DD241973A1 - Kompaktes recyclinggerechtes leuchtstofflampensystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System von verschiedenen Ausfuehrungsformen kompakter Leuchtstofflampen in einer fuer eine Massenfertigung guenstigen Bauweise. Das Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Systems kompakter Leuchtstofflampen fuer verschiedene spezifische Anwendungsfaelle derart, dass aus wenigen Grundelementen unter, fuer eine Massenfertigung, technologisch guenstigen Bedingungen eine Variantenvielfalt von Lampenformen hergestellt werden kann und die nach Beendigung der Lebensdauer in Baugruppen und Einzelteilen weitgehend einer Wiedergewinnung zugefuehrt werden kann. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Entladungsgefaess aus kurzen in einer oder zwei Ebenen gleichartig gebogenen Rohrstuecken besteht, von denen zwei oder mehr zu einem vollstaendigen Entladungsgefaess zusammengestellt werden und die auf der Traegerplatte zugewandte Seite durch voneinander getrennte Entladungsbruecken verbunden bzw. an zwei Rohrenden durch Elektrodentraeger verschlossen sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein System von verschiedenen Ausführungsformen kompakter Leuchtstofflampen in einer für eine Massenfertigung günstigen Bauweise.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine vollständige Kompaktlampe bekannter Bauart stellt einen Wert dar, der z. B. den einer Glühlampe um das zehn- bis zwanzigfache übersteigt. Diese Lampen sind so aufgebaut, daß sie nach Beendigung der Lebensdauer vollständig verschrottet werden müssen, obwohl im Normalfall nur etwa ein Zehntel der Bauteile vom Verschleiß betroffen sind.

eine weitgehende Wiedergewinnung der Baustoffe und Teile ist aufgrund der gewählten konstruktiven Lösung nicht möglich bzw. nicht wirtschaftlich; das trifft auch für einen evtl. teilweisen Recycling-Prozeß im Produktionsprozeß zu. Das Entladungsgefäß der bekannten Kompaktlampen besteht in den meisten Fällen aus einem mehrfach gebogenen Glasrohr, z.B.

in Haarnadelform gebogen oder einem zum „U" gebogenen haarnadelförmigen Rohr.

Diese Formen sind giastechnisch in der Massenfertigung schwerzu realisieren, schlecht mit Leuchtstoff zu beschichten und auch ungünstig an den Enden zu bearbeiten.

Jede Leistungs- oder Zweckvariante einer Grundlösung erfordert ein spezielles Entladungsgefäß.

Die DE 340207 beschreibt eine Lösung für eine Kompaktlampe bei der diese Schwierigkeiten teilweise vermieden werden. Die Glasrohre, die die Entladung führen, sind nur einfach U-förmig gebogen und von den beiden Schenkeln der zwei U-Röhren wird nur noch jeweils ein Ende mit einem für beide Rohre gemeinsamen Tellerfuß verbunden. Das fehlende Rohrstück zwischen dei beiden offenen U-Rohr-Enden wird gebildet durch den Raum in einem Übergefäß, das mit dem gemeinsamen Tellerfuß verschmolzen ist und somit ein Gefäß bildet, das die beiden U-Rohr-Enden umschließt. Diese Lösung hat den Nachteil eines sehr hohen Aufwandes, der durch das zusätzliche Übergefäß und den großen Tellerfuß gegeben ist sowie den Schwierigkeiten, die sich aus der komplizierten Bearbeitung/(Einschmelzen des Außenkolbens) ergeben. Da die Glasrohre nur sehr klein sein dürfen, ist die Zündspannung entsprechend hoch und die Lampe bedarf einer Starteinrichtung in Form einer Zündsonde.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß für eine Modifikation der Lampe z.B. im Rahmen einer Leistungsreihe für jede Leistungstype alle Teile des Entladungsgefäßes, die Innenrohre der sphärisch geformten Glaskolben und der Tellerfuß entsprechend den spezifischen Anforderungen gefertigt werden müssen.

Eine völlig andere Lösung für eine Kompaktlampe wird in der DE 3140839 in Form einer flächenförmigen Niederdruckentladungslampe aufgezeigt.

Das Entladungsgefäß setzt sich aus einem schalenförmigen Oberteil und einer ebenen Abschlußplatte zusammen, wobei beide Teile aus Preßglas gefertigt sind.

Im Oberteil wird durch zwei oder mehrere ringförmige Trennwände und einer geraden Trennwand ein Entladungsweg gebildet.

Diese Lösung hat den Nachteil zu hoher Kosten für die Preßglasteile und deren Bearbeitung.

Die Lichtausbeute ist, bedingt durch die unvermeidbaren großen Glasdicken, geringer als bei Entladungsgefäßen, die aus dünnwandigen Rohren geformt sind.

Die DE 3311457 beschreibt eine hochdichte Leuchtstofflampe, bei der die Entladung dadurch gebildet wird, daß zwei oder mehr U-förmig gebogene Glasrohrstücken mit einer ringförmigen Aufnahme verbunden sind, die mit Bohrungen versehen ist. Zwischen den Bohrungen sind Nuten so angeordnet, daß die Entladung abwechselnd ein Rohrstück und eine Nut durchläuft. Diese Anordnung befindet sich in einem Übergefäß. Die Nuten stehen an einer Stelle mit dem Übergefäß in Verbindung (sind zu diesem hin offen), so daß über das Pumprohr des Übergefäßes auch der Entladurtgswegevakuiert wird. Die einzelnen Verbindungsstellen zwischen dem ringförmigen Aufnahmeteil mit den Rohrstückenenden auf dereinen Seite und dem Scheibenfuß des Ubergefäßesauf der anderen Seite können durch einen anorganischen Kleber oder mittels Glaslot befestigt sein; es genügt jedoch auch, wenn nur sehr enge Spalte realisiert werden.

Diese konstruktive Lösung für den Aufbau einer Kompaktlampe hat den Nachteil, daß zusätzlich zu den für den Aufbau des Entladungsgefäßes notwendigen Bauteilen ein weiteres Gefäß erforderlich ist, das größer ist als das Entladungsgefäß selbst, damit es dieses vollständig umschließt und damit einen sehr hohen Aufwand an Material und technologischen Mitteln erfordert.

Im Hinblick auf eine Massenfertigung ist der Aufbau annähernd doppelt so hoch, wie für ein einfaches Entladungsgefäß; bei Anwendung einer Lot- oder Klebetechnologie für die Verbindung Tellerfußes mit dem Abstandsstück ist der Aufwand noch höher. Das trifft auch für die u.a. aufgeführte Lösungsvariante zu, bei der der Ring durch vier Abstandsstücke ersetzt wird, weil die geforderten engen Spalten sowohl zu den Glasrohrstücken als auch zum Scheibenfuß realisiert werden müssen; eine Forderung, die für eine Massenfertigung kaum verwirklicht werden kann. Wenn diese Schwierigkeiten teilweise dadurch umgangen werden sollen, daß geklebt oder gelötet werden soll, dann kann erfahrungsgemäß ein derart kompaktes Glasgebilde dem beim Pumpprozeß erforderlichen Aufheizprozeß nicht oder nur sehr zeitaufwendig unterworden werden.

Zusammenfassend wird eingeschätzt, daß eine solche Kompaktlampe nur durch individuelle Bearbeitung in Einzelfertigung funktionsfähig hergestellt werden kann, aber für eine Massenfertigung völlig ungeeignet ist.

Ziel der Erfindung . >, _m

Das Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Systems kompakter Leuchtstofflampen für verschiedene spezifische Anwendungsfälle derart, daß aus wenigen Grundelementen unter für eine Massenfertigung technologisch günstigen Bedingungen eine Variantenvielfalt von Lampenformen hergestellt werden kann, und die nach Beendigung der Lebensdauer in Baugruppen und Einzelteilen weitgehend einer Wiedergewinnung zugeführt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Mängel zu beheben. Essoll ermöglicht werden, ohne ein zusätzliches Übergefäß, ohne zusätzliche Startsonde und ohne das für jede Leistungstype gesonderte Glaspreßteile hergestellt werden müssen aus wenigen verschiedenen einheitlichen Teilen eine ganze Reihe von Kompaktlampen unter für eine Massenfertigung günstigen technologischen Bedingungen herzustellen. Die Entladungsrohrteile sollen in einfacher Weise beschlämmbar sein und ein hoher Eintrag an Wärmeenergie bei den Verbindungsprozessen vermieden werden. Lange energieaufwendige Abkühl-(Temper-)prozesse, die für die Verbindung dickwandiger Preßglasteile erforderlich sind, sollen entfallen.

Die Lampe soll derart aufgebaut sein, daß bei einem fehlerhaften Arbeitsgang während der Herstellung und nach Ablauf der Lebensdauer fehlerfreie Baugruppen, Einzelteile und Werkstoffe (insbesondere Leuchtstoffe) weitergehend wiedergewonnen werden können bzw. derart, daß fehlerhafte Bauteile ausgewechselt werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Entladungsgefäß der Kompaktlampe aus kurzen in ein oder zwei Ebenen gebogenen Rohrstücken besteht, von denen zwei oder mehr zu einem vollständigen Entladungsgefäß dadurch zusammen geführt werden, daß diese auf der dem Sockel oder der der Trägerplatte zugewandten Seite durch Entladungsbrücken verbunden bzw. an zwei Rohrenden durch Elektrodenträger verschlossen sind.

Die Entladungsbrücken sind vorzugsweise aus Keramik, Preß- oder Sinterglas und aus zwei durch Löten oder Sintern verbundenen Teilen gebildet.

Die Entladungsbrücke ist ein hohles Formteil mit zwei Anschlußöffnungen für die Aufnahme der Rohrstückenenden. Der die beiden Rohrstücken verbindende Kanal hat einen Querschnitt mit einer Fläche von mindestens 7 mm². Die kleinste Weite des Kanals muß mindestens 1,2 mm betragen. Der Abstand zwischen den Wandungen der Rohrenden soll größer als Null sein und weniger als 25 Millimeter betragen.

Die Entladungsbrücken sind mit den Rohrstücken ebenfalls durch Löten verbunden, wobei als Lot glas- oder keramikähnliche Lote verwendet werden. Neben diesen Vorzugsvarianten kann jedoch auch jedes bekannte Verfahren zum Verbinden der Rohre bzw. Anbringen der Elektroden z. B. durch Fügen oder Quetschen zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung eingesetzt werden. Die Elektroden sind jeweils an den Endpunkten der Entladungsstrecke in einem der Entladungsbrücke ähnlichem Teil eingebettet, wobei der die Entladungsbrücke bildende Verbindungskanal entfällt. Um Fertigungstoleranzen auszugleichen, können diese Teile auch aus je einer halben Entladungsbrücke bestehen. Das Pumprohr kann sowohl an der Entladungsbrücke als auch am Elektrodenträger eingebettet sein.

Die Anordnung des Pumprohres an der Entladungsbrücke hat den Vorteil, daß im Zuge der Herstellung, beim Pumpprozeß die Kontaktierung der Wendelenden für das formieren nicht durch ein Pumprohr erschwert wird. Vorzugsweise wird das Pumprohrende so groß ausgebildet, daß es als Kühlstelle für den Quecksilberhaushalt des Entladungsgefäßes dienen kann. Die Entladungsrohre sind mit den Seiten, die die Elektroden bzw. Entladebrücken tragen auf einem Kreis angeordnet und in sich in ein oder zwei Ebene gebogen, so daß sie wahlweise in Richtung der Längsachse gesehen — eine Ringform oder die Form zueinanderzeigender Bodenstücke haben oder ein Vieleck bilden.

Senkrecht zur Längsachse gesehen können die Entladungsgefäße die Form eines Rechtecks, einer Kugel, eines Kegelstumpfes oder eines abgestumpften Rhombus haben. Die Rohrquerschnitte sind entweder kreisrund, oval, spitzoval oder haben den Querschnitt eines eingezogenen Rechtecks (x-ähnliche Form).

Der Vorteil der Erfindung besteht in der Verwendung von einfachen Bauteilen, die bei Beibehaltung derTechnologieohne zusätzlichen Aufwand zu einer Vielzahl von gewünschten Ausführungsformen verbunden werden können und damit die Voraussetzung für eine hochproduktive Grundtechnologie bilden. Die Herstellung von kompakten Entladungsgefäßen aus einfachen Elementen gestattet eine Wiederverwendung dieser bereits während des Produktionsprozesses und schafft die Möglichkeit— nach Beendigung der Lebensdauer—zurückgeführte Kompaktlampen bzw. deren Bauteile zu einem hohen Anteil einer Wiederverwendung zuzuführen

Dies trifft erfindungsgemäß besonders auf das Entladungsgefäß zu.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Die Seitenansicht einer Kompaktlampe mit Vorschaltgerät und Schraubsockel, teilweise im Schnitt dargestellt.

Fig.2: Die Draufsicht auf eine kreisförmige Anordnung der Entladungsrohrseite.

Fig. 3: Das Teil 2 Einzelheit „Entladungsbrücke" der Fig. 2 im Schnitt dargestellt.

Fig. 4: Das Teil 4 „Elektrodenträger" der Fig. 2 im Schnitt dargestellt.

Fig. 5: Die Seitenansicht einer Kompaktlampe ohne Vorschaltgerät mit Stiftsockel.

Fig. 6: Die Draufsicht bei einer Anordnung der Entladungsrohre mit nach innen zeigenden Bogenstücken.

Fig.7 bis 10: Die Seitenansicht von Kompaktlampen mit verschiedenen Formen der Entladungsrohre.

In Fig. 1 und 2 ist eine Kompaktlampe teilweise im Schnitt bzw. Draufsicht dargestellt. In bekannter Weise ist der Schraubsockel 11 mit einem Aufnahmegerät 5 verbunden, in dem ein Glimmzünder 10 und ein Vorschaltgerät 9 aufgenommen ist.

Das Aufnahmegefäß 5 ist mit der Trägerplatte 3 verbunden. Auf der Trägerplatte 3 ist erfindungsgemäß das Entladungsgefäß, bestehend aus den Rohrstücken 1,den Entladungsbrücken 2 und den Elektrodenträgern 4 angeordnet.

Die Enden von je zwei Rohrstücken 1 sind durch eine Entladungsbrücke 2 mittels Glaslot 7 verbunden, so daß eine durchgehende mäanderförmige Entladungsstrecke gebildet wird, die an Anfang und Ende durch je einen Elektrodenträger 4 verschlossen ist, der der äußeren Form nach der Entladungsbrücke 2 gleicht.

Die Entladungsbrücken 2 und Elektrodenträger 4 tragen umlaufende Nuten und abgeschrägte Führungsflächen, mit denen sie in die Trägerplatte 3 eingerastet und formschlüssig verbunden sind.

In Fig. 5 bis 10 ist dargestellt, wie mit gleichen Glasrohren in verschiedenster Form und Länge für verschiedene spezifische Einsatzzwecke und Lichtleistungsanforderungen Entladungsgefäße für Kompaktlampen mit stets den gleichen Entladungsbrücken 2 und Elektrodenträgern 4 zusammengestellt werden können.

Die Trägerplatte 3 bildet mit dem Entladungsgefäß eine bauliche Einheit. Diese Baueinheit kann wahlweise mit einem Aufnahmegefäß 5 der Fig. 1 oder mit einem Aufnahmegefäß 5 der Fig. 5-10 kombiniert werden. Das Aufnahmegefäß 5 der Fig. 1 ist mit einem induktiven oder elektronischen Vorschaltgerät 9 ausgestattet und hat einen Schraubsockel 11 und kann somit an jeder Glühlampenfassung betrieben werden.

Die Aufnahmegefäße 5 der Fig. 5-10 sind entweder mit einem Glimmzünderund einem Stiftsockel 12 oder mit einem Mehrstiftsockel ausgerüstet und können nur an entsprechend ausgerüsteten Leuchten betrieben werden.

Die Kontaktierung der Stromanschlüsse zwischen der Baueinheit Trägerplatte 3/Entladungsgefäß und dem Aufnahmegefäß 5 erfolgt in bekannter Weise durch Druck- oder Steckkontakte beim formschlüssigen Verbinden dieser Baueinheiten.

Claims (8)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Kompakte recyclinggerechte Leuchtstofflampe, bestehend aus einem Entladungsgefäß, einem Glimmzünder, einer Trägerplatte, einem Aufnahmegefäß und einem Stiftsockel oder bestehend aus einem Entladungsgefäß, einem Aufnahmegefäß für das Vorschaltgerät und einem Schraubsockel, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß aus kurzen in einer oder zwei Ebenen gleichartig gebogenen Rohrstücken besteht, von denen zwei oder mehr zu einem vollständigen Entladungsgefäß zusammengestellt werden und die auf der Trägerplatte zugewandten Seite durch voneinander getrennte Entladungsbrücken verbunden bzw. an zwei Rohrenden durch Elektrodenträger verschlossen sind.
2. 2. Kompakte recyclinggerechte Leuchtstofflampe nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das Entladungsrohr senkrecht zur Längsachse gesehen, eine Ringform oder die Form zueinanderzeigender Bogenstücke oder ein Vieleck bildet und in Richtung der Längsachse gesehen die Form eines Zylinders, eines abgestumpften Rhombus, einer Kugel oder eines Kegelstumpfes hat, wobei die größere Fläche wahlweise in die eine oder andere Richtung zeigen kann.
3. 3. Kompakte recyclinggerecjite Leuchtstofflampe nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücken einen nicht kreisförmigen, vorzugsweise ovalen oder spitzovaler Querschnitt haben.
4. 4. Kompakte recyclinggerechte Leuchtstofflampe, nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenträger und die Entladungsbrücken Preßlinge aus Vitro-Keramik, Preßglas, Keramik oder Sinterglas sind, aus zwei durch Löten oder Sintern miteinander verbundene Teile bestehen und mit den Enden der Entladungsrohrstücke durch Löten mittels Glaslot oder Vitro-Keramzement verbunden sind.
5. 5. Kompakte recyclinggerechte Leuchtstofflampe nach Punkt 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsbrücke als ein hohles Formteil ausgebildet ist, mit zwei Öffnungen zur Aufnahme der Entladungsrohrstückenden, deren verbindender Kanal einen Mindestquerschnitt von 7 mm² hat, wobei die lichte Weite wenigstens 1,2mm beträgt und der Abstand zwischen den Wandungen der Rohrenden im montierten Zustand nicht mehr als 25 mm beträgt.
6. 6. Kompakte recyclinggerechte Leuchtstofflampe nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsbrücken und Elektrodenträger abgeschrägte Führungsflächen und Nuten tragen, die in die Trägerplatte der Trägerteile eingerastet sind und damit die Befestigung des Entladungsrohres an der Trägerplatte bilden.
7. 7. Kompakte recyclinggerechte Leuchtstofflampe nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsbrücken ein verschließbares Pumprohr zur Evakuierung des Entladungsgefäßes aufweisen, das beim Betrieb die Funktion der Kühlstelle übernimmt.
8. 8. Kompakte recyclinggerechte Leuchtstofflampe nach Punkt 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß mit Trägerplatte und das Vorschaltgerät durch eine lösbare Steck- und Rastverbindung verbunden sind.

   Hierzu 4 Seiten Zeichnungen