DE9301794U1 - Niederspannungs-Leuchtröhre für Lichtwerbeanlagen - Google Patents
Niederspannungs-Leuchtröhre für LichtwerbeanlagenInfo
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Description
Niederspannungs-Leuchtröhre für Lichtwerbeanlagen
Bisher werden für Lichtwerbeanlagen im wesentlichen zwei Arten von Lichtquellen eingesetzt.
Dies sind einerseits handelsübliche Leuchtstofflampen, die in
Drossel-Starter-Schaltung in Lichtkästen betrieben werden.
Andererseits werden für Leuchtbuchstaben mit individuell geformten Reliefkörpern entsprechend individuell gefertigte
Hochspannungs-Leuchtröhren eingesetzt, die an der Innenseite des Glaskolbens eine Leuchtstoffschicht enthalten.
Die bisher verwendeten Hochspannungsleuchtröhren sind mit Kaltkathoden (Becherelektroden) bestückt, deren Spannungsabfall
an den Elektroden ca. 120 V beträgt. Die Gradienten der positiven Säule betragen je nach Rohrdurchmesser und
Betriebsstrom 1,5 bis 8 V · cm"1. Bei dem am häufigsten
verwendeten Außendurchmesser der Glaskolben von 22 mm (Innendurchmesser ca. 20 mm) beträgt der Gradient bei der
üblichen Betriebsstromstärke von 0,05 A etwa 2,8 V · cm"1, bei 0,1 A, einer bereits relativ hohen Betriebsstromstärke, beträgt
er etwa 2,4 V · cm"1. Daraus folgt, daß die Brennspannung einer derartigen Leuchtröhre mit einer Entladungslänge von 150 cm
(dies entspricht etwa der statistischen Durchschnittslänge für Lichtwerbeanlagen) zwischen 480 V und 540 V, somit also
deutlich höher als die Netzspannung liegt. Derartige Leuchtröhren können nur durch aufwendige
Streufeldtransformatoren betrieben werden, wobei zu beachten ist, daß die Zündspannung deutlich über der Brennspannung
liegt. Streufeldtransformatoren, deren sekundäre Leerlaufspannung im Bereich von 1000 V liegt, können nur dann
in die üblichen Reliefkörper von Lichtwerbeanlagen eingebaut werden, wenn der Sekundärstrom (Betriebsstrom der Leuchtröhre)
nicht über 0,1 A liegt, da sie sonst zu groß sind. Transformatoren, deren sekundäre Scheinleistung über 100 VA
liegt, können im Regelfall nicht in Reliefkörper eingebaut
werden.
Es werden deshalb mehrere Leuchtröhren in Serie geschaltet und
von einem Streufeldtransformator betrieben, der mit seinen Kompensationskondensatoren und dem bei sekundären Leerlauf-Spannungen
von mehr als 1000 V notwendigen Erdschlußschutzschalter in einem gesonderten, gesicherten
Kasten untergebracht ist. Von diesem Transformatorenkasten aus müssen die Hochspannungsleitungen in Stahlpanzerrohren zu den
Leuchtröhren verlegt werden. Bei größeren Leitungslängen können
dabei durch die dabei auftretenden Kapazitäten Schwingkreise entstehen, deren Spannungsspitzen Leuchtröhren und Leitungen
zerstören können.
Der bei weißleuchtenden Leuchtröhren zu erzielende spezifische Lichtstrom liegt bei 0,05 A Betriebsstrom bei ca. 4 Im · cm"1
und bei 0,1 A Betriebsstrom bei ca. 7 Im · cm"1. Bedingt durch
die hohen Elektrodenverluste und den hohen Gradienten liegt die Lichtausbeute bei einem Betriebsstrom von 0,05 bis 0,1 A nur
bei ca. 20 Im · W"1.
Aufgrund der vorliegenden Erfindung ist es möglich, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, die Vorteile der Leuchtstofflampe mit den Vorteilen der individuell gefertigten
Hochspannungs-Leuchtröhre zu verbinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre Glühwendelelektroden mit Vorheizung aufweist, der Gradient der
positiven Säule nicht größer ist als 1,5 V · cm"1, und die Niederspannungs-Leuchtröhre eine Zündhilfe aufweist.
Wird anstelle der üblichen 230 V Netzspannung eine Netzspannung von 400 V verwendet, so lassen sich längere Niederspannungs-Leuchtröhren
besonders kostengünstig betreiben.
Eine sehr effiziente Zündhilfe wird dadurch erreicht, daß auf der Außenseite der Niederspannungs-Leuchtröhre ein gut
leitender Zündstrich von Elektrode zu Elektrode durchgehend aufgebracht ist, der zweckmäßigerweise geerdet ist.
5
Um bei unterschiedlichen Längen der Niederspannungs-Leuchtröhre unter Verwendung der gleichen Vorschaltgeräte-Grundelemente
jeweils gleiche Lampenströme zu erreichen, werden Induktivitäten (Drosseln) und/oder Kapazitäten (Kondensatoren)
in Reihe oder parallel geschaltet. Es werden jeweils mehrere Lampenstromkreise parallel auf einen Net&zgr;Stromkreis geschaltet.
Dabei sind die meist verschiedenen Vorschaltgeräte der meist
unterschiedlichen Niederspannungs-Leuchtröhren so dimensioniert, daß der Netzstrom mit der Netzspannung einen
Phasenwinkel bildet, der nicht größer als 25,8° ist.
Beim Einsatz der Niederspannungs-Leuchtröhren in Lichtwerbe- und Beleuchtungsanlagen muß die Leuchtdichte der einzelnen
Niederspannungs-Leuchtröhren und der von diesen hinterleuchteten lichtstreuenden Abdeckungen - für alle
Niederspannungs-Leuchtröhren - für den Betrachter gleich erscheinen.
Aus lichttechnischen Gründen und Rationalisierungsgründen ist es zweckmäßig, die einzelnen Niederspannungs-Leuchtröhren aus
Glasröhren mit gleichem Außen- und Innendurchmesser und gleicher Füllung herzustellen sowie mit dem gleichem Grundtyp
eines strombegrenzenden Vorschaltgerätes zu betreiben.
Beim Betrieb mit einem induktiven Vorschaltgerät (Drossel) hängt der Lampenstrom von der Entladungslänge der
Niederspannungs-Leuchtröhre ab. Je langer die Niederspannungs-Leuchtröhre
ist, desto geringer wird der Lampenstrom und damit auch die Leuchtdichte. Die Anpassung des Larapenstroms an einen
gewünschten Nennwert kann durch Serien- oder Parallelschaltung von Induktivitäten (Drosseln) bzw. Kapazitäten (Kondensatoren)
erreicht werden.
In einem Versorgungsstromkreis werden mehrere Niederspannungs-Leuchtröhren (mit ihren Vorschaltgeräten)
parallel geschaltet. Die Eingangsspannung jedes dieser
Stromkreise ist gleich der Netzspannung, der dem Netz entnommene Strom ist die vektorielle Summe der Ströme der
einzelnen Niederspannungs-Leuchtröhren. Die Vorschaltgeräte der einzelnen Niederspannungs-Leuchtröhren werden so ausgelegt, daß
der Phasenwinkel zwischen Netzspannung und Netzstrom kleiner als 25,8° ist.
Niederspannungs-Leuchtröhren, die mit strombegrenzenden Vorschaltgeräten, wie Drosseln und Kondensatoren betrieben
werden, haben dann ein stabiles Betriebsverhalten, wenn die maximale Lampenspannung etwa die Hälfte der Netzspannung
beträgt. Unter Einbeziehung des Spannungsabfalls an den Glühwendelelektroden, ergibt sich für eine Netzspannung von
230 V mit 50 Hz Netzfreguenz folgende Maximallänge für die Entladungsstrecke, von Glühwendelelektrode zu
Glühwendelelektrode, bei einem Außendurchmesser der Niederspannungs-Leuchtröhren von 26 mm (Innendurchmesser etwa
24 mm), wobei JL = Lampenstrom und LE = Entladungsstrecke.
0,2 | A | 80 | cm |
0,3 | A | 95 | cm |
0,4 | A | 115 | cm |
0,5 | A | 130 | cm |
0,6 | A | 145 | cm |
0,7 | A | 155 | cm |
Aus Kostengründen ist es zweckmäßig, längere Niederspannungs-Leuchtröhren
einzusetzen, da die Produktionskosten zu einem nicht geringen Teil unabhängig von der Länge der
Niederspannungs-Leuchtröhren sind.
Verwendet man statt der üblichen Netzspannung von 230 V (Phase gegen Nulleiter) die Netzspannung 400 V (Phase gegen Phase), so
lassen sich wesentlich längere Niederspannungs-Leuchtröhren betreiben. An einem Netz mit 50 Hz Netzfreguenz ergeben sich
bei einem Außendurchmesser der Niederspannungs-Leuchtröhre von 26 mm (Innendurchmesser ca. 24 mm) folgende Maximallängen für
die Entladungsstrecke
JL LE
0,2 | A | 145 | cm |
0,3 | A | 175 | cm |
0,4 | A | 205 | cm |
0,5 | A | 235 | cm |
0,6 | A | 265 | cm |
0,7 | A | 280 | cm |
Um ein sicheres Zünden der Niederspannungs-Leuchtröhren auch bei tiefen Umgebungstemperaturen zu ermöglichen, wird eine
Zündhilfe eingesetzt. Sehr gut bewährt hat sich ein metallischer Außenzündstrich, der auf dem Kolben der
Niederspannungs-Leuchtröhre angebracht wird. Ein sehr guter Effekt wird erreicht, wenn dieser von der einen
Glühwendelelektrode durchgehend zur anderen Glühwendelelektrode verläuft. Durch die Erdung dieses Zündstrichs, beispielsweise
über metallische, geerdete Rohrhalter, wird das Zündverhalten optimiert.
Die maximalen Leuchtdichteunterschiede (bzw. die spezifischen Lichtströme Im · cm"1) der einzelnen Niederspannungs-Leuchtröhren
sollen innerhalb der Grenzen von ± 5 %, bezogen auf den Mittelwert (Normwert) der gesamten Niederspannungs-Leuchtröhren
des Netzstromkreises liegen. Deshalb dürfen die Betriebsströme der einzelnen Niederspannungs-Leuchtröhren die
folgenden Grenzwerte, bezogen auf den Mittelwert (Normwert) des
6
Netzstromkreises, nicht überschreiten
Netzstromkreises, nicht überschreiten
&ogr;,&igr; | A | + | 0,007 | A |
0,2 | A | + | 0,015 | A |
0,3 | A | ± | 0,0Z7 | A |
0,4 | A | ± | 0,040 | A |
0,5 | A | + | 0,055 | A |
0,6 | A | + | 0,072 | A |
0,7 | A | + | 0,090 | A |
Bei Lampenströmen unterhalb und oberhalb der Tabellenwerte sowie bei Zwischenwerten ist entsprechend zu interpolieren.
Dies bedeutet, daß der Betriebsstrom über die Vorschaltgeräte für die einzelne Niederspannungs-Leuchtröhre im unteren Bereich
mit einer Genauigkeit von ± 7 % und im oberen Bereich mit einer Genauigkeit von ± 13 % eingestellt wird.
Die Niederspannungs-Leuchtröhre kann gemeinsam mit dem Vorschaltgerät problemlos in die Reliefkörper eingebaut werden.
Der spezifische Lichtstrom bei weißleuchtenden Niederspannungs-Leuchtröhren liegt bei 0,2 A Lampenstrom bei
ca. 15 Im · cm"1 und bei 0,7 A Lampenstrom bei ca. 30 Im · cm"1.
Die Lichtausbeute bei 0,2 A Lampenstrom beträgt etwa 60 Im · W" x und bei 0,7 A Lampenstrom etwa 70 Im · W"1.
Claims (9)
1. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre für Lichtwerbeanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) sie mit Glühwendel-Elektroden versehen ist
b) der Gradient der positiven Säule höchstens 1,5 V ·
cm"1, vorzugsweise höchstens 1,0 V · cm"1, weiterhin vorzugsweise höchstens 0,8 V · cm"1 beträgt.
c) sie mit einer Zündhilfe versehen ist.
2. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündhilfe eine elektrisch leitende Schicht ist, die längs des Glaskolbens oder
weitgehend parallel zum Glaskolben verläuft und sich mindestens über die Entladungslänge hin erstreckt.
3. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündhilfe auf
der Außenseite des Glaskolbens angebracht und geerdet ist.
4. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündhilfe
eine Schicht ist, die Metall- und/oder Graphitpulver enthält.
5. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens
einer Induktivität (Drossel) oder einer Kombination aus mindestens einer Induktivität (Drossel) und mindestens einer
Kapazität (Kondensator) als Vorschaltgerät versehen ist.
6. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dieser
Niederspannungs-Leuchtröhren parallel zum Netz zu einem Stromkreis zusammengeschaltet sind, wobei die Induktivitäten
und Kapazitäten so dimensioniert sind, daß der Phasenwinkel zwischen Netzspannung und Netzstrom kleiner als 25,8° ist.
7. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf 400 V
Netzspannung ausgelegt ist.
'5 8. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschaltgerät zum Betrieb der Niederspannungs-Leuchtröhren ein elektronisches
Vorschaltgerät ist, das vorzugsweise einen von der Entladungslänge (Brennspannung) unabhängigen konstanten
Lampenstrom abgibt.
9. Individuell geformte Niederspannungs-Leuchtröhre nach
Anspruch 1, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenströme der einzelnen Niederspannungs-Leuchtröhren
höchstens um folgende Beträge vom Mittelwert (Normwert) abweichen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9301794U DE9301794U1 (de) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | Niederspannungs-Leuchtröhre für Lichtwerbeanlagen |
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DE9301794U DE9301794U1 (de) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | Niederspannungs-Leuchtröhre für Lichtwerbeanlagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9301794U1 true DE9301794U1 (de) | 1994-06-09 |
Family
ID=6889161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9301794U Expired - Lifetime DE9301794U1 (de) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | Niederspannungs-Leuchtröhre für Lichtwerbeanlagen |
Country Status (1)
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