funkstörpegels. Es hat sich gezeigt, daß es für jede der beschriebenen einseitig gesockelten Kompakt-Leuchtstofflampen eine Betriebsfrequenz gibt, bei der der Funkstörpegel zu einem Minimum wird oder ganz verschwindet.
Bei einer Leuchtstofflampe mit einer Lampenleistung von 7 Watt liegt diese Betriebsfrequenz, bei der der Funkstörpegel verschwindet, zwischen 80 und 90 KHz.

Claims

Ansprüche Leuchte, insbesondere Signalleuchte für Wasserfahrzeuge, mit einer im HF-Bereich betriebenen Leuchtstofflampe und einem zugeordneten Vorschaltgerät, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine U-förmige Leuchtstofflampe (2) mit zwei zueinander parallelen Schenkeln (3, 4) und durch ein Vorschaltgerät (9), das auf eine oberhalb von 40 KHz liegende Betriebsfrequenz abgestimmt ist, bei der der Funkstörpegel der Leuchtstofflampe (2) zu einem Minimum wird oder ganz verschwindet.
2. Leuchte nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Betriebsfrequenz oberhalb von 50 KNz liegt.
3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Betriebsfrequenz unterhalb von 100 KHz liegt.
4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Betriebsfrequenz zwischen 80 und 90 KHz liegt.
5. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e fl n z e i c h n e t , daß das Vorschaltgerät (9) einen transistorgesteuerten Generator (15), einen an dessen Transistor (T1) angeschlossenen Zünder (16) mit einem justierbaren Transformator(Tr) sowie eine an den Transistor (T1) des Generators (15) angeschlossene, von einem elektronischen Wischer (14) aktivierte, transistorgesteuerte Hilfsimpulsstufe (17) aufweist.
6. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 - 5, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wischer (14) ein RC-Netzwerk ist.
7. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z-e i c h n e t , daß der Generator (15) primärseitig an den Transformator (Tr) angeschlossen ist, der sekundärseitig unter Bildung von Resonanzkreisen an die Leuchtsto£flampe (2) angeschlossen ist.
8. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hilfsimpulsstufe (17) einen Transistor (T2) aufweist, dessen Kollektor mit dem Kollektor des Transistors (T1) des Generators (15) gekoppelt ist und dessen Basis mit dem Wischer (14) verbunden ist, während sein Emitter Uber Dioden (Di, D2) einerseits mit seiner Basis und andererseits mit der Basis des Transistors (T1) des Generators (15) verbunden ist.
9. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Vorschaltgerät (9) für eine Eingangsgleichspannung zwischen 12 und 24 Volt ausgelegt ist.