Be s ehre ibung

[1] Verfahren und Betriebsgerät zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe .

Technisches Gebiet

[2] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu Verbesserung der Starteigenschaften einer Hochdruckentladungslampe und von einem Betriebsgerät das dieses Verfahren ausführt.

Stand der Technik

[3] Aus der US2007/0126371 Al ist ein Verfahren und ein Betriebsgerät bekannt, das nach dem Abschalten einer Hochdruckentladungslampe, im folgenden auch , Lampe' ge ^¬ nannt, in regelmäßigen Abständen Zündpulse an die Lampe anlegt. Die Zündpulse dienen der kontinuierlichen Ionisa ^¬ tion der Brennerfüllung. Durch die Ionisation wird die Etablierung einer Gasentladung erleichtert, somit wird die Zündspannung der Lampe im heißen Zustand deutlich verringert. Die Zündspannung einer Lampe korreliert je ^¬ doch nicht mit ihrer Eigenschaft, sofort nach der Zündung eine genügend große Menge an Licht abzugeben.

[4] Ein Verfahren, das die Sofortlichteigenschaften ei- ner Hochdruckentladungslampe beim Starten verbessert, ist bisher nicht bekannt.

Aufgabe

[5] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu Verbesserung der Starteigenschaften einer Hochdruckentla- dungslampe bereitzustellen, das mit einfachen Mitteln in ein Betriebsgerät implementiert werden kann.

[6] Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, ein Be ^¬ triebsgerät anzugeben, das durch Anwendung des Verfahrens bessere Sofortlichteigenschaften für eine Hochdruckentladungslampe aufweist.

Darstellung der Erfindung

[7] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens erfolgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zu Verbesserung der Starteigenschaften einer Hochdruckentladungslampe, bei dem die Hochdruckentladungslampe nach einer vorbe- stimmten ersten Zeit (t _c ) nach dem Abschalten erneut für eine vorbestimmte zweite Zeit (t _s ) gestartet wird.

[8] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Betriebsgerätes erfolgt erfindungsgemäß mit einem Betriebsgerät zum Star ^¬ ten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe, wobei das Betriebsgerät das oben genannte Verfahren ausführt.

[9] Dabei ist die vorbestimmte erste Zeit (t _c ) so bemes ^¬ sen, dass nach Ausschalten der Lampe der überwiegende Teil der Füllung innerhalb der ersten Zeitspanne (t _c ) auf der Lampenelektrode kondensiert ist.

[10] Bevorzugt liegt der Zeitbereich für die vorbestimmte erste Zeit zwischen 10s und 15min, besonders bevorzugt zwischen 5min und 10min, und der Zeitbereich für die vorbestimmte zweite Zeit zwischen lms und 500ms. Durch diese Kombination kann eine unerwünschte Kondensation der Fül- lung auf den Elektroden beim Abkühlen der Hochdruckentladungslampe nach der zweiten Zeit am besten vermieden werden .

[11] Bei einer Ausführungsform wird die Hochdruckentla ^¬ dungslampe nach der vorbestimmten ersten Zeit (t _c ) nach

dem Abschalten erneut mehrmals für die vorbestimmte zwei ^¬ te Zeit (t _s ) gestartet. Unter Umständen kann die Hoch ^¬ druckentladungslampe nach der vorbestimmten ersten Zeit (t _c ) nach dem Abschalten erneut mehrmals für verschiedene vorbestimmte Zeiten (ti.. _x ) gestartet werden. Mit diesen Maßnahmen kann die nicht gewünschte Kondensation der Füllung auf den Elektroden der Hochdruckentladungslampe auch bei schwierigen Verhältnissen vermieden werden.

[12] Zur Bestimmung der ersten Zeit wird die vorhergehen- de Betriebsdauer der Hochdruckentladungslampe herangezo ^¬ gen. Bei kurzer Betriebsdauer der Lampe erreicht das Brennergefäß nicht die Temperatur, die es bei Dauerbe ^¬ trieb erreicht. Entsprechend verkürzt sich die Zeit bis zur Kondensation der Füllung. Somit verkürzt sich auch die vorbestimmte Zeit t _c . Beispielsweise kann das Be ^¬ triebsgerät die verkürzte Zeit t _c anhand eines thermi ^¬ schen Modells der Lampe (Wärmekapazität der Lampe mit Aufheizkurve und Abkühlkurve) berechnen.

[13] Die Energie zum ein- oder mehrmaligen Starten der Hochdruckentladungslampe wird dabei vorzugsweise in einem Zwischenspeicher im Betriebsgerät gespeichert. Dabei ist der Zwischenspeicher vorzugsweise ein Kondensator. Diese Maßnahme bietet den Vorteil der Kostenersparnis, da ein im Betriebsgerät ohnehin schon vorhandener Kondensator als Energiespeicher verwendet werden kann. Der Zwischenspeicher kann dabei aber auch ein Akkumulator sein. Für Betriebsgeräte, die aufgrund von z.B. einem Betrieb an einer Lichtanlage permanent an ein Versorgungsnetz ange ^¬ schlossen sind, ist es von Vorteil, wenn die Energie zum ein- oder mehrmaligen Starten der Hochdruckentladungslampe aus diesem Versorgungsnetz bezogen wird. Dies hat den

Vorteil, dass die dem Betriebsgerät zur Verfügung stehen ^¬ de Energie nicht begrenzt ist.

[14] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestal ^¬ tungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfin- dungsgemäßen Betriebsgerätes ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)

[15] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh ^¬ rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

[16] Fig. 1 Ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen

Verfahrens zum Betreiben einer Hochdruckent ^¬ ladungslampe .

[17] Fig. 2 Eine Grafik, die den Lampenbetrieb über der Zeit bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.

[18] Fig. 3 Eine Grafik, die den Lichtstrom einer Lampe nach dem Start bei Anwendung des erfindungs ^¬ gemäßen Verfahrens darstellt.

[19] Fig. 4 Eine Grafik, die den Lichtstrom einer Lampe nach dem Start bei Anwendung eines Verfahrens nach dem Stand der Technik darstellt.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

[20] Fig. 4 zeigt den Verlauf des Lichtstroms 14 einer Hochdruckentladungslampe über der Zeit mit einem Be ^¬ triebsgerät nach dem Stand der Technik. Die Hochdruckent-

ladungslampe wird zum Zeitpunkt ti gezündet. Hier zeigt sich ein deutlicher Einbruch des Lichtstroms 14 während der Verzögerungszeit t _v . Dieser rührt aus dem Kondensat auf der Elektrode her, das die Etablierung einer Gasent- ladung behindert. Beim Abkühlen der Hochdruckentladungs ^¬ lampe kühlen die Elektroden schneller ab, und die Füllung des Brenners kondensiert dadurch hauptsächlich auf den Elektroden. Beim nächsten Zünden der Hochdruckentladungslampe wird die auf den Elektroden auskondensierte Füllung dann schlagartig sehr fein zerstäubt. Dies bewirkt, dass die Lampe nach dem Einschalten eine Zeitlang praktisch kein Licht abgibt, was natürlich unerwünscht ist.

[21] Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemä ^¬ ßen Verfahrens. Die Hochdruckentladungslampe wird in üb- licher Weise betrieben. Das Betriebsgerät merkt sich wäh ^¬ rend des regulären Betriebes die aktuelle Einschaltdauer der Hochdruckentladungslampe. Wird diese abgeschaltet, so wird anhand der Dauer des vorhergehenden Betriebs eine erste Zeit t _c berechnet, für die die Hochdruckentladungs- lampe ausgeschaltet bleibt. Die Zeit ist abhängig von der aktuellen Temperatur des Lampenbrenners, die über die Dauer des vorhergehenden Betriebs und der thermischen Trägheit der Lampe ermittelt werden kann. Während der Wartezeit kühlt die Lampe ab. Aufgrund der thermischen Leitfähigkeit kühlen die Lampenelektroden deutlich schneller ab als das Brennergefäß, so dass sich die Fül ^¬ lung des Brenners als Kondensat auf den Lampenelektroden niederschlägt. Bei einem Neustart der Lampe wird das auf den Elektroden befindliche Kondensat blitzartig zerstäubt und behindert die Lichtabgabe der Lampe beträchtlich.

[22] Um diesen unerwünschten Zustand zu beseitigen, wird die Lampe nach der Wartezeit t _c erneut gestartet und für eine vorbestimmte Zeit t _s in Betrieb genommen. Durch die ^¬ se Maßnahme wird die Elektrode erneut aufgeheizt, so dass das sich verdampfte Kondensat nicht mehr auf der Elektro ^¬ de niederschlägt, da sie nun heißer ist als das die Elektroden umfassende Brennergefäß, dass sich in dieser kurzen Betriebszeit nicht wesentlich erwärmen kann. Somit kondensiert die Brennerfüllung im weiteren Verlauf vor allem an den Wandungen des Brenners. Die Lampe kann nun abgeschaltet bleiben. Wird sie erneut gestartet, so ist die Lichtabgabe nach der Zündung aufgrund der kondensat ^¬ freien Lampenelektroden deutlich erhöht.

[23] Bei manchen Hochdruckentladungslampen oder bei schwierigen Einbauverhältnissen der Hochdruckentladungslampe kann es erforderlich sein, dass die Inbetriebnahme der Hochdruckentladungslampe ein- oder mehrere Male wie ^¬ derholt werden muss. Dazu weist das Betriebsgerät einen Lampenstartzähler auf, der bei jeder Inbetriebnahme für eine vorbestimmte Zeit t _s um eins erhöht wird. Zwischen den Lampenstarts bleibt die Lampe wiederum für eine vor ^¬ bestimmte dritte Zeit t _w ausgeschaltet. Ist die vorgese ^¬ hene Anzahl der Lampenstarts erreicht, bleibt die Lampe ganz abgeschaltet.

[24] Fig. 2 zeigt eine Grafik, die den Lampenbetrieb über der Zeit des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Die ^¬ se Grafik verdeutlicht an einem Beispiel die Vorgehens ^¬ weise des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Grafik wird nur zwischen , Lampe eingeschaltet' und , Lampe ausge- schaltet' unterschieden. Wird die brennende Lampe zum Zeitpunkt t ₀ abgeschaltet, so bleibt sie dies für die

Zeitdauer t _c . Daraufhin wird sie kurz, für die Zeitdauer t _s wieder eingeschaltet. Nach dem erneuten abschalten wartet das Betriebsgerät für eine Zeitspanne t _w . Dann wird die Lampe erneut gestartet und für die Zeitdauer t _s betrieben. Dies wiederholt sich noch einmal, dann bleibt die Hochdruckentladungslampe abgeschaltet. Durch das wie ^¬ derholte Einschalten der Lampe wird das Kondensat im Lam ^¬ penbrenner von den Elektroden auf die Wandungen des Lampengefäßes verlagert, was eine bessere Sofortlichtabgabe beim nächsten Lampenstart zur Folge hat.

[25] In einer weiteren Ausführungsform wird die Lampe anstatt einer festen zweiten Zeitspanne t _s für mehrere verschieden lange zweite Zeitspannen ti _..x betrieben. Zusätzlich kann zwischen den Lampenstarts für verschieden lange dritte Zeitspannen t„i _..wx gewartet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Kondensationsströme bei schwierigen Hochdruckentladungslampen und schwierigen Einbausituationen der Hochdruckentladungslampen optimal gelenkt werden können .

[26] Fig. 3 zeigt den Verlauf des Lichtstroms 12 einer Hochdruckentladungslampe über der Zeit, die mit einem Be ^¬ triebsgerät nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Betrieben wird. Zum Zeitpunkt ti wird die Hochdruckentladungs ^¬ lampe gezündet. Es ist gut zu erkennen, dass schon direkt nach der Zündung ein beträchtlicher Anteil des Lichtstromes 12 zur Verfügung steht. Während der Verzögerungszeit t _v bildet dieser Lichtstrom 12 ein Plateau, d.h. er bleibt gleich. Dies rührt vor allem daher, dass die meis ^¬ te Energie kurz nach der Zündung für die Aufheizung der Lampenelektroden und des Brenners verwendet wird, und da ^¬ her wenig Energie für die Entladung zur Verfügung steht.

Erst nach dieser Verzögerungszeit t _v fließt die meiste Energie in die Entladung, was sich in einer starken Zunahme des Lichtstroms 12 niederschlägt.