DE947993C - Zuendgeraet fuer Entladungslampen - Google Patents

Description

• Zündgerät für Entladungslampen Für die Zündung von elektrischen Entladungslampen, insbesondere solchen mit Gas- oder Dampffüllung von hohem Druck, wie Xenonlampen, ist eine die Betriebsspannung um mehrere Zehnerpotenzen übersteigende Zündspannung erforderlich.
• Es sind daher Zündgeräte entwickelt worden, bei denen mit Hilfe eines Wagnerschen Hammers der Strom in rascher Folge unterbrochen und mit Hilfe eines Tesla-Transformators auf hohe Spannungen transformiert wird, mit der im Rhythmus der Unterbrechungen ein Kondensator aufgeladen wird. Dieser Kondensator entlädt sich über eine Löschfunkenstrecke auf eine Hochfrequenz-Schwingspule, die die Zündspannungsstöße in hoher Spannung an die Lampe abgibt. Es ist weiter auch schon überlegt worden, bei der Speisung aus Wechselstromnetzen die Zündspannung unmittelbar von der Netzspannung heraufzutransformieren, jedoch sind solche Vorschläge mit Rücksicht auf Bedenken hinsichtlich der Größe des erforderlichen Transformators und des Umstandes, daß die Sekundärseite des Transformators nach der Zündung praktisch kurzgeschlossen würde, abgelehnt worden.
• Nach der Erfindung ergibt sich ein Zündspannungsgerät für Entladungslampen dieser Art, das sich durch große Einfachheit und Zuverlässigkeit auszeichnet, indem zur Erzeugung der Hochspannung unter Vermeidung eines Unterhrechers ein unmittelbar mit Netzfrequenz gespeister Transformator verwendet wird, "und diese Hochspannung über eine Entladungsstrecke hochfrequente Schwingungen in einem Schwingkreis erregt, der diese unter weiterer Spannungserhöhung an die Lampe abgibt. Auf diese Weise sind gegen Verstellung bzw. Abstimmung empfindliche Teile, wie ein Wagnerscher Hammer, vermieden und außerdem die Zuverlässigkeit der Zündung erheblich gesteigert. Da der verhältnismäßig hohe Lampenstrom lediglich durch das für die zusätzliche Herauftransformierung bestimmte Glied des Schwingkreises zu fließen braucht, kann der an die Netzfrequenz gelegte Transformator auch hinreichend klein ausgeführt werden. Das herauftransformierende Element des Schwingkreises wird mit besonderem Vorteil aus zwei miteinander gekoppelten Induktivitäten ausgeführt. Da der Schwingungskreis samt Funkenstrecke auf eine hohe Frequenz, beispielsweise io-MHz abgestimmt ist und ohnehin schon über den Netztransformator mit hoher Spannung gespeist wird, kommt man mit einem Hochfrequenzübertrager kleinen Übersetzungsverhältnisses und geringer Windungszahl, also mit kleinen Baumaßen, aus, wobei bloß die an die Lampe angeschlossene Induktivität für den hohen Lampenstrom ausgeführt zu werden braucht.
• Die neue Anordnung hat vor allem den Vorteil, daß innerhalb desjenigen Teiles der Wechselstromhalbwelle des Netzes, in dem eine ausreichend hohe Spannung zur Verfügung steht, also etwa über zwei Drittel der Halbwelle, ununterbrochen in der durch den Schwingungskreis bestimmten hohen Frequenz Entladungen an der Funkenstrecke erfolgen, bis die Zündung einsetzt, so daß unter Ausschaltung einer durch Wahrscheinlichkeitsfaktoren bestimmten Unbestimmtheit zuverlässig schon in der ersten Halbwelle die Zündung der Lampe einsetzt, diese also sofort in Betrieb kommt.
• Bei Entladungslampen der angegebenen Art ist im Hinblick auf die Stromspannungscharakteristik ein Vorschaltgerät erforderlich. Eine zusätzliche Verbesserung der angegebenen Anordnung kann hierbei dadurch erreicht werden, daß der Hochspannungstrafo mit diesem Vorschaltgerät oder wenigstens einem Teil desselben in Reihe geschaltet wird. Dadurch wird erreicht, daß die in dem Vorschaltgerät enthaltenen Widerstände, insbesondere Induktivitäten,. schon vor der Zündung von einem dem Betriebsstrom des Hochspannungstransformators entsprechenden Strom durchflossen sind. Es ist daher also nicht erforderlich, im Augenblick der Zündung erst noch das volle Feld in diesen Induktivitäten aufzubauen, so daß im Moment der Zündung der Zündstrom sofort einsetzen kann.
• Einen weiteren Vorteil bedeutet es hierbei, wenn das Zündgerät nach dem Zünden der Lampe außer Funktion gesetzt wird. Dies ist hier in besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß in dem Moment, wo die Lampe brennt, die Spannung an der Lampe auf den niedrigen Brennspannungswert absinkt. Hierdurch wird die Spannung an der Höchspannungsseite des Hochspannungstransformators so weit herabgesetzt, daß keine zur Zündung der Funkenstrecke ausreichenden Werte mehr zur Verfügung stehen, also keine Zündung mehr erfolgen kann.
• Eine weitere Verbesserung kann noch dadurch erreicht werden, daß das Einschalten des Zündgerätes über einen mit dem Hauptschalter mechanisch gekuppelten Wischkontakt erfolgt, der nur kurzzeitig eine Verbindung des Transformators mit der Spannungsquelle herstellt. Eine derart kurzzeitige Verbindung reicht infolge der im vorstehenden angegebenen Charakteristik des Zünd--vorganges für eine Zündung, die ja schon innerhalb einer Halbwelle erfolgt, aus, da während der Zündung infolge der raschen Aufeinanderfolge der einzelnen Entladungen -an der Funkenstrecke keine Entionisierung der Lampe mehr eintreten kann. Nach der Zündung ist aber infolge der Unterbrechung an dem Wischkontakt die Stromzufuhr zu dem Transformator wieder abgeschaltet; es kann also bei einem Ausfall der Lampe das Zündgerät nicht unerwünscht neu zu arbeiten beginnen. Der Anschluß zum Wischkontakt . kann hinter, aber auch vor dem Vorschaltgerät angeordnet sein.
• Ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Mit i ist ein normales Wechselstromnetz, beispielsweise von 22o V und 50 Hz, bezeichnet, an das über einen zweipoligen Hauptschalter z Lampe und Zündgerät angeschlossen werden können. In den von dem Schalter 2 abgehenden Leitungen liegt zunächst ein Vorschaltgerät 3. Das Zündgerät besteht .aus einem Transformator q., in dem die Spannung von 22o V etwa auf 7000 V herauftransformiert wird. Dieser Transformator ist an das Netz mit Hilfe eines Wischkontaktes i2 angeschlossen, .der mit dem Hauptschalter 2 mechanisch in der Weise gekuppelt ist, daß beim Einschalten des Schalters diese Verbindung nur, über eine kurze Dauer von einigen Halbwellen hergestellt ist. Die Hochspannungswicklung 5 dieses Transformators arbeitet über einen Kondensator 6 auf eine Funkenstrecke 7, die beide Bestandteile eines Schwingungskreises 8 bilden, in dem noch eine Spule 9 angeordnet ist, die zusammen mit einer Spule io einen Hochfrequenztransformator geringer Windungszahl bildet. Über die Spule io führt .der Anschluß der Spannungen über das Vorschaltgerät an die Entladungslampe ii.
• Sobald also das Zündgerät eingeschaltet ist, erfolgen in dem Schwingungskreis 8 Entladungsstöße hoher Spannung mit einer durch den Schwingkreis bestimmten hohen. Frequenz. Diese Stöße werden in dem Transformator 9/io auf den für die Zündung, der Lampen erforderlichen Wert; beispielsweise 35 kV, herauftransformiert. Die Lampe zündet, worauf die Spannung auf den verhältnismäßig niedrigen Brennspannungswert abfällt, der beispielsweise bei Xenonlampen in der Größe von etwa 2o bis 25 V liegen kann. Hierbei wird die Netzspannung über das Vorschaltgerät auf den entsprechend geringen Wert herabgesetzt. Eine weitere Verbesserung für Anordnungen der angegebenen Art bietet es, die Elektroden, z. B. Kupferelemente, der Funkenstrecke in einer solchen Weise vorzubehandeln (beispielsweise künstliche Alterung in Beize unter anschließendem Erhitzen), daß während des Betriebs keine zusätzliche Alterung mehr eintritt. Auf diese Weise wird sicher vermieden, daß während des Betriebs die Zündspannung der Funkenstrecke zunimmt. Dies ist deshalb wichtig, weil andernfalls die für eine Zündung der Funkenstrecke erforderlichen Werte höher als die von dem Transformator 4 gelieferte Spannung liegen würden, das Zündgerät daher nicht mehr ansprechen könnte.
• Zum Schutze des Gerätes sowie auch der Bedienung mit Rücksicht auf die hohen Spannungen wird das Gerät in ein abgeschlossenes Gehäuse, zweckmäßig beispielsweise in eine geerdete Metallkapsel, eingebaut: Eine derartige Anordnung gibt auch die Möglichkeit, hoch- oder tonfrequente Störungen zu vermeiden.
• Im Sinne der Berührungssicherheit bietet es auch einen wesentlichen Vorteil, daß der Hochfrequenzübertrager 9/io aus zwei völlig getrennten, voneinander isolierten Teilen besteht. Es ist damit auch die Gefahr ausgeschlossen, daß etwa im Falle irgendeines Leitungsbruches oder ähnlicher Störungen unzulässige Spannungen mit Netzfrequenz an der Lampenfassung auftreten können.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zündgerät für Entladungslampen, insbesondere mit Gas- oder Dampffüllung unter hohem Druck, in dem Stöße mit hoher Zündspannung erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Stöße in ununterbrochener Folge unter Vermeidung eines Unterbrechers ein unmittelbar mit Netzfrequenz gespeister Hochspannungstransformator vorgesehen ist, wobei die von diesem erzeugte Spannung über eine Entladungsstrecke einen Hochfrequenzschwingkreis speist, der unter weiterer Spannungserhöhung die Zündspannungsstöße an die Lampe abgibt.
2. 2. Zündgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Spannung erhöhende Element des Hochfrequenzschwingungskreises aus zwei miteinander gekoppelten Induktivitäten besteht.
3. 3. Zündgerät nach Anspruch i bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorschaltgerät vorgesehen ist, von dem wenigstens ein Teil mit dem Hochspannungstransformator in Reihe geschaltet ist.
4. 4. Zündgerät nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Maßnahmen getroffen sind, durch die das Zündgerät nach dem Zünden der Lampe außer Wirksamkeit gesetzt wird.
5. 5. Zündgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung des Hochspannungstransformators mit Hilfe eines mit dem Hauptschalter verbundenen Wischkontaktes erfolgt, der die Speisung des Transformators nur für kurze Zeit aufrechterhält.
6. 6. Zündgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstrecke mit durch Vorbehandlung künstlich gealterten Elektroden- ausgebildet ist.
7. 7. Zündgerät nach Anspruch i bis 6, gekennzeichnet durch die Unterbringung in einem Schutzgehäuse, das zweckmäßig als geerdetes Metallgehäuse ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Elektrotechn. Zeitschrift, 195 i, Heft 2o, S. 6o4 bis 6o6.