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Zünd- und Betriebseinrichtung für elektrische Entladungslampen, insbesondere
für Mischlichtlampen Die Erfindung bezieht sich auf eine Zünd- und Betriebseinrichtung
für elektrische Entladungslampen oder -röhren, welche mit Gas, Dampf oder einem
Gas-Dampf-Gemisch gefüllt sind. Insbesondere ist die Erfindung für Mischlichtlampen
bestimmt, bei denen eine Entladungslampe, vorzugsweise eine Hochdruckquecksilberdampflampe,
mit einem oder mehreren Glühfäden oder Glühwendeln zusammengeschaltet ist.
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Bekanntlich ist zur Zündung von Entladungslampen schon im kalten Zustand
in der Regel eine erheblich über der normalen Betriebsspannung liegende Zündspannung
erforderlich. Mit zunehmender Betriebstemperatur steigt die zum Zünden der Entladungsstrecke
benötigte Spannung r stark an. Mit den üblichen Zündvorrichtungen kann die Entladungslampe
bei einer kurzen Stromunterbrechung daher erst wieder gezündet werden; wenn sich
die Lampe genügend abgekühlt hat.
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Bei den bekannten Mischlichtlampen mit in Serie zur Entladungslampe
geschaltetem Glühfaden hat dieser Umstand zur Folge, daß die Bel@euchtung so lange
vollständig ausfällt, bis eine Wiederzündung möglich ist. Die parallel geschalteten
Mischlichtlampen haben demgegenüber den Vorteil, daß in solchen Fällen nur die Entladungslampe.
meist eine Quecksilberdampflampe, als solche für die betreffende Zeit ausfällt,
während die Glühwendel weiterleuchtet. Dafür tritt aber der Nachteil auf, daß die
Entladungsstrecke durch die
weiterbrennende Glühwendel beheizt wird,
so daß die erforderliche Zündspannung v erliältnismäßig hoch bleibt.
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Durch die Erfindung wird _null bezweckt, eine Zünd- und Betriebseinrichtung
zu schaffen, welche eine genügend hohe Zündspannung hervorruft, um die Entladungslampe,
und zwar auch eine vorzugsweise zur Anwendung kommende Hochdruckquecksilberdampflampe,
in Verbindung mit einer parallel geschaltetenGlühwendel zur Erzeugung von Mischlicht
sowohl in kaltem Zustand als auch nach ihrem Erlöschen in heißem Betriebszustand
mit Sicherheit zu zünden. Diese Zündung soll auch nach einer vorübergehenden Betriebsunterbrechung
vollständig selbsttätig bewirkt werden.
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Die Erfindung besteht zunächst darin, daß parallel zu der über eine
vorgeschaltete Drosselspule gespeisten Entladungslampe ein Kondensator und ein mit
letzterem in Reihe geschalteter Zündschalter, vorzugsweise ein thermischer Bimetallschaiter,
liegt, welcher über den Kondensator und die Drosselspule periodisch sich wiederholende
Zündspannungsstöße erzeugt und erst nach erfolgter Zündung der Entladungsstrecke
durch den Entladungsstrom verriegelt wird. Der zur Zündung benutzte Kondensator
wird dann vorzugsweise durch das Zündgerät selbsttätig in eine Schaltstellung gebracht,
in der er als Kompensationskondensator zur Kompensierung der durch die Entladungsstrecke
verursachten Phasenverschiebung wirkt. Zweckmäßig ist,die Zündvorrichtung hierbei
so ausgebildet, .daß sie erst einige Zeit nach einem Erlöschen der Entladungslampe
wieder in Tätigkeit tritt.
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Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Einrichtung allen Anforderungen
genügt und die erforderlichen hohen Zündspannungen auch bei Hochdruckquecksilberdampflampen
für parallel geschaltete Mischlichtlampen mit Sicherheit erzeugt. Dies hat gerade
bei derartigen Mischlichtlampen den wesentlichen Vorteil, daß der Betrieb dieser
Lampen vollständig automatisch gestaltet wird und eine besondere Überwachung der
Wiederzündung nach kurzzeitigen Betriebsunterbrechungen in Fortfall kommt. Die praktische
Brauchbarkeit der Mischlichtlampen dieser Art wird dadurch bedeutend erhöht. In
weiterer, gegebenenfalls auch selbständig verwendbarer Ausgestaltung der Erfindung
kann die Drosselspule so geschaltet werden, daß bereits der durch die Glühwendel
der Mischlichtlampe hervorgerufene hohe Einschaltstromstoß durch Wahl einer Drossel
mit entsprechend hohem übersetzungsverhältnis kurzzeitig eine so hohe Spannung induziert,
daß die Entladungsstrecke in kaltem Zustand ohne besonderes Zündgerät gezündet werden
kann. Falls diese Zündung nicht erfolgt; tritt der periodisch arbeitende Zündschalter
in Funktion.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in :einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
und zwar zeigt die einzige Figur der Zeichnung schematisch eine Mischlichtlampe
mit einer Zünd- und Betriebseinrichtung, welche im folgenden näher erläutert wird.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung dient beispielsweise zur Zündung und zum Betrieb
einer Mischlichtlampe i, in deren Kolben eine Hochdruckquecksilberdampflampe 2 und
eine Glühwendel 3 angeordnet sind. Ein Zuführungsdraht 4 verbindet das eine Ende
der Glühwendel 3 und die eine Elektrode der C)uecksilberdampflampe 2 über eine Leitung
5 mit einer Klemme 6 eines Wechselstromnetzes. Die andere Elektrode der (luecksilberdampflampe
2 ist über einen Zuführungsdraht 7 und eine Leitung 8 an die Ausgangsklemme 9 einer
Drosselspule io angeschlossen, deren Eingangsklemme i i mit der zweiten Klemme 12
des Wechselstromnetzes verbunden ist. Von einer Zwischenklemme 13 der Drosselspule
io führt eine Leitung 14 über den Zuführungsdraht 15 zu dem anderen Ende der Glühwendel
3.
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Von einer geeigneten Zwischenklemme 16 :der Drosselspule io zweigt
eine Brückenleitung @17 ab, die z. B: bei 18 an die Leitung 5 angeschlossen ist.
In der Brückenleitung 17 liegen hintereinander ein Kondensator i9 und ein Zündschalter
2o mit zwei Kontakten 21 und 22. Der Zündschalter 2o ist vorzugsweise als thermischer
Schalter beispielsweise mit einem Bimetallschaltarm a3 ausgebildet.
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Zwischen den Kontakten 2i und 22 liegt ein Aufheizelement 24, während
ein zweites, zum Festhalten des Bimetallschaltarmes 23 dienendes Arretierungsheizelement
25 in der Entladungsstromleitung 8 liegt.
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DieWirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist folgende:
Wenn die Lampe bei kaltem Zustand der Entladungslampe 2 in Betrieb genommen werden
soll, würde die Netzspannung im allgemeinen nicht ausreichen, um die Entladungsstrecke
zu zünden. Erfindungsgemäß wird nun aber beim Einschalten der Mischlichtlampe infolge
des geringen Kaltwiderstandes der Glühwendel 3 ein hoher Einschaltstromstoß hervorgerufen,
der einen mehrfachen Betrag des Betriebsstromes erreicht. Durch den Anschluß der
Glühwendel 3 an die Drosselspule io induziert dieser Einschaltstromstoß :entsprechend
dem großen Übersetzungsverhältnis zwischen den Anzapfungen der Drossel an deren
Ende 9 kurzzeitig eine so hohe Spannung an der Entladungslampe, daß dadurch bereits
die Zündung der Entladungsstrecke herbeigeführt werden kann. In diesem Fall ist
also eine Zündung durch den selbsttätigen Zündschalter nicht mehr erforderlich.
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Wenn aber die erforderliche Zündspannung durch den Einschaltstromstoß
z. B. wegen der Temperatur bzw. des Gasdruckes in der Entladungslampe oder wegen
.eines in bezug auf den Phasenverlauf ungünstigen Einschaltzeitpunktes nicht erreicht
wird oder wenn sich die Entladungslampe nach kurzer Betriebsunterbrechung noch in
heißem Zustand befindet, tritt das selbsttätige Zündgerät in Tätigkeit und führt
periodisch der Entladungsstrecke hohe Spannungsstöße zu, bis die Zündung .erfolgt.
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Dies geschieht in der Weise, daß bei nicht brennender Entladungsstrecke
der in der Brücken-
Leitung 17 über den Kondensator ig fließende
Strom das Aufheizelement 24, z. B. eine hochohmige Heizwicklung, erhitzt, wodurch
der Bimetallschaltarm 23 aus seiner in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung
von dem Kontakt 2 i auf den Kontakt 22 in seine Betriebsstellung geht. Dadurch wird
das Aufheizelement 24 abgeschaltet, und das plötzliche Anlegen des Bimetallschalters
23 an den Kontakt 22 ruft über den Kondensator ig in der Drosselspule io einen Stromstoß
hervor, der infolge des hohen übersetzungsverhältnisses in der Drossel zu einer
sehr hohen induzierten Zündspannung an der Entladungsstrecke der Entladungslampe
2 führt. Wenn dieser Spannungsstoß eine Zündung der Entladungsstrecke bewirkt, so
wird durch den nunmehr in der Leitung 8 fließenden Entladungsstrom der Lampe 2 das
Arretierungsheizelement 25 erhitzt und dadurch der Bimetallstreifen 23 an dem Kontakt
22 festgehalten. Durch diese Verriegelung werden weitere Zündschaltungen des Schaltgerätes
verhindert. In dieser Betriebsschaltung liegt der Zündkondensator ig parallel zu
der Entladungsstrecke und dient als Kompensationskondensator zur Kompensierung der
durch die Entladungsstrecke verursachten Phasenverschiebung.
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Wenn dagegen die Entladungslampe 2 nicht zündet, so bleibt das Arretierungselement
25 stromlos, und der Bimetallschaltarm 23 geht in seine Ruhestellung auf den Kontakt
2i zurück, und der vorstehend beschriebene Zündvorgang wiederholt sich periodisch
so oft, bis die Entladungsstrecke zum Zünden gelangt. Die Aufheizung kann so gewählt
werden, daß sich der Bimetallschalter langsam abkühlt und die periodischen Zündschaltungen
nicht zu schnell aufeinanderfolgen.
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Ferner wird zweckmäßig die Festhaltewicklung des Arretierungsheizelem@entes
so dimensioniert, daß sich der Bimetallschalter nach einem Erlöschen der Quecksilberdampflampe
2 nur allmählich abkühlt und erst dann auf den Kontakt 21 zurückspringt, wenn sich
die Lampe 2 so weit abgekühlt hat, daß der neue Zündspannungsstoß zur Wiederzündung
ausreicht. Die selbsttätige Zündvorrichtung tritt infolgedessen erst einige Zeit,
z. B. einige Minuten nach dem Erlöschen der heißen Entladungslampe wieder in Tätigkeit.
Durch diese Verzögerung wird eine unnötige dauernde Schaltbetätigung vermieden,
welche hochfrequente Störungen und Abnutzungen der Einrichtung verursachen würde.
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Die Erfindung beschränkt sich im übrigen nicht auf die dargestellte
und beschriebene Ausführungsform, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen der
wesentlichen Erfindungsgedanken.