DE102007001816A1

DE102007001816A1 - Kompaktleuchtstofflampe mit externem elektrischen Leiter

Info

Publication number: DE102007001816A1
Application number: DE102007001816A
Authority: DE
Inventors: Achim Dr. Hilscher; Andreas Hollstein; Friedrich Lauter; Thomas Dr. Noll
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-17
Also published as: WO2008084011A2; WO2008084011A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kompaktleuchtstofflampe 10 mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß 12 zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät, wobei die Kompaktleuchtstofflampe 10 einen vollständig außerhalb und an dem Entladungsgefäß 11 liegenden externen elektrischen Leiter 13 zum elektromagnetischen Einkoppeln einer Versorgungsleitung in das Entladungsgefäß 11 aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kompaktleuchtstofflampe mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät.
Stand der Technik
Kompaktleuchtstofflampen haben in den vergangenen Jahren eine weit verbreitete Anwendung gefunden. Die technische Entwicklung bezieht sich dabei unter anderem auf eine zunehmende Verkleinerung der Gesamtbaugröße der Lampe. Dabei sind sowohl Kompaktleuchtstofflampen mit integriertem elektronischen Vorschaltgerät als auch zum Anschluss an ein separates elektronisches Vorschaltgerät gebräuchlich. Kompaktleuchtstofflampen sind auch unter dem Namen Energiesparlampen bekannt und wurden als eine Alternative zur konventionellen Glühbirne in den Markt eingeführt; im Vergleich zur Glühbirne zeichnen sie sich durch eine längere Lebensdauer, einen höheren Wirkungsgrad und einen geringeren Energieumsatz aus.
Elektronische Vorschaltgeräte zum Betrieb von Kompaktleuchtstofflampen sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. In der Regel enthalten sie eine Gleichrichter schaltung zur Gleichrichtung einer Wechselspannungsversorgung und Aufladen eines Hauptenergiespeichers. Der Hauptenergiespeicher speist einen Inverter, der die Kompaktleuchtstofflampe mit einer Versorgungsleistung betreibt. Grundsätzlich erzeugt ein Inverter aus einer gleichgerichteten Wechselspannungsversorgung oder einer Gleichspannungsversorgung eine Versorgungsspannung für die mit hochfrequentem Strom zu betreibende Kompaktleuchtstofflampe.
Entladungsgefäße für Kompaktleuchtstofflampen gibt es in vielfältigen Formen. Besonders gebräuchlich sind rohrförmige Entladungsgefäße. Als rohrförmig werden hier Entladungsgefäße betrachtet, die deutlich lang gestreckt sind, also Entladungsgefäße bei denen der typische Durchmesser des (nicht notwendigerweise runden) Querschnitts deutlich kleiner als die Länge ist.
Bei rohrförmigen Kompaktleuchtstofflampen strebt man im Stand der Technik häufig eine Kombination aus einer gewissen Gesamtlänge des rohrförmigen Entladungsgefäßes einerseits und einer kompakten Baugröße andererseits an.
Oft weisen rohrförmige Entladungsgefäße an ihren Enden Elektroden zur Einkopplung einer Versorgungsleistung mittels eines elektronischen Vorschaltgerätes auf. Üblicherweise sind diese Elektroden als vorheizbare Wendeln ausgeführt, welche sich innerhalb des Entladungsgefäßes befinden. Diese werden über elektrische Leiter, welche durch die Wand des Entladungsgefäßes durchgeführt sind, mit elektrischer Leistung versorgt.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Kompaktleuchtstofflampe mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät und ein zugehöriges Betriebs- und Herstellungsverfahren anzugeben.
Die Erfindung richtet sich auf eine Kompaktleuchtstofflampe, die einen vollständig außerhalb des und an dem Entladungsgefäß liegenden externen elektrischen Leiter zum elektromagnetischen Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß aufweist.
Daneben richtet sich die Erfindung auch auf einen Satz aus einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe und einem passenden elektronischen Vorschaltgerät.
Weiter richtet sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe und auf ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe mit einem passenden elektronischen Vorschaltgerät.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden im Folgenden näher erläutert. Die Offenbarung bezieht sich dabei stets sowohl auf die Erzeugnisaspekte, d. h. auf eine erfindungsgemäße Kompaktleuchtstofflampe und einen Satz aus einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe und einem passenden elektronischen Vorschaltgerät, als auch auf die Verfahrensaspekte, d. h. Betrieb und Herstellung einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe, der Erfindung.
Die Erfindung basiert auf der Idee, eine Versorgungsleistung über einen vollständig außerhalb des Entladungsrohres liegenden elektrischen Leiter in das Entladungsrohr einzukoppeln. Dies stellt eine Alternative zum Durchführen von Leitern durch die Wand des Entladungsgerätes dar. Somit ergeben sich mehr Möglichkeiten, die gewünschte Leuchtengeometrie und das Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß aufeinander abzustimmen.
Bei einem vollständig außerhalb des Entladungsgefäßes liegendem externen Leiter wird eine Versorgungsleistung statt auf galvanischem auf elektromagnetischem Wege in das Entladungsgefäß eingekoppelt. Es kommen hier eine hauptsächlich kapazitive Wechselwirkung, eine hauptsächlich induktive Wechselwirkung und das Einkoppeln eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes, wie man es beispielsweise von Antennen kennt, in Betracht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Kompaktleuchtstofflampe zumindest zwei externe Elektroden zum kapazitiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß auf. Diese Elektroden liegen vollständig außerhalb des Entladungsgefäßes und liegen an diesem an. Die Elektroden können flächig ausgestaltet sein und sich über einen Teil der Außenseite des Entladungsgefäßes erstrecken.
Weist das rohrförmige Entladungsgefäß jedoch Enden auf, was nicht notwendigerweise der Fall sein muss, weil es sich auch um ein endloses Entladungsgefäß handeln kann, so befinden sich die externen Elektroden zum kapazitiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß vorzugsweise an den Enden des rohrförmigen Entla dungsgefäßes. Die Anzahl der Elektroden kann dabei kleiner oder gleich der Anzahl der Enden des rohrförmigen Entladungsgefäßes sein.
Vorzugsweise sind die Enden des rohrförmigen Entladungsgefäßes glatt. Glatt heißt hier, dass die Stirnfläche des Entladungsgefäßes keine Spitzen oder kantigen Strukturen aufweist, wie sie beispielsweise durch durchgeführte Leiter oder überstehende Enden durchgeführter Pumprohre entstehen können. Pumprohre werden während der Herstellung einer Kompaktleuchtstofflampe unter anderem dazu benutzt, das Entladungsgefäß zu evakuieren und zu befüllen. Gegen Ende des Herstellungsprozesses werden die außerhalb des Entladungsgefäßes liegenden Teile solcher Pumprohre abgeschmolzen beziehungsweise abgequetscht; dabei bleiben charakteristische Strukturen an der Oberfläche des Entladungsgefäßes zurück. Eine Entladungsrohrstirnfläche wird hier auch dann noch als glatt bezeichnet, wenn es im Übergang von der das Entladungsrohr abschließenden Stirnfläche zum die Länge des Entladungsrohres umschließenden Mantel einen kantigen Übergang gibt.
Die Enden eines Entladungsgefäßes können sich in ihrer Geometrie unterscheiden. Beispielsweise kann ein glattes Ende eines rohrförmigen Entladungsgefäßes als eine ebene, quer zur Längsachse des rohrförmigen Entladungsgefäßes liegende Stirnfläche ausgebildet sein. Der Übergang von der Stirnfläche zu dem die Länge des Entladungsrohres umschließenden Mantel kann dabei scharf oder aber auch verrundet sein. Ein glattes Ende eines rohrförmigen Entladungsgefäßes kann allerdings auch als angenäherte Halbkugel ausgebildet sein, ähnlich wie man es auch von vielen Reagenzgläsermodellen her kennt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Wandstärke des Entladungsgefäßes im Bereich der externen Elektroden zum kapazitiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß dünner als über einem Großteil der Länge des rohrförmigen Entladungsgefäßes. Je dünner die Wand des Entladungsgefäßes im Bereich der kapazitiv koppelnden Elektroden ist, desto größer ist die Kapazität der Elektroden und desto geringer ist der Wechselstromwiderstand. Bei flächig anliegenden Elektroden ist vorzugsweise der Bereich der Wand des Entladungsgefäßes unterhalb der flächigen Elektrode dünn im Vergleich zur sonstigen Wandstärke. Dabei kann es zwar auch Bereiche in der Wand des Entladungsgefäßes geben, die noch dünner sind. Üblicherweise wird man jedoch einem rohrförmigen Entladungsgefäß sinnvoll einen mittleren Wert für die Wandstärke zuweisen können, auch wenn es lokale Abweichungen davon gibt. Die geringere Wandstärke im Bereich der Elektroden ist im Vergleich zu diesem mittleren Wert zu verstehen.
Vorzugsweise besteht die Wand des Entladungsgefäßes im Bereich der Elektroden zur kapazitiven Einkopplung einer Versorgungsleistung aus einem Glas mit einer relativen dielektrischen Konstante größer als 6. Je größer die relative dielektrische Konstante, umso wirksamer kann kapazitiv eine Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß eingekoppelt werden. Das Entladungsgefäß kann auch als Ganzes aus einem Glas mit der gleichen relativen dielektrischen Konstante bestehen. Bevorzugte untere Schranken für die relative dielektrische Konstante sind: 6, 8, 10 und 12, wobei diese ihrer angegebenen Reihenfolge entsprechend zunehmend bevorzugt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der externe elektrische Leiter ausgelegt zum induktiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß. Vorzugsweise ist der externe elektrische Leiter dabei als eine das rohrförmige Entladungsgefäß umschließende Spule ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind insbesondere endlose rohrförmige Entladungsgefäße interessant.
Vorzugsweise ist eine durch den externen Leiter bedeckte Fläche, im Vergleich zur Gesamtfläche des Entladungsgefäßes, klein. Je weniger Fläche des Entladungsgefäßes durch den externen elektrischen Leiter bedeckt ist, umso mehr Fläche kann zur Lichtabstrahlung verwendet werden. Dies gilt sowohl für die kapazitiv einkoppelnden Elektroden als auch für die induktiv einkoppelnde Spule. Vorzugsweise entspricht die von dem externen elektrischen Leiter bedeckte Fläche des Entladungsgefäßes lediglich höchstens 12%, 9%, 7%, 5%, der Fläche des Entladungsgefäßes, wobei die kleiner werdenden relativen Flächenabdeckungen zunehmend bevorzugt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das rohrförmige Entladungsgefäß zumindest teilweise helixförmig um einen axialen Freiraum gewunden. Weiter weist das Entladungsgefäß ein an diesem ansetzendes Rohrstück auf, welches sich innerhalb der Helixform erstreckt. Die Geometrie des Entladungsgefäßes ist mit bestimmt durch ein in dem axialen Freiraum, den die Helixform des Entladungsrohres freilässt, angeordnetes Rohrstück. Dieses Rohrstück stört die äußere Erscheinungsform der Kompaktleuchtstofflampe nicht, weil es sich innerhalb des axialen Freiraumes befindet. Es vergrößert die Bau form der Kompaktleuchtstofflampe nur insoweit, als dass der axiale Freiraum wegen des Rohrstücks etwas größer ausfallen kann. Allerdings haben üblicherweise helixförmige Entladungsgefäße wegen des für die gesamte Entladungsrohrlänge notwendigen Umfangs der Helix ohnehin in der Regel einen ausreichenden axialen Freiraum.
Das erfindungsgemäße Rohrstück muss dabei selbst kein Bestandteil des Entladungsrohres sein, also insbesondere nicht ein Ende des Entladungsrohres mit darin oder daran befindlicher Elektrode darstellen. Es ist vielmehr an das Entladungsrohr angesetzt, zweigt also von diesem ab, ohne selbst Bestandteil des Entladungsweges zwischen den Elektroden zu sein.
Das Rohrstück kann als Pumprohr zur Evakuierung und Befüllung des Entladungsgefäßes bei der Herstellung der Kompaktleuchtstofflampe verwendet werden. Insbesondere können andere Pumprohre, etwa dünne Pumprohre an den Enden des Entladungsrohres, durch diese Maßnahme ganz weggelassen werden. Ein solches Vorgehen ermöglicht die Produktion von rohrförmigen Entladungsgefäßen mit besonders glatten Enden, wie sie für die weiter oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung interessant sind.
Weiter kann das Rohrstück zur Aufnahme einer Hg-Quelle dienen. Da das Rohrstück sich innerhalb der Helixform des Entladungsrohres erstreckt, kann so die Hg-Quelle selber innerhalb der Helixform angeordnet sein. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Hg-Quelle nach dem Einschalten durch die von der Lampe entwickelte Wärmestrahlung vergleichsweise schnell auf ihre endgültige Betriebstempera tur aufgeheizt wird und sich damit der angestrebte Hg-Dampfdruck in der Entladung schnell stabilisiert. Weiter kann die Betriebstemperatur der dampfdruckregelnden Hg-Quelle so unabhängiger von Schwankungen im Betrieb bzw. einsatzabhängigen Parametern gehalten werden. Insbesondere spielt die Umgebungstemperatur eine geringere Rolle, weil die Hg-Quelle weitaus stärker durch die von dem Entladungsrohr selbst abgegebenen Wärme beeinflusst wird und gewissermaßen durch dieses von der Umgebung abgeschirmt wird. Auch die Temperatur des Vorschaltgerätes, die ihrerseits von der Umgebungstemperatur abhängen kann und/oder sich langsamer erhöhen kann als die Temperatur des Entladungsrohres, spielt eine geringere Rolle.
Vorzugsweise bildet das rohrförmige Entladungsgefäß eine Doppelhelixform, bei der also zwei Abschnitte des rohrförmigen Entladungsgefäßes jeweils eine Helixform beschreiben und sich dabei in axialer Richtung abwechseln. Die Abschnitte des rohrförmigen Entladungsgefäßes gehen dann an einem Ende, das im Betrieb von dem elektronischen Vorschaltgerät entfernt ist, ineinander über, so dass ein durchgängiger Entladungsweg vorliegt. Die Doppelhelixform ermöglicht eine relativ kompakte Bauweise bei gegebener gewünschter Länge des rohrförmigen Entladungsgefäßes. Das Rohrstück kann günstig im Bereich der Verbindung der beiden Abschnitte des Entladungsgefäßes angesetzt sein.
Vorzugsweise endet das helixförmige Entladungsrohr der Helixform entsprechend schräg. An diesen schrägen Enden des doppelhelixförmigen Entladungsgefäßes können Elektroden zur kapazitiven Versorgung einer Versorgungsleistung angebracht werden. Dies ist eine sehr kompakte Bauform im Vergleich zu einer konventionell verwendeten Bauform, bei der die Enden des Entladungsrohres parallel zur Achse der Doppelhelix gebogen werden, um ein Durchführen von Leitern durch die Entladungsgefäßwand oder auch die Verwendung von an den Enden angebrachten Pumprohren zu erleichtern. Diese würden bei einem gekrümmten Ende auf der Innenseite des Entladungsgefäßes schnell die Entladungsrohrwand berühren und so das Pumpen und Befüllen erschweren. Diese Aspekte sind umso wichtiger, als dass der Trend zu einer weiteren Verkleinerung von Rohrdurchmessern bei Leuchtstofflampen geht.
Oft werden Kompaktleuchtstofflampen zusammen mit einem passenden elektronischen Vorschaltgerät angeboten. Dabei können Kompaktleuchtstofflampe und elektronisches Vorschaltgerät eine integrierte Einheit bilden. Liegt keine integrierte Einheit vor, so sind das elektronische Vorschaltgerät und die Kompaktleuchtstofflampe dann allerdings vom Endabnehmer leicht zu kombinieren und auch wieder zu trennen.
Die Erfindung richtet sich auch auf einen Satz aus einer Kompaktleuchtstofflampe und einem elektronischen Vorschaltgerät zu deren Betrieb.
Vorzugsweise ist dieser Satz so ausgelegt, dass der externe elektrische Leiter der Kompaktleuchtstofflampe durch ein Gehäuse des elektronischen Vorschaltgerätes verdeckt wird. Das heißt, dass die Elektroden zur kapazitiven Einkopplung einer Versorgungsleistung oder die Spule zur induktiven Einkopplung einer Versorgungsleistung innerhalb eines Gehäuses des elektronischen Vorschaltgerätes liegen.
Vorzugsweise ist bei einem erfindungsgemäßen Satz das elektronische Vorschaltgerät so ausgelegt, dass über zwei Elektroden zur kapazitiven Einkopplung der Versorgungsleistung diese mit Frequenzen größer als 1 MHz in das Entladungsrohr eingekoppelt wird. Bei diesen großen Frequenzen kann, auch bei begrenzter Kapazität der Elektroden, genug Leistung in das Entladungsgefäß eingekoppelt werden, so dass die Kompaktleuchtstofflampe als Allzwecklampe, beispielsweise als Ersatz einer konventionellen Glühbirne genutzt werden kann. Bevorzugte untere Schranke für die Frequenz zum kapazitiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung sind: 1 MHz, 2 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 8 MHz, wobei die jeweils größeren unteren Schranken für die Frequenz zunehmend bevorzugt sind.
Die Erfindung richtet sich zudem auf ein Verfahren zum Betrieb einer Leuchtstofflampe an einem elektronischen Vorschaltgerät. Die entsprechenden Merkmale sind bei der Beschreibung der Vorrichtungskategorie der Erfindung bereits offenbart.
Weiter richtet sich die Erfindung auf ein Herstellungsverfahren zur Produktion eines integrierten Satzes aus einer Kompaktleuchtstofflampe und einem elektronischen Vorschaltgerät, wobei das elektronische Vorschaltgerät eine Lampenaufnahmevorrichtung zum Befestigen der Kompaktleuchtstofflampe aufweist. Die doppelhelixförmige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe mit schrägen Entladungsrohrenden und daran anliegenden flächigen Elektroden zum kapazitiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung wird dabei in passend ausgesparte und mit elektrischen Kontakten versehene Buchsen einer mit dem elektronischen Vorschaltgerät verbundenen Lampenaufnahmevorrichtung drehend eingesteckt. Die Lampenaufnahmevorrichtung kann Teil eines das elektronische Vorschaltgerät umgebenden Gehäuses sein, und die elektrischen Kontakte in den Buchsen der Lampenaufnahmevorrichtung können beispielsweise Gleitkontakte sein. Auf diese Weise kann ein integrierter Satz aus einem elektronischen Vorschaltgerät und einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe besonders einfach hergestellt werden.
Die Verbindung zwischen Lampenaufnahmevorrichtung und Lampe kann bei diesem Herstellungsprozess sowohl reversibel als auch irreversibel gestaltet werden. Ist die Verbindung irreversibel, so erhält man einen integrierten, fest in sich verbundenen Satz aus einer Kompaktleuchtstofflampe und einem elektronischen Vorschaltgerät. Ist die Verbindung reversibel, so kann die Kompaktleuchtstofflampe durch eine Dreh-/Ziehbewegung aus der Lampenaufnahmevorrichtung entfernt werden und eine andere Kompaktleuchtstofflampe durch eine Dreh-/Steckbewegung wieder eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei offenbarte Merkmale sind sowohl für den Erzeugnisaspekt als auch für den Verfahrensaspekt der Erfindung maßgeblich und können auch in anderen als in den dargestellten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe als erstes Ausführungsbeispiel zu der Erfindung.
2 zeigt ein Ende eines rohrförmigen Entladungsgefäßes einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe.
3 zeigt eine Variante zu 2.
4 zeigt eine weitere Variante zu 2.
5 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
6 zeigt ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
7 zeigt einen Satz aus einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe und einem ein passendes elektronischen Vorschaltgerät umfassenden Gehäuse.
8 zeigt eine doppelhelixförmige Kompaktleuchtstofflampe und eine Lampenaufnahmevorrichtung als Teil eines nicht gezeigten elektronischen Vorschaltgerätes.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kompaktleuchtstofflampe 10 als erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Die Kompaktleuchtstofflampe 10 weist ein doppelhelixförmiges Entladungsrohr 11 auf, an dessen Enden sich flächige, metallische Elektroden 13 zur kapazitiven Einkopplung einer Versorgungsleistung befinden. Die Doppelhelix ist von den beiden Enden des Entladungsrohres aus in zwei Entladungsrohrabschnitten in alternierender Reihenfolge der Helixgänge der beiden Entladungs rohrabschnitte gewunden. Die beiden Entladungsrohrabschnitte gehen in einem oberen Bereich an einer mit 12 bezeichneten Stelle ineinander über.
Die gepunktet gezeichnete und mit 14 bezifferte Linie verdeutlicht ein Rohrstück, das im Bereich der Verbindung 12 der beiden Entladungsrohrabschnitte an dem Entladungsrohr 11 angesetzt ist und sich von der Verbindung 12 ausgehend axial und gerade nach unten erstreckt. Dabei nimmt es in diesem Fall einen großen Teil der axialen Länge ein.
Das Rohrstück 14 kann während der Herstellung einer Kompaktleuchtstofflampe 10 als Pumprohr verwendet werden, und zwar über dessen unteres Ende. Damit kann auf Pumprohre an den Enden des Entladungsgefäßes verzichtet werden, so dass die Enden vergleichsweise glatt hergestellt werden können. Die Elektroden 13 liegen flächig um die Enden des Entladungsrohres 11.
Das Rohrstück 14 enthält eine Glaseinschmelzung 18, die dazu dient, einen Rückhaltekörper in Form einer Eisenpille 16 daran zu hindern, in das Entladungsrohr 11 zu fallen. Die Eisenpille 16 wiederum verhindert, weil sie einen großen Teil des Querschnitts des Rohrstücks 14 versperrt, dass eine als Hg-Quelle und Dampfdruck regelndes Element dienende Amalgamkugel 17 in das Entladungsrohr 11 fällt.
2 zeigt ein mögliches Ende 22 eines Entladungsrohres 21 mit einer flächigen Elektrode 23 zum kapazitiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung. Hier ist das Ende 22, wie auch in 1 angedeutet, halbkugelförmig ausgebildet.
3 zeigt ein anderes mögliches Ende 32 eines Entladungsrohres 31 mit einer Elektrode 33 zur kapazitiven Einkopplung. Das Ende 32 des Entladungsrohres 31 ist als ebene Stirnfläche ausgebildet. Die Elektrode 33 umfasst dieses Ende 32 flächig.
Die Enden 22 und 32 in 2 und in 3 sind glatt in dem Sinne, dass keine Wölbungen von abgeschmolzenen oder abgequetschten Pumprohren vorhanden sind; daher können die flächigen Elektroden 23 und 33 die Enden 22 und 32 des Entladungsrohres 21 und 31 problemlos flächig und abstandslos umschließen.
Es bietet sich an, die Elektroden 23 und 33 auf den Enden 21 und 31 des Entladungsrohres 21 und 31 mittels Eintauchen in ein benetzendes Leitermaterial, beispielsweise eine Suspension aus einem metallischen Leiter und einem Bindemittel, anzubringen bzw. aufzutragen. Dabei wird das Entladungsrohr 21 bzw. 31 flächig und deckend benetzt. Im Anschluss an das Eintauchen härtet das Material aus, um eine flächige, dicht anliegende Schicht auf der Entladungsgefäßwand 21, 31 zu bilden. Mittels eines solchen Verfahrensschrittes lassen sich besonders einfach flächige Elektroden zur kapazitiven Einkopplung einer Versorgungsleistung herstellen.
Ein passendes elektronisches Vorschaltgerät ist so ausgelegt, dass es über die Elektroden 23 bzw. 33 hochfrequente (hier: 9 MHz) Verschiebeströme in der Wand (hier mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von ε_r = 14) des Entladungsrohres 11, 21, 31 verursacht. Diese hochfrequenten Verschiebeströme koppeln wiederum in das Entla dungsrohr 11, 21, 31, so dass die Gasentladung mit Energie versorgt wird.
Um die kapazitive Wechselwirkung der Elektroden 13, 23, 33, 43 mit der Gasentladung im Entladungsrohr 11, 21, 31, 41 zu verstärken, kann die Wand 42 des Entladungsrohres 41 in dem Bereich 44, wo die Elektroden 43 liegen, dünner ausgebildet werden als die sonstige Wand 42, wie 4 zeigt.
5 zeigt eine im Vergleich zu 1 alternative Geometrie des Entladungsrohres 51. Das Entladungsrohr 51 weist zwei Enden 52 mit jeweils einer Elektrode 53 auf. Die Enden 52 mit den Elektroden 53 weisen in die gleiche Richtung, ausgehend von den Enden 52 erstreckt sich das Entladungsrohr 51 in Form eines lang gezogenen U. Konventionelle Lampengeometrien setzen sich häufig aus solchen Us zusammen.
6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel 60 der erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe; hier sind die Enden des Entladungsrohres 61 nicht flächig mit Elektroden bedeckt, sondern aufeinander zugebogen und miteinander verbunden, so dass ein durchgängiges Entladungsrohr ohne Enden gebildet wird. Eine Spule 63 umschließt einen Teil des Entladungsrohres 61. Mittels dieser Spule 63 kann eine Versorgungsleistung induktiv in das Entladungsrohr 61 eingekoppelt werden.
Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel 10 aus 1, als auch bei dem Ausführungsbeispiel 60 aus 6 bedeckt der externe elektrische Leiter, das heißt die flächigen Elektroden 13 beziehungsweise die Spule 63, nur jeweils einen relativ kleinen Teil des Entladungsrohres, jeweils 4%.
7 zeigt einen Satz aus einer erfindungsgemäßen Kompaktleuchtstofflampe, wie sie in 1 oder 6 gezeigt ist, und einem passenden elektronischen Vorschaltgerät. Der Satz ist dabei so ausgelegt, dass ein ausreichender Entladungsstrom in dem Entladungsrohr 71 fließt, so dass die Kompaktleuchtstofflampe 70 als Allgemeinbeleuchtungsmittel eingesetzt werden kann. Konkret nimmt die Kompaktleuchtstofflampe 70 hier 25 Watt Leistung auf, wenn das elektronische Vorschaltgerät eine Versorgungsleistung mit 9 MHz einkoppelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Satz aus Kompaktleuchtstofflampe und elektronischem Vorschaltgerät als ein einziges integriertes Produkt verkauft.
Die Kompaktleuchtstofflampe 70 ist dabei so in das elektronische Vorschaltgerät eingesetzt, dass der externe elektrische Leiter, also die Elektroden oder die Spule, durch das Gehäuse 72 des elektronischen Vorschaltgerätes verdeckt ist.
8 zeigt eine Kompaktleuchtstofflampe 80 und einen Lampenaufnahmevorrichtung 81, welche die Kompaktleuchtstofflampe 80 aufnehmen kann und diese mit dem elektronischen Vorschaltgerät, beziehungsweise dessen Gehäuse, verbindet. Dazu ist die Lampenaufnahmevorrichtung 81 Bestandteil des Gehäuses für das elektronische Vorschaltgerät (siehe 72 in 7). Die Kompaktleuchtstofflampe 80 entspricht dem Ausführungsbeispiel aus 1. Zur Produktion eines aus einer Kompaktleuchtstofflampe 80 und einem passenden elektronischen Vorschaltgerät integrier ten Satzes wird die Kompaktleuchtstofflampe 80 in die Lampenaufnahmevorrichtung mittels einer Dreh-/Steckbewegung eingebracht. Es wird um etwa 30% gedreht. Die in 8 eingezeichnete Schraubenlinie 85 stellt schematisch die entsprechende Bewegung dar. In ihrer Form an die Entladungsrohrenden 83 angepasste Buchsen 82 der Lampenaufnahmevorrichtung 81 stellen dabei die entsprechenden aufnehmenden Gegenstücke zu den mit Elektroden überzogenen Enden 83 des Entladungsrohres 84. In den Buchsen 82 befindliche Gleitkontakte verbinden das elektronische Vorschaltgerät und die Kompaktleuchtstofflampe 80.

Claims

Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 84), dadurch gekennzeichnet, dass die Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) einen vollständig außerhalb des und an dem Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 84), liegenden externen elektrischen Leiter (13, 23, 33, 43, 53, 63, 83) zum elektromagnetischen Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 84) aufweist.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 70, 80) nach Anspruch 1, bei der als externer elektrischer Leiter (13, 23, 33, 43, 53, 83) zumindest zwei externe Elektroden (13, 23, 33, 43, 53, 83) zum kapazitiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 51, 71, 84) vorgesehen sind.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 70, 80) nach Anspruch 2, bei der sich die externen Elektroden an Enden (22, 32, 44, 52, 83) des rohrförmigen Entladungsgefäßes (11, 21, 31, 41, 51, 71, 84), befinden und die Enden (22, 32, 44, 52, 83) glatt sind.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 70, 80) nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Wandstärke (42) des Entladungsgefäßes (11, 21, 31, 41, 51, 71, 84) im Bereich (44) der externen Elektroden (13, 23, 33, 43, 53, 83) dünner ist als über einem Großteil der Länge des rohrförmigen Entladungsgefäßes (11, 21, 31, 41, 51, 71, 84).
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 70, 80) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der Bereich an den externen Elektroden (13, 23, 33, 43, 53, 83) des Entladungsgefäßes (11, 21, 31, 41, 51, 71, 84) aus einem Glas mit einer relativen dielektrischen Konstante größer als 6 besteht.
Kompaktleuchtstofflampe (60) nach Anspruch 1, bei der der externe elektrische Leiter (63) ausgelegt ist zum induktiven Einkoppeln einer Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß (61), wobei dieser als eine das rohrförmige Entladungsgefäß (61) umschließende Spule (63) ausgebildet ist.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der eine durch den externen elektrischen Leiter (13, 23, 33, 43, 53, 63, 83) bedeckte Fläche, im Vergleich zur Gesamtfläche des Entladungsgefäßes (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 84), klein ist.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das rohrförmige Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 61, 71, 84), zumindest teilweise helixförmig um einen axialen Freiraum gewunden ist und welche ein an dem Entladungsgefäß ansetzendes Rohrstück (14) aufweist, welches sich innerhalb der Helixform erstreckt.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) nach Anspruch 8, bei der das Rohrstück (14) als Pumprohr verwendet worden ist.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) nach Anspruch 8 oder 9, bei der das Rohrstück (14) eine Hg-Quelle (17) enthält.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei der das rohrförmige Entladungsgefäß (11, 71, 84) eine Doppelhelixform bildet.
Kompaktleuchtstofflampe (10, 70, 80), nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der das helixförmige Entladungsrohr (11, 71, 84) der Helixform entsprechend schräg endet.
Satz aus einer Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80), nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und einem elektronischen Vorschaltgerät zu deren Betrieb.
Satz nach Anspruch 13, welcher so ausgelegt ist, dass der externe elektrische Leiter (13, 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83) der Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80), durch ein Gehäuse (72) des elektronischen Vorschaltgerätes verdeckt ist.
Satz nach Anspruch 13 oder 14, in Verbindung mit Anspruch 2, bei dem das elektronische Vorschaltgerät dazu ausgelegt ist, über die zwei Elektroden (13, 23, 33, 43, 53, 83) kapazitiv eine Versorgungs leistung mit Frequenzen größer als 1 Megahertz in das Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 51, 71, 84) einzukoppeln.
Verfahren zum Betrieb einer Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) an einem elektronischen Vorschaltgerät, wobei die Kompaktleuchtstofflampe (10, 50, 60, 70, 80) ein rohrförmiges Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 84) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass über einen vollständig außerhalb des und an dem Entladungsgefäß liegenden externen elektrischen Leiter (13, 23, 33, 43, 53, 63, 83) elektromagnetisch eine Versorgungsleistung in das Entladungsgefäß (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 84) eingekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 16 unter Verwendung einer Kompaktleuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder eines Satzes nach einem der Ansprüche 13 bis 15.
Verfahren zur Herstellung eines Satzes nach einem der Ansprüche 13 bis 15 in Verbindung mit Anspruch 12 mit dem Schritt: Verbinden des elektronischen Vorschaltgerätes mit der Kompaktleuchtstofflampe (10, 80) durch eine Dreh-/Steckbewegung (85) der Kompaktleuchtstofflampe (10, 80) in eine Lampenaufnahmevorrichtung (81).