Vorschaltgerät für aus dem Wechselstromnetz gespeiste Gasentladungslampen

Abstract

 Bei einem Vorschaltgerät für aus dem Wechselstromnetz (11, 12) gespeiste Gasentladungslampen (10), insbesondere Leuchtstofflampen, mit einer Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung (2) und einem Umpolschalter (4), wird der Umpolschalter (4) lastlos betätigt, in dem die Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung (2) nach Betätigung eines Netzschalters (1) mittels einer Relaisspule (5) mit einem Arbeitskontakt (6) und einem dazu parallel geschalteten Kondensator (7) gegenüber dem Umpolschaltvorgang verzögert eingeschaltet wird. Durch das Umpolen des Vorschaltgerätes bei jedem Einschalten der Leuchtstofflampe (10) wird die Kataphorese vermieden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für aus dem Wechselstromnetz gespeiste Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, mit einer Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung und einem Umpolschalter, wobei der Umpolschalter lastlos betätigt wird.

[0002] Ein derartiges Vorschaltgerät ist aus der CH-PS 465 058 bekannt. Darin wird ein Kippwendeschalter verwendet, der mechanisch mittels einer Kippfeder betätigt wird. Die Betätigung des Kippwendeschalters erfolgt nach Öffnung des Netzschalters. Die Umpoler-Erregerwicklung des Kippwendeschalters wird vom Lampengleichstrom durchflossen. Der Kontaktapparat wird dabei jedoch nicht bewegt, sondern es wird dabei durch eine Relaisankerbewegung nur die Feder gespannt. Erst beim netzseitigen Abschalten des Lichtstromkreises wird der Lampenstrom allmählich, nach der Entladung der Kapazitäten der Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung auf Null absinken und erst dann legt die Umpoler-Feder den Kontaktapparat des Wendeschalters praktisch lastlos um. Dennoch erfolgt die Umschaltung nicht vollständig lastlos, wodurch sich Kontaktschmor-ungen einstellen. Ferner ist für jeden Lampenstrang eine angepasste Erregerwicklung des Umpolers nötig.

[0003] Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Speisung von Gasentladungslampen (DL-PS 92 763) sind alle Schaltelemente in einem durch eine Drosselspule gebildeten Metallgehäuse angeordnet, wobei ein Rückschlußteil vorgesehen ist. Beim Einschalten der Vorrichtung ist der Rückschlußteil angezogen, so daß die Ankerbewegung dazu benutzt werden kann, eine Umschaltvorrichtung beim Einschalten oder beim Ausschalten der Gasentladungslampe zu betätigen, um auf diese Weise einer Kataphoreseerscheinung vorzubeugen.

[0004] Schließlich wurde bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zur Speisung von Gasentladungslampen (DE-OS 2 116 812) als Umschaltvorrichtung ein Druckknopf-Umschalter vorgesehen, der mit Hilfe eines Elektromagneten betätigt wird.

[0005] Der Betrieb von Gasentladungslampen an Wechselstromnetzen über Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltungen bringt gegenüber direktem Wechselstrombetrieb große Vorteile, nämlich Energieeinsparung bis zu 30 % durch Vermeidung von Rekombinationsverlusten in der Gasentladungsstrecke bei jeder Halbwelle des 50-Hz-Wechselstrombetriebes, sowie geringerer Verluste der Bauelemente der Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung gegenüber den Kupfer- und Eisenverlusten der bekannten Vorschaltgeräte. Die Gleichrichter-Speisung ermöglicht ein flickerfreies Brennen von Lechtstoff-lampen, ohne Stroboskopeffekt. Eine derartige Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung ist aus der DE-PS 1 639 108 bekannt und ermöglicht einen Direktstart.

[0006] Bei langen Entladungslampen über ca. 60 cm Länge tritt jedoch eine Quecksilberdampfwanderung (Kataphorese) auf, die zu einer Verarmung des Quecksilberanteils im Anodenbereich führen kann, wodurch die Lichtausbeute sinkt. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Kataphorese durch Quecksilberdampfausgleich zu verhindern.

[0007] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Vorschaltgerät, bei dem die Kataphorese durch Umpolen bei jedem Einschalten der Leuchtstofflampen verhindert wird.

[0008] Die Kontaktbetätigung muß dabei belastungsfrei erfolgen, damit die Kontaktlebensdauer, die bei Gleichstrombetrieb kritisch ist, der Lebendauer der Leuchtstofflampen in der Größenordnung von 20- bis 30.000 Stunden entspricht.

[0009] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Vorschaltgerät der eingangs erläuterten Art dahingehend auszubilden, daß die Umpolung lastfrei erfolgt, ohne mechanische Mittel, wie Wendefeder, Magneten od. dergl..

[0010] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung nach Betätigung eines Netzschalters gegenüber dem Umpolschaltvorgang mittels einer Relaisspule mit einem Arbeitskontakt und einem dazu parallel geschalteten Kondensator verzögert eingeschaltet wird.

[0011] Der Umpoler-Kontaktapparat, zum Beispiel mit einer Relaisspule für 220 V Wechselspannung zieht innerhalb einer Halbperiode, d. h. innerhalb von etwa 10 msek. bei 50 Hz Wechselspannung an. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird die Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung später als nach 10 msek. an die Netzspannung gelegt, beispielsweise frühestens nach 50 msek, d. h. 2,5 Wechselspannungsperioden, zweckmäßig jedoch nicht größer als 100 msek.

[0012] Besonders zweckmäßig ist es, wenn als Umpolschalter ein doppelpoliger elektromagnetischer Stromstoßwechselschalter dient.

[0013] Ein besonders vorteilhafter Effekt ergibt sich dann, wenn das erfindungsgemäße Vorschaltgerät in Verbindung mit Leuchtstoffröhren mit Sinterelektroden verwendet werden.

[0014] In vorteilhafter Weise wird die Relaiswicklung des Verzögerungsschalters über eine Hilfsgleichrichterquelle gespeist, die direkt an Netzspannung liegt.

[0015] Zur Strombegrenzung ist in vorteilhafter Weise in einer Zuleitung zur Hilfsgleichrichterquelle ein Kondensator vorgesehen.

[0016] Weitere Einzelheiten, Vorteile sowie die Wirk-ungsweise werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt.

[0017] Das Vorschaltgerät gemäß der Erfindung ist an ein Wechselspannungsnetz, mit Netzspannungsleitungen 11 und 12 angeschaltet. Ein Hauptnetzschalter 1 dient zum Anschalten des Geräts an die Netzwechselspannung. An die Leitungen 11 und 12 angeschlossen ist eine Gleichrichter-Spannungs-Vervielfacherschaltung 2, die über ein Kontaktsystem 4 eines Umpolschalters mit Elektroden, beispielsweise Sinterelektroden 14,einer Gasentladungslampe 10, beispielsweise Leuchtstofflampe, verbunden ist.

[0018] Zum Umpolen des Kontaktsystems 4 mit den Umschaltkontakten 13 dient eine Relaisspule 3. Bei jedem Stromstoß, der durch Betätigung des Hauptnetzschalters 1 ausgelöst wird bewirkt die Relaisspule 3 ein Umschalten der Umschaltkontakte 13 des Kontaktsystems 4 des Umpolschalters.

[0019] In einer Versorgungsleitung des Gleichrichter-Spannungs-Vervielfacher-Gerätes 2 ist ein Arbeitskontakt 6 eines Relais mit der Erregerspule 5 angeordnet. Die Erregerspule 5 wird dabei über eine Gleichrichter-Brückenschaltung 8 gespeist. Parallel zur Erregerspule 5 ist ein Kondensator 7 angeordnet.

[0020] Beim Einschalten der Netzspannung mit dem Hauptnetzschalter 1 werden die Umschaltkontakte 13 lastfrei umgeschaltet, da das Gleichrichter-Spannungs-Vervielfacher-Gerät 2 noch nicht arbeitet, denn der Arbeitskontakt 6 ist noch offen. Durch geeignete Wahl der Kapazität des Kondensäors 7 kann die Verzögerung der Betätigung des Arbeitskontaktes 6 ca. drei- bis fünfmal größer gewählt werden als die Anzugsdauer des Relais 3, d. h. ca. 30 bis 50 ms Verzögerungen können erreicht werden.

[0021] Bevor sich die vom Gleichrichter-Spannungs-Vervielfacher-Gerät 2 erzeugte Gleichspannung aufbaut und die Zündung der Leuchtstofflampe 10 beginnen kann, liegt der Umpolschalter ineiner gegenüber der vorhergehenden Betriebsperiode vertauschten Polung vor. Beim Abschalten der Lichtanlage mit dem Netzschalter 1 wird zwar die Erregerspule 3 des Stromstoß-Umpolers 4 stromlos , der Kontaktapparat 4 verharrt jedoch in seiner Lage. Das über die Gleichrichter-Brückenschaltung 8 erregte Relais mit der Erregerspule 5 und dem Arbeitskontakt 6 fällt verzögert ab und unterbricht die Stromversorgungsleitung vom Netz zusätzlich zu der Netzunterbrechung durch den Hauptnetzschalter 1. Beim erneuten Wiederanschalten des Vorschaltgerätes an das Netz durch Betätigung des Hauptnetzschalters 1 wird zunächst der Stromstoß-Kontakt-Umschalter mit der unverzögert erregten Spule 3 den Kontaktapparat 4 mit den Umschaltkontakten 13 umlegen. Dann erfolgt mit der wählbaren Verzögerung von mindestens 50 msek. die Anschaltung des Gleichrichter-Spannungs-Vervielfachergerätes 2 an das Netz über dem nunmehr geschlossenen Kontakt 6.

[0022] Bei jeder Schließung des Netzschalters 1 wird somit eine lastlose Umpolung der Leuchtstofflampe 10 bewirkt, bevor sie durch die Gleichrichter-Spannungs-Vervielfacher-Schaltung 2 zum Zünden und Brennen gebracht wird. Damit wir der Kataphorese-Effekt bei der mit Gleichstrom betriebenen Leuchtstofflampe 10 vermieden.

[0023] Sollte ein Kataphorese-Effekt durch unvorhersehbare ungünstigte Umstände (z. B. während der Einbrennzeit der Leuchtstofflampe 10, in der Regel innerhalb der ersten 100 Stunden-Brenndauer) festgestellt werden, 'so genügt ein kurzes Abschalten und Wiedereinschalten des Netzschalters 1 um die Umpolung willkürlich zu erreichen. Dabei sollen größere Verzögerungen als 100 msek nicht vorgesehen werden. In zweckmäßiger Weise ist an der Zuleitung zur Gleichrichter-Brückenschaltung 8 noch ein Strombegrenzungaondensator 9 vorgesehen.

[0024] Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung betrug die Kapazität des Strombegrenzer-Kondensators 9 0,33 µF, die Kapazität des Kondensators 7 z. B. eines Elektrolyt-Kondensators betrug 10µF, der ohmsche Widerstand der Relaiswicklungen 3 betrug 4.500 Ohm und der Relaiswicklung 5 750 Ohm.

[0025] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

Ansprüche

1. Vorschaltgerät für aus dem Wechselstronetz (11, 12) gespeiste Gasentladungslampen (10),insbesondere Leuchtstofflampen, mit einer Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung (2) und einem Umpolschalter (4), wobei der Umpolschalter (4) lastlos betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter-Vervielfacher-Schaltung (2) nach Betätigung eines Netzschalters (1) gegenüber dem Umpolschaltvorgang mittels einer Relaisspule (5) mit einem Arbeitskontakt (6) und einem dazu parallel geschalteten Kondensator (7) verzögert eingeschaltet wird.

2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Umpolschalter (3, 4) ein doppelpoliger, elektromagnetischer (3) Stromstoßwechsels_'chalter (13) dient.

3. Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch seine Verwendung in Verbindung mit Gasentladungslampen (10) mit Sinterelektroden (14).

4. Vorschaltgerät nach Anspruch 1.oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiswicklung (5) über eine Hilfsgleichrichterquelle (8) gespeist ist.

5. Vorschaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zuleitung zur Hilfsgleichrichterquelle (8) ein Strombegrenzungskondensator (9) angeordnet ist.

Zeichnung