DE839834C - Startschaltung fuer Niederspannungs-Leuchtstofflamepen - Google Patents

Description

• Startschaltung für Niederspannungs-Leuchtstofflampen Die Zündung von Niederspannung's-Leuchtstofflampen erfolgt nach Vorheizung der Elektroden, da Kaltzündungen die Lebensdauer der Leuchtstofflampe außerordentlich stark kürzen. Im allgemeinen sind die Heizwiderstände bzw. die Glühelektroden selbst über einen zur Entladungsstrecke der Lampe parallel liegenden Heizstromkreis in Reihe geschaltet. Nach genügender Aufheizung wird durch einen entsprechend eingestellten thermischen oder thermomagnetischen Schalter der Stromkreis unterbrochen, worauf die Zündung erfolgt.
• Die bisher bekannten Lösungen haben verschiedene Nachteile. Der bekannte Glimmzünder hat eine große Eigenzeit bis durch das Glimmlicht der Bimetallkontakt geschlossen wird und die Vorheizung der Elektroden beginnt. Diese Eigenzeit ist ein Mehrfaches der eigentlichen Vorheizzeit und verlängert dadurch die Zündzeit der Leuchtstofflampe erheblich.
• Starter, bei denen im Ruhezustand der Vorheizkrei.s geschlossen ist, haben sehr viel kleinere Zündzeit. Diese Starter müssen aber ein thermisches Verzögerungsglied außerordentlich kleiner Zeitkonstante (Dehnungsdraht) verwenden, anderenfalls zeigen sie den Nachteil, daß nach Abschaltung einer Leuchtstofflampe diese nicht sofort wieder eingeschaltet werden kann. Das während der gesamten Betriebszeit nac'hge'heizte thermische Glied muß erst wieder abkühlen. Ferner ist für diese Offenhaltung des Vorheizkreises durch Nachheizung während der Brenndauer der Lampe dauernd ein zusätzlicher Leistungsverlust vorhanden.
• Diese thermischen Abbilder, die alle vorgenannten Zündschalter darstellen, berücksichtigen bei der Bemessung der Vorheiizdauer nicht die Temperatur der Elektroden, die durch abweichende Raumtemperaturen (Außenleuchten im Winter) verschieden sein kann, sondern gehen von ihrer Umgebungstemperatur oder gar von einer vorgegebenen Zeit aus.
• Die Erfindung betrifft eine Startschaltung, bei der ein Differentialrelais kleinster Abmessungen den Betriebszustand der Lampe berücksichtigt. Die Umschaltung von Vorheizung auf Betrieb der L.euclitstoff lampe kann durch Überwachung der Elektrodentemperatur mittels dritter Wicklung auf dem Relais erfolgen. Dies wird dadurch erreicht, daß im N ebensc1hluß zum Heizwiderstand einer Elektrode eine Stromspule angeordnet ist, die mit zunehmendem Strom den Schalter des Heizstromkreises öffnet. Die Stromzunahme entsteht dadurch, <laß der Heizwiderstand der Elektrode einen positiven Temperaturkoeffizienten besitzt, so daß der Widerstand während der Vorheizung größer wird. Dadurch wird die Stromverteilung in der Parallelschaltung nach größer werdendem Strom in der Spule verschoben. Die Schließkraft des Heizstromsc'halters kann durch eine Feder, einen Permanentmagneten oder ebenfalls durch eine Magnetspule erzeugt werden, die dann selbst im Heizstromkreis liegt und den Magnetschalter so lange geschlossen hält, bis das Übergewicht durch die von der Größe des Heizstromes abhängige Differentialspule nach der anderen Seite hin gegeben ist. Diese weitere Spule hat die Aufgabe, den Heizstromschalter offen zu halten, wenn die Lampe gezündet hat und Lampenstrom fließt, andererseits aber den Schalter sofort wieder in die Ausgangsstellung zu bringen, wenn die Lampe nicht gezündet 'hat und eine neue Vorheizun g erforderlich ist.
• Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der l@rfindung an einem Ausführungsbeispiel.
• Fig. i zeigt eine an einer Gleichspannung liegende Röhre bei eingeschaltetem Heizstromkreis. Fig. 2 zeigt die gleiche Schaltung nach erfolgter Umschaltung und Zinndung der Röhre.
• Fig. 3 und 4 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.
• Eine Leuchtstofflampe i mit den Heizelektroden 2 und 3 liegt an Spannung. Im Stromkreis ist ein V'orwiderstand 4, eine der Erhöhung der Zündspannung dienende Drossel 5 und ein elektromagnetischer Schalter 6 mit den Spulen 7, 8 und 9 Sowie dem Kontakt io angeordnet. Bei Wechselstrom entfällt der Widerstand 4, und die Drossel 5 wird für den gesamten Spannungsabfall bemessen. Der Kreis zur Vorheizung der Elektroden ist über die niederohmige Spule 7 und den Kontakt io geschlossen. Die Spule 9 ist in umgekehrter Richtung vorn Strom durchflossen wie die Spule 7, so daß sie eine entgegengesetzte Wirkung hat und auf den Anker keine magnetischen Kräfte wirken. Die 'hocliohmige Spule 8 liegt im Nebenschluß zur Heizung der Elektrode 2. Die Wickelrichtung der Spule 8 ist so gewählt, daß die magnetische Kraft gleichsinnig mit der Spule 7 den Kontakt io bei genügend hohem Spannungsabfall über der Elektrode öffnet. Die neben den Spulen gezeichneten doppellinigen Pfeile

  deuten die entsprechende Wirkrichtung der Spulen-

  magnetkräfte an. Der Schalter to ist stets geschlos-

  sen, solange kein Strom durch die Anlage fließt oder

  das Übergewicht der magnetischen Schließkraft bei

  der Spule liegt. Parallel zum Kontakt io ist ein die

  Funkenbildung mildernder Kondensator ii ange-

  ordnet; er dient gleichzeitig der Funkentstörung.

  Wird -die Lampe eingeschaltet, so durchfließt der

  Strom den beschriebenen Stromkreis nach Fig. i

  in Richtung der eingezeichneten Pfeile. Hinter der

  Spule 7 teilt sich der Strom und fließt gleichzeitig

  über die Glühelektrode 2 und ein kleinerAnteil über

  die Magnetspule B. Solange der Widerstand in der

  Elektrode 2 gering ist, ist der Spannungsabfall dar-

  über, der die Spule 8 speist, 'klein und demnach der

  die Spule 8 durchfließende Strom ,gering. Der Kon-

  takt io wird daher durch die Fed#erschließkraft wei-

  terhin geschlossen gehalten. Der die Spule 7 durch-

  fließende Strom ist ebenso groß wie der durch die

  Spule g fließende, so daß, da die Wickelrichtungen

  entgegengesetzt sind, sich die Magnetkräfte an-

  nähernd aufheben. Mit zunehmender Erwärmung

  wächst der Elektrodenwiderstand, und der ihn

  durchfließende Strom nimmt ah. Da die Summe der

  Teilströme jedoch 0eichbleibt, fließt durch die

  Spule 8 ein ständig zunehmender Strom, und zwar

  so lange, bis die Summe der Kraftwirkungen beider

  Spulen 7 und 8 die entgegengesetzt gerichtete

  Kraftwirkung der Spule 9 und der Schließfeder

  aufhebt und den Kontakt io öffnet. Die zunehmende

  Kraftwirkung der Spule 8 ist -durch einen @doppel-

  lini.g punktierten Pfeil angedeutet. Im gleichen

  Augenblick tritt auch infolge des Spannungsstoßes

  der Drosselspule 5 die Zündung zwischen den Elek-

  troden 2 unld 3 ein, so daß ntinme'hr der Strom un-

  mittelbar durch die Entladungsstrec'keder Lampe i

  geht, die damit zum Leuchten 'kommt.

  Fig. 2 zeigt den Zustand nach Öffnung des Kon-

  taktes io, wobei dann durch den Heizstromkreis

  kein Strom mehr fließt, so daß lediglich die Spule 7

  vom Strom durchflossen ist. Ihre Kraftwirkung

  reicht aus, um den Kontakt io offen zu halten, da

  die entgegengesetzt wirkende Spule 9 mit Öffnung

  des Kontaktes io stromlos geNvorden ist.

  Die Anordnung ist in gleicher Weise für Weeh-

  selstroin verwendbar, wenn statt des Vorwiderstan-

  des 4 'eine Drosselspule zur Strombegrenzung ver-

  wendet wird.

  Mit Vorteil 'kann die ähnliche Startschaltung mit

  Differentialrelais und zusätzlichem thermischem

  Schalter, z. B. Kontakt auf geheiztem Bimetall, ver-

  wendet werden. Der Kontakt kann auf thermischem

  Weg über den Bimetallstreifen und auf elektro-

  magnetischem Weg Tiber das Differentialrelais ge-

  öffnet werden. Bei dieser Startschaltung ist der

  Vorheizkreis ebenfalls bei Einschaltung der Anlage

  sofort geschlossen, und nach Erwärmung und

  Krümmung des Binietallstreifens erfolgt die Um-

  schaltung auf Zündung. Diese Anordnung ',hat den

  Vorteil, daß bei nicht sofort erfolgender Zündung

  sich der Startvorgang schnell wiederholen kann und

  daß das thermische Verzögerungsglied, z: B. ge-

  lieizter Bimetallstreifen, bei Betrieb der Lampe aus-

  geschaltet ist. Dadurch ist die Lampe nach dem

  Ausschalten sofort betriebsbereit, und während der

  Brenndauer wird vom Starter keine Leistung be-

  nötigt.

  Diese Startschaltung läßt sich durch das Vorhan-

  densein eine; thermischen Verzögerungsgliedes

  gleichzeitig als Sicherheitsstarter ausbauen. Wenn

  die Lampe wiederholt nicht zündet und der Starter

  laufend zwischen Aufheizschaltung und Zündver-

  suchen pendelt, steigert sich die Erwärmung so weit,

  daß eine Verriegelung des Schaltkontaktes eintritt.

  Durch diese Sperrung wird die Lampe, die bei

  jedem Zündversuch aufflackert, ausgeschaltet. Die

  Verriegelung kann durch Druck auf einen Knopf

  aufgehoben werden.

  Die Zeichnung Fig.3 veranschaulicht eine bei-

  siriels@N-eise Ausführung einer Startschaltung der

  vorheschriehenen Art mit thermischem Verzöge-

  rungsglied.

  L)ie Vorheizung der Elektroden 2 und 3 der

  Leuchtstofflainpe i erfolgt durch einen Strom, der

  durch die Vorschaltung 4 und 5 (bei Wechselstrom

  entfällt meist der Widerstand 4) über die nieder-

  ohinigCii Spulen 7 und 9 des Differentialrelais 6

  sowie Über den Kontakt 13 und 14 durch den Heiz-

  widerstand 15 über die Vorheizung der Elektrode 3

  zurück zum Netz fließt.

  Die Spule 7 ist in umgekehrter Richtung vom

  Strom durchflossen wie die Spule 9, so daß sie eine

  entge(,eirgesetzte Wirkung hat und auf den Anker

  12 des 1>itterentialrelais keilte magnetischen Kräfte

  wirken.

  1)ie Kontaktfeder 14 besteht entweder aus Bi-

  metall, oder sie wird über ein anderes thermisches

  Glied, z. B. einen Dehnungsdraht, betätigt und

  Öffnet lrei Erwärmung durch den Strom im Wider-

  stand 15 den Kontakt. Von diesem Augenblick an

  brennt die Leuchtstofflampe, da die vorgeheizten

  Elcktroden an Spannung gelegt werden und der in-

  duktive Spannungsstoß bei der Öffnung des Kon-

  taktes die Zündung einleitet. Über den Kontakt

  kann wie lxs Fig. i ein Kondensator ii zur Milde-

  rung der Funkenbildung und Funkentstörung ge-

  schaltet werden. Der Stromkreis Tiber die Spule g

  de= Differentialrelais ist uiiterl>r(:>chen. Die Spule 7

  bleibt durch den Strom, der die Lampe durchfließt,

  erregt und zieht den Anker 12 mit Kontaktfeder 13

  an. Der durch die Trennung des Vorbeizkreises

  stromlos gewordene \Viderstand heizt den Bimetall-

  streifen nicht mehr. Dieser biegt sich in seine Aus-

  gangslage infolge Abkühlung zurück, kann aber den

  Vorheizkreis nicht mehr sdliließen, da der Anker

  12 des Differentialrelais die Kontaktfeder aus ihrer

  Ri;lielage gel)racht hat. Die Lampe brennt, und der

  Startschalter gellt nach Abschaltung der Lampe

  durch Abfall des Ankers 12 sofort wieder auf Vor-

  heizstellung.

  Brennt die Leuchtstofflampe beispielsweise durch

  Lliitersl>annlitig oder durch Überalterung ,nicht

  mehr, so versucht der Starter laufend, durch Vorheizung und Zündschaltung die Lampe zum Brend nen zu bringen. Die Lampe flackert und stört dadurch nicht nur den Rundfunkempfang erheblich, sondern ist auch in optischer Hinsicht unerträglich. Eine beispielsweise Ausführung des Gerätes mit Verriegelung zeigt Fig. 4. In diesem Fall erwärmt sich der Starter so stark, daß die Ausbiegung des Bimetalls 14 sehr viel größer als bei dem normalen Startvorgang wird. Der unter Federkraft 18 stehende Hebel 16 gleitet mit seiner Klinke durch @geringe Drehung um die Achse i9 hinter den Bimetallstreifen 14 und hindert diesen am Rückgang in seine Ruhestellung. Der Kontakt zwischen 13 und 14 bleibt geöffnet. Mit der Verriegelung tritt gleichzeitig der Melde- und Rückstellknopf 17 aus dem Gehäuse hervor.
• Wenn die Lampe ausgetauscht oder ein anderer Schaden, der -das Nic htzünden veranlaßt hat, beseitigt ist, kann die Verriegelung durch Druck auf den Knopf 17 wieder aufgehoben werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Startschaltung für Leuchtstofflampe, die durch einen in Reihe mit ihren widerstandbeheizten Elektroden liegenden Schalter gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6) als Differentialrelais ausgebildet ist, und zwar derart, daß eine Magnetspule (7) im Hauptstromkreis und eine zweite vorn Heizstrom in entgegengesetzter Richtung durchflossene Spule (9) im Vorheizstromkreis liegt.
2. 2. Startschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialrelais durch seine Wicklung die notwendige Induktivität im Kreis der Lampe ohne zusätzliche Drossel bildet.
3. 3. Startschaltung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine weitere Spule (8) auf dem Differentialrelais befindet, deren X'Iagnetkraft der selbsttätigen Schließkraft des Schalters (io) gemeinsam mit der Kraft der Spule (7) entgegenwirkt und im Nebenschluß zur Glühelektrode geschaltet ist, wodurch der Stromfluß durch diese Spule infolge des positiven Temperaturkoeffizienten der Glühelektrode mit steigender Erwärmung zunimmt.
4. 4. Startschaltung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (14) des Relaisankerkontaktes (12, 13) aus Bimetall besteht, das durch den Widerstand 15, der im Vorheizkreis liegt, erwärmt wird und die Öffnung des Kontaktes bewirkt, wobei der Kontakt nach Zündung,der Lampe durch das Differentialrelais offen gehalten wird.
5. 5. Startschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d'aß für den Bimetallkontakt (14) bei starkes- Ausbiegung eine Verriegelung vorgesehen ist, die den Kontakt offen hält und durch einen Handgriff (17) gelöst werden kann.