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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Gasentladungslampe.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es sind allgemein Gasentladungslampen, wie bspw. Leuchtstoffröhren, bekannt. Gasentladungslampen enthalten typischerweise ein Gas, das durch Anlegen einer entsprechenden Brennspannung aufgrund einer Gasentladung Licht erzeugt. Das erzeugte Licht kann dabei Wellenlängen im sichtbaren oder nicht sichtbaren Spektrum haben. So erzeugen bspw. Quecksilberdampflampen Licht im UV-Spektrum, weswegen solche Lampen typischerweise mit einem Material beschichtet sind, das die UV-Lichtstrahlung aufnimmt und im sichtbaren Wellenlängenspektrum wieder abgibt (bspw. durch Fluoreszenz). Durch geeignete Wahl der Beschichtung kann das von der Lampe abgestrahlte Wellenspektrum entsprechend beeinflusst werden.
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Gasentladungslampen sind typischerweise rohrförmig ausgebildet. Es ist aus den Veröffentlichungen
WO 2005/031796 A1 und
WO 99/18597 A1 bekannt, um die Lichtausbeute, insbesondere in kalten Umgebungen zu verbessern, um rohrförmige Fluoreszenzlampen herum ein Außenrohr zur Wärmeisolation bzw. als Diffusor vorzusehen.
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Außerdem sind Gasentladungslampen mit einem Innen- und einem Außenzylinder, wobei eine Gasentladung zwischen Innen- und Außenzylinder stattfindet, allgemein aus den Dokumenten
DE 30 27 535 C2 ,
DE 29 04 864 C2 ,
DE 853 615 B ,
AT 394 469 B ,
US 4,095,135 A und
US 2004/0195955 A1 bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Gasentladungslampe zur Verfügung zu stellen.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Gasentladungslampe nach Anspruch 1 bereit.
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Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die folgende Beschreibung bezieht sich beispielhaft auf die beigefügte Zeichnung, in der:
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1 ein Beispiel einer Gasentladungslampe in Doppelrohrbauweise in einer Draufsicht veranschaulicht, die nicht unter den Schutzbereich des Patentanspruches 1 fällt;
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2 die Gasentladungslampe der 1 in einer Vorderansicht veranschaulicht;
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3 einen Innenkolben der Gasentladungslampe von 1 und 2 veranschaulicht;
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4 die Gasentladungslampe der 1 und 2 in einer dreidimensionalen Ansicht veranschaulicht;
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5 eine Schnittansicht der Gasentladungslampe der 1 entlang der Linie A-A in 1 veranschaulicht;
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6 den Kreisausschnitt B von 3 detaillierter darstellt;
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7 eine Schnittansicht der Gasentladungslampe entlang der Linie C-C, wie in 6 dargestellt, veranschaulicht;
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8 eine Ausführungsform einer Gasentladungslampe in Doppelrohrbauweise in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht veranschaulicht;
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9 die Gasentladungslampe der 7 in einer Vorderansicht veranschaulicht;
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10 einen Innenkolben der Gasentladungslampe von 7 und 8 veranschaulicht;
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11 die Gasentladungslampe der 8 bis 10 in einer dreidimensionalen Ansicht veranschaulicht;
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12 eine Schnittansicht der Gasentladungslampe entlang der Linie A-A in 8 veranschaulicht;
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13 den Kreisausschnitt B von 10 detaillierter darstellt; und
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14 eine Schnittansicht der Gasentladungslampe entlang der Linie C-C, wie in 13 dargestellt, veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In den 1 bis 7 ist ein Beispiel einer Gasentladungslampe 1, die nicht unter den Schutzbereich des Patentanspruches 1 fällt, zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gezeigt und in den 8 bis 14 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Vor einer detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu den Ausführungsformen.
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Wie eingangs erwähnt, sind allgemein Gasentladungslampen, wie bspw. Leuchtstoffröhren oder Leuchtstofflampen, bekannt. In den Ausführungsformen enthalten Gasentladungslampen ein Gas, das durch Anlegen einer entsprechenden Brennspannung aufgrund einer Gasentladung Licht erzeugt. Das erzeugte Licht kann dabei Wellenlängen im sichtbaren oder nicht sichtbaren Spektrum haben. So erzeugen bspw. Quecksilberdampflampen Licht im UV-Spektrum, weswegen solche Lampen typischerweise mit einem Material beschichtet sind, das die UV-Lichtstrahlung aufnimmt und im sichtbaren Wellenlängenspektrum wieder abgibt (bspw. durch Fluoreszenz). Durch geeignete Wahl der Beschichtung kann das von der Lampe abgestrahlte Wellenspektrum entsprechend beeinflusst werden. Dies ist dem Fachmann wohlbekannt.
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Wie ebenfalls oben erwähnt sind Gasentladungslampen typischerweise rohrförmig ausgebildet. Es ist aus den Veröffentlichungen
WO 2005/031796 A1 und
WO 99/18597 A1 bekannt, zur Verbesserung der Lichtausbeute, insbesondere in kalten Umgebungen, rohrförmige Fluoreszenzlampen mit einem durchsichtigen Außenmantel zur Wärmeisolation bzw. als Diffusor um diese herum zu versehen.
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Die Lichtausbeute einer Gasentladungslampe kann weiter verbessert werden und die Gasmenge zur Lichterzeugung kann reduziert werden, wenn man das Gasentladungsvolumen in der Gasentladungslampe verringert, indem man im Inneren des Außenrohrs der Gasentladungslampe einen Innenzylinder vorsieht, sodass die Lichterzeugung (Gasentladung) hauptsächlich in einem Bereich oder Volumen zwischen einem Außenrohr und dem Innenzylinder stattfindet.
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Dementsprechend betreffen manche Ausführungsformen eine Gasentladungslampe, die ein Außenrohr und einen Innenzylinder umfasst. Der Innenzylinder ist innerhalb des Außenrohrs angeordnet. Zwischen dem Außenrohr und dem Innenzylinder ist dadurch ein Gasentladungsraum festgelegt.
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Das Außenrohr und/oder der Innenzylinder sind bspw. länglich ausgestaltet, wobei der Durchmesser des Innenzylinders kleiner ist als der Durchmesser des Außenrohrs, damit der Innenzylinder innerhalb des Außenrohrs angeordnet werden kann.
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Während das Außenrohr hohlförmig ausgestaltet ist, ist dies bei dem Innenzylinder nicht bei allen Ausführungsformen der Fall. Der Innenzylinder ist bei manchen Ausführungsformen rohrförmig und damit hohl ausgestaltet, während er bei anderen Ausführungsformen als Vollzylinder ausgestaltet ist. Bei manchen Ausführungsformen ist der Innenzylinder hohl im Inneren aber an den jeweiligen Enden gasdicht verschlossen.
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Bei den Ausführungsformen findet die Gasentladung nicht innerhalb des Innenzylinders statt, sondern nur außerhalb des Innenzylinders. Bei Ausführungsformen, bei denen der Innenzylinder im Inneren hohl ist, ist folglich die Gasentladungslampe derart ausgestaltet, dass das Gas für die Gasentladung nicht in das Innere des Innenzylinders gelangt.
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Bei manchen Ausführungsformen sind das Außenrohr und der Innenzylinder so ausgestaltet, dass sie dieselbe Grundform haben und weisen bspw. einen kreisförmigen Querschnitt auf. Natürlich können auch andere Querschnitte vorhanden sein, wie bspw. ein ovaler, dreieckiger, rechteckiger oder ein anderer auf einem beliebigen Vieleck beruhender Querschnitt. Auch Mischformen sind realisiert, sodass bei manchen Ausführungsformen das Außenrohr einen kreisförmigen Querschnitt hat und der Innenzylinder bspw. einen ovalen oder einen eckigen.
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Das Außenrohr und/oder der Innenzylinder sind bei manchen Ausführungsformen aus Glas oder Quarzglas hergestellt, ohne darauf beschränkt zu sein. Bei Hochdrucklampen kann das Außenrohr auch aus Aluminiumoxid-Keramik hergestellt sein oder aus einem anderen Material, das für Hochdrucklampen geeignet ist. Das Außenrohr kann auch aus einem anderen Material hergestellt sein, das für sichtbares Licht zumindest teilweise durchlässig ist.
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Der Innenzylinder kann sogar grundsätzlich aus einem beliebigen Material hergestellt sein und er muss nicht lichtdurchlässig sein. Bei manchen Ausführungsformen ist er aus Glas oder Quarzglas hergestellt, kann aber auch aus Keramik oder einem anderen Material hergestellt sein, das den Druck- und Temperaturverhältnissen in dem Außenrohr während der Gasentladung und dem Zündvorgang zur Gasentladung standhält bzw. das ausreichend elektrisch isolierend ist und so keinen negativen Einfluss auf die Gasentladung hat.
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Die Gasentladungslampe enthält ein Gas, das bei Anlegen eines elektrischen Stromes auf Grundlage einer Gasentladung Licht erzeugt. Dieses Gas ist in den Gasentladungsraum eingefüllt, sodass die Gasentladung im Wesentlichen in dem Gasentladungsraum stattfindet und nicht bspw. in einem Innenraum des Innenzylinders. Als Gas werden in den Ausführungsformen alle Gase vorgesehen, die dem Fachmann für Gasentladungslampen bekannt sind, wie bspw. Quecksilbergas oder andere Metalldämpfe oder ein Edelgas wie Neon, Krypton, Xenon, oder Halogene oder Mischungen aus Metalldämpfen und Halogenen, etc.
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Wie oben angedeutet, ist bei manchen Ausführungsformen die Innenseite des Außenrohrs bspw. mit einem Filter, Leuchtstoff oder fluoreszierenden Material beschichtet, um das von der Gasentladungslampe abgegebene Lichtwellenspektrum zu beeinflussen. Solche Beschichtungen sind ebenfalls grundsätzlich dem Fachmann bekannt und können bspw. Halophosphat oder Tri-Phosphor oder eine andere mineralische Beschichtung aufweisen.
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Bei manchen Ausführungsformen ist der Innenzylinder an seiner Außenseite lichtreflektierend ausgestaltet, wozu bei manchen Ausführungsformen die Außenseite mit einer lichtreflektierenden Beschichtung versehen ist, während bei anderen Ausführungsformen bspw. das Material des Innenzylinders selbst reflektierend ist. Bei einem hohlen Innenzylinder, der aus einem transparenten Material hergestellt ist, kann auch die Innenseite des hohlen Innenzylinders lichtreflektierend ausgestaltet sein. Bei manchen Ausführungsformen ist auch eine Mischform realisiert und der Innenzylinder ist bspw. teilweise an der Außenseite und/oder teilweise an der Innenseite lichtreflektierend ausgestaltet. Durch die lichtreflektierende Eigenschaft des Innenzylinders kann die Lichtausbeute der Gasentladungslampe bei manchen Ausführungsformen verbessert werden. Bei manchen Ausführungsformen ist die Außenseite des Innenzylinders nur teilweise reflektierend ausgestaltet bzw. der Innenzylinder ist nur in vorgegebenen Abschnitten lichtreflektierend ausgestaltet, sodass der Innenzylinder Licht stärker in eine Richtung reflektiert als in eine andere Richtung bzw. dass der Innenzylinder an manchen Abschnitten kein Licht reflektiert. Dadurch ist es bei manchen Ausführungsformen möglich, dass die Gasentladungslampe in eine Vorzugsrichtung Licht abstrahlt.
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Bei manchen Ausführungsformen weist der Innenzylinder eine Facettenstruktur auf, die bspw. auf der Außenseite des Innenzylinders vorgesehen ist oder innerhalb der Außenfläche des Innenzylinders integral ausgestaltet ist. Bei manchen Ausführungsformen ist die Facettenstruktur auch auf der Innenseite eines Hohl-Innenzylinders angebracht. Auch hier ist bei manchen Ausführungsformen eine Mischform realisiert und die Facettenstruktur ist teilweise an der Außen- und/oder Innenseite angebracht.
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Die Facettenstruktur weist bspw. plane, konvexe und/oder konkave Abschnitte auf. Diese Abschnitte können bspw. integral in der Außenfläche des Innenzylinders ausgebildet sein oder auf der Außenseite des Innenzylinders vorgesehen sein (oder auch auf der Innenfläche des Innenzylinders oder auf der Außen- und der Innenfläche). Die Facettenstruktur bzw. die Abschnitte sind bei manchen Ausführungsformen wenigstens teilweise lichtreflektierend ausgestaltet. Je nach Ausgestaltung der Facettenstruktur kann bei manchen Ausführungsformen eine möglichst gleichmäßige Lichtabstrahlung der Gasentladungslampe erzielt werden, während bei anderen Ausführungsformen bspw. eine gerichtete Lichtabstrahlung erzielt wird. Auch Mischformen sind realisiert. Bei manchen Ausführungsformen ist bspw. eine Hälfte der Außenseite (oder der Innenseite), z.B. eine obere Hälfte, so facettiert, dass Licht über einen möglichst großen Winkelbereich gleichmäßig reflektiert wird, während bspw. eine untere Hälfte so facettiert ist, dass das erzeugte Licht nur in einem kleinen Winkelbereich abgestrahlt wird. Dadurch ist es bspw. möglich, wenn die Gasentladungslampe mit der oberen Hälfte in der Nähe einer reflektierenden Fläche angeordnet ist, wie bspw. einer Decke eines Raumes oder einer Fläche eines Reflektors, dass durch die im breiten Winkelbereich erfolgende Lichtabstrahlung nach oben eine möglichst gleichmäßige indirekte Beleuchtung durch die Reflektion an der angestrahlten Fläche erzeugt wird. Die schmalwinkelige Abstrahlung an der unteren Hälfte der Außenseite des Innenzylinders hingegen ermöglicht eine gerichtete Lichtabstrahlung, sodass bspw. ein Arbeitsplatz, der unter der Gasentladungslampe angeordnet ist, zielgerichtet ausgeleuchtet wird.
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Bei manchen Ausführungsformen ist wenigstens ein Abstandshalter zwischen dem Außenrohr und dem Innenzylinder vorgesehen. Dadurch ist es möglich, den Innenzylinder mittig und zentriert innerhalb des Außenrohrs anzubringen, sodass sich der Gasentladungsraum gleichmäßig zwischen dem Außenrohr und dem Innenzylinder erstreckt und dass das Außenrohr und der Innenzylinder gleich beabstandet voneinander sind. Bei manchen Ausführungsformen ist das Außenrohr auch über den Abstandshalter mit dem Innenzylinder fest verbunden.
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Bei manchen Ausführungsformen umfasst die Gasentladungslampe wenigstens einen Lampensockel, wobei der Lampensockel eine Wendel aufweist. Die Wendel dient bei manchen Ausführungsformen dazu, die Gasentladung zu zünden, indem eine entsprechende Zündspannung angelegt wird und dann die Gasentladung durch Anlegen einer Brennspannung aufrechtzuerhalten.
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Bei manchen Ausführungsformen weist der Lampensockel einen Verbindungsbereich auf, der mit dem Innenzylinder gekoppelt, fest verbunden oder verschweißt ist, um bspw. den Innenzylinder festzuhalten. Bei manchen Ausführungsformen ist auf jeder Seite bzw. an jedem Ende des Außenrohrs ein Lampensockel angeordnet und das Außenrohr ist wiederum mit dem Lampensockel verbunden. Dadurch werden die Lampensockel über das Außenrohr miteinander verbunden und gehalten und der jeweilige Verbindungsbereich hält jeweils eine Seite des Innenzylinders. Dadurch wird der Innenzylinder innerhalb des Außenrohrs durch die Lampensockel über den jeweiligen Verbindungsbereich des Lampensockels gehalten. Der Verbindungsbereich kann sich von einem Ende des Innenzylinders zu einem Ende des Außenrohrs erstrecken. Der Verbindungsbereich verbindet dabei den Lampensockel mit dem Innenzylinder und hält diesen, wie ausgeführt, bspw. mittig zentriert im Außenrohr fest. Ferner kann sich das Außenrohr über den Verbindungsbereich erstrecken, sodass sich der Verbindungsbereich innerhalb des Außenrohrs befindet.
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Bei manchen Ausführungsformen ist der Innenzylinder, wie oben angedeutet, rohrförmig ausgestaltet und weist einen Innenraum auf. Der Lampensockel weist bei manchen Ausführungsformen eine Öffnung auf, die kommunizierend mit dem Innenraum des rohrförmigen Innenzylinders ausgestaltet ist. Bei manchen Ausführungsformen ist der Lampensockel dementsprechend als Hohlsockel ausgebildet, der im Inneren einen Hohlraum aufweist, der sich von einem Ende des Hohlraumsockels zum anderen erstreckt. Der Innenraum des rohrförmigen Innenzylinders ist allerdings nicht kommunizierend mit dem Gasentladungsraum verbunden, da ansonsten das Gas durch den Innenraum des Innenzylinders aus der Gasentladungslampe entweichen würde.
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Bei manchen Ausführungsformen, wie oben ausgeführt, ist der Innenzylinder rohrförmig ausgestaltet und gasdicht verschlossen. Der Innenzylinder ist dabei bei manchen Ausführungsformen als gasdicht verschlossener Innenkolben ausgestaltet.
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Bei manchen Ausführungsformen ist der Innenzylinder rohrförmig ausgestaltet und der Innenraum des Innenzylinders ist mit Luft gefüllt. Wie ausgeführt, ist bei manchen Ausführungsformen der rohförmige Innenzylinder verschlossen und die Luft ist in dem Innenraum des Innenzylinders eingeschlossen, während bei anderen bspw. der Innenraum kommunizierend mit dem Lampensockel verbunden ist und somit die Luft von der äußeren Umgebung in den Innenraum des Innenzylinders gelangt.
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Zurückkommend zu den 1 bis 7, veranschaulichen diese ein Beispiel einer Gasentladungslampe, die nicht unter den Schutzbereich des Patentanspruches 1 fällt und die hier als Leuchtstofflampe 1 ausgebildet ist und bei der ein Außenrohr 2 und ein Innenkolben 7 durch zwei Abstandshalter 10 und 11 am jeweiligen Ende des Innenkolbens 7 voneinander beabstandet angeordnet sind. Auch wenn sich im Folgenden die Beschreibung auf eine Leuchtstofflampe bezieht, so ist die vorliegende Erfindung nicht auf Leuchtstofflampen beschränkt.
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Die Leuchtstofflampe 1 ist rohrförmig ausgebildet und ihre Längsausdehnung ist um ein Vielfaches größer als ihr Durchmesser.
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Die Leuchtstofflampe 1 hat, wie erwähnt, ein Außenrohr 2 und einen Innenkolben 7, wobei der Innenkolben 7 einen kleineren Durchmesser hat als das Außenrohr 2. Der Innenkolben 7 ist im Innenraum des Außenrohrs 2 so angeordnet, dass zwischen der Innenseite 22 des Außenrohrs und dem Innenkolben 7 ein Gasentladungsraum 15 entsteht. Der Gasentladungsraum 15 ist mit Quecksilberdampf gefüllt und bei Anlegen einer entsprechenden elektrischen Spannung an die Anschlussstifte 5a, 5b und 6a, 6b wird eine Gasentladung im Gasentladungsraum 15 erzeugt. Der Gasentladungsraum 15 erstreckt sich ringförmig um den Innenkolben 7 herum und in Längsrichtung entlang des Innenkolbens 7.
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Der Innenkolben 7 ist am linken und rechten Ende jeweils mit einem kugelförmigen Verschluss 8 (linke Seite) bzw. 9 (rechte Seite) versehen. Dadurch ist der Innenkolben 7 gasdicht verschlossen und die in ihm vorhandene Luft im Innenraum 21 kann nicht entweichen. Der Innenkolben 7 ist wie das Außenrohr 2 aus Glas hergestellt. Die beiden kugelförmigen Verschlüsse 8 bzw. 9 aus Glas sind mit dem länglichen Abschnitt des Innenkolbens 7 verschmolzen. Bei anderen Beispielen ist bspw. das Innere 21 des Innenkolbens 7 leergepumpt, sodass nach dem Verschmelzen mit den kugelförmigen Verschlüssen 8 und 9 der Innenkolben 7 vakuumdicht verschlossen ist.
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Auf seiner Außenseite ist der Innenkolben 7 mit einer Facettenstruktur versehen, die mehrere in Längsrichtung verlaufende und konkav ausgebildete Facetten 14 aufweist, die gleichmäßig über den Außenumfang des Innenkolbens 7 verteilt sind. Die konkave Form der Facetten 14 ist in dem Glasmaterial des Innenkolbens 7 ausgebildet. Damit die Facetten 14 Licht, das bei der Gasentladung in der Leuchtstofflampe 1 bzw. dem Gasentladungsraum 15 entsteht, reflektieren können, ist die Außenseite des Innenkolbens 7 mit Aluminium beschichtet. Bei anderen Beispielen ist die Außenseite und/oder die Innenseite des Innenkolbens 7 metallisch verspiegelt.
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Zwischen jeweils dem Ende der einzelnen Facetten 14 und dem Beginn der kugelförmigen Verschlüsse 8, 9 ist auf jeder Seite des Innenkolbens 7 jeweils ein Abstandsring 10 (linke Seite) und 11 (rechte Seite) angeordnet. Jeder Abstandsring 10, 11 ist kreisförmig ausgebildet und hat drei Vorsprünge 12, 13 auf seiner Außenfläche. Der linke Abstandsring 10 hat drei Vorsprünge 12 und der rechte Abstandsring 11 hat drei Vorsprünge 13, die sich jeweils senkrecht nach außen von dem Abstandsring 10, 11 erstrecken und um den Außenumfang des jeweiligen Abstandsrings 10 bzw. 11 gleichverteilt mit jeweils einem Winkel von 120° angeordnet sind. Die Vorsprünge 12 des linken Abstandsrings 10 haben dieselbe Höhe wie die Vorsprünge 13 des rechten Abstandsrings 11, sodass das Außenrohr 2 gleichmäßig beabstandet zum Innenkolben 7 und an den linken 12 und rechten Vorsprüngen 13 anliegend angeordnet ist und damit auch den Gasentladungsraum 15 entsprechend definieren. Der Innenkolben 7 ist folglich mittig zentriert im Inneren des Außenrohrs 2 angeordnet bzw. fixiert, indem die beiden Abstandsringe 10 und 11 jeweils mit der Außenseite des Innenkolbens 7 und über die Vorsprünge 12 und 13 mit der Innenseite des Außenrohrs 2 verklebt oder verschmolzen sind.
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An jeweils einem Ende hat die Leuchtstofflampe 1 einen Lampensockel, nämlich einen linken Lampensockel 3 und einen rechten Lampensockel 4, der jeweils kreiszylinderförmig ausgestaltet ist und an einer Stirnseite, die vom Außenrohr abgewandt ist, mit einer Stirnfläche geschlossen ist. Der linke 3 bzw. rechte 4 Lampensockel ist mit dem Außenrohr 2 auf der linken bzw. rechten Seite verschmolzen, um das Außenrohr 2 gasdicht zu verschließen, sodass der Quecksilberdampf nicht aus dem Innenraum bzw. dem Gasentladungsraum 15 der Leuchtstofflampe entweichen kann. Die Verschmelzung zwischen dem jeweiligen Ende des Außenrohrs 2 und dem jeweiligen zugehören Lampensockel 3 bzw. 4 findet an einer inneren Randfläche des Lampensockels 3 bzw. 4 und der jeweiligen Innenfläche im Randbereich des Außenrohrs 2 statt, wie weiter unten noch im Zusammenhang mit 7 erläutert wird.
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Der linke Lampensockel 3 hat an der Außenseite eine linke Anschlusskappe 19 und der rechte Lampensockel 4 hat an der Außenseite eine rechte Anschlusskappe 20 für den elektrischen Anschluss der Leuchtstofflampe 1. Die Anschlusskappen 19 und 20 sind mit einem jeweiligen Glaskörper des Lampensockels 3 bzw. 4 verklebt. Die linke Anschlusskappe 19 weist zwei beabstandete Anschlussstifte 5a und 5b auf und die rechte Anschlusskappe 20 weist ebenfalls zwei beabstandete Anschlussstifte 6a und 6b auf. Die Abstände und Durchmesser der Anschlussstifte 5a, 5b und 6a, 6b sind typischerweise normiert ausgebildet, damit sie in normierte Anschlusssockel eingreifen können und zuverlässig einen elektrischen Kontakt herstellen können. Gleichfalls entsprechen bei manchen Ausführungsformen auch die Außenmaße der Leuchtstofflampe einer zugehörigen Norm.
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Die Anschlussstifte 5a, 5b des linken Lampensockels 3 sind mit einer Wendel 17a elektrisch leitend verbunden und die Anschlussstifte 6a, 6b des rechten Lampensockels 4 sind mit einer Wendel 17b elektrisch leitend verbunden. Dazu weist der Lampensockel elektrische leitende Anschlussdrähte auf, wie es in den 6 und 7 für den rechten Lampensockel 4 im Detail dargestellt ist und anhand dessen der Lampensockel weiter beispielhaft erklärt wird. Die folgende Beschreibung gilt natürlich auch für den linken Lampensockel 3.
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Wie in 6 und 7 gezeigt ist, läuft ein erster Anschlussdraht 18a (oben in 6) zu einem oberen Ende der Wendel 17b und ein zweiter Anschlussdraht 18b (siehe auch 7) zu einem unteren Ende der Wendel 17b, sodass beide Enden der Wendel 17b elektrischen kontaktiert sind. Die Anschlussdrähte 18a und 18b sind in einem Glassockelbereich 24 des Lampensockels 4, der aus Glas hergestellt ist, eingeschmolzen und erstrecken sich durch den Lampensockel 4 hindurch nach außen. Jeweils ein Anschlussdraht 18a bzw. 18b erstreckt sich in jeweils einen Anschlussstift 6a bzw. 6b der Anschlusskappe 20. Durch Zusammenquetschen der beiden Anschlussstifte 6a und 6b der Anschlusskappe 20 des Lampensockels 4 wird der jeweils im Anschlussstift verlaufende Anschlussdraht zuverlässig elektrisch kontaktiert.
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Der Glassockelbereich 24 (siehe insbesondere 7) hat eine konische Form, wobei er sich in Richtung des Innenkolbens 7 verjüngt und in Richtung der Anschlusskappe 20 aufweitet. Am Ende des Außenrohrs 2 ist der Glassockelbereich 24 des Lampensockels 4 tellerförmig ausgestaltet und an dem „Tellerrand“ ist der Glassockelbereich 24 mit der Innenfläche am Ende des Außenrohrs 2 verschmolzen, sodass das Außenrohr 2 gasdicht verschlossen ist. Der Durchmesser des Tellerrandes des Glassockelbereiches 24 des Lampensockels 4 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Außenrohrs 2 an der Stelle wo der Tellerrand des Lampensockels 4 sitzt.
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Am konischen Ende des Glassockelbereiches 24 des Lampensockels 4 ist, wie auch schon ausgeführt, die Wendel 17b an den in Richtung des Innenkolbens 7 am konischen Ende herausragenden Anschlussdrähten 18a und 18b angeordnet. Die Wendel 17b ist in dem Raum zwischen dem Verschluss 9 des Innenkolbens 7 und dem konischen Ende des Glassockelbereiches 24 des Lampensockels 4 angeordnet, wo auch das Gas für die Gasentladung eingefüllt ist. Dementsprechend werden bei Betreiben der Wendel 17b Elektronen in diesen Raum emittiert und die Gasentladung wird entsprechend ausgelöst bzw. aufrechterhalten.
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Der rechte 3 und linke Lampensockel 4 werden mit dem Außenrohr 2, wie oben ausgeführt, verschmolzen, um dieses gasdicht zu verschließen. Das Gas für die Gasentladung, hier Quecksilberdampf, wird über ein Pumploch 26 im Glassockelbereich 24 des Lampensockels 4 und eine weitere Öffnung 25 an seinem konischen Ende in den Innenraum bzw. Gasentladungsraum 15 des Außenrohrs 2 eingefüllt, wobei nach der Gasfüllung das Pumploch 26 verschlossen wird und damit der Innenraum des Außenrohrs 2 (im Wesentlichen) gasdicht verschlossen ist. Die Anschlusskappe 20 wird von Außen auf das Ende des Außenrohrs 2, in dem auch der Glassockelbereich 24 des Lampensockels 4 angeschweißt ist, aufgesteckt und verklebt. Dabei entsteht zwischen dem Tellerabschnitt des Lampensockels 4 und der Innenseite der Anschlusskappe 20 ein Zwischenraum 27 zu dessen Belüftung die Anschlusskappe 20 eine mittig angeordnete Öffnung 16 aufweist. Die Anschlussdrähte erstrecken sich, wie auch in 7 gezeigt ist, teilweise durch diesen Zwischenraum 27 in die entsprechenden Anschlussstifte 6a und 6b. Wie erwähnt, gelten die Ausführungen zum rechten Lampensockel 4 auch für den funktional identischen linken Lampensockel 3.
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Der Quecksilberdampf befindet sich im Wesentlichen im Innenraum des Außenrohrs 2 bis auf das Volumen, welches durch den verschlossenen Innenkolben 7 als Totvolumen verdrängt ist. Damit ist der Quecksilberdampf im ringförmigen Gasentladungsraum 15 zwischen dem Außenrohr 2 und dem Innenkolben 7 vorhanden, sowie jeweils im Bereich zwischen dem Ende des rechten und linken Lampensockels 3 bzw. 4, wo auch jeweils die Wendel 17a bzw. 17b zum Zünden und Aufrechterhaltung der Gasentladung angeordnet ist.
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Da Quecksilberdampf in der Gasentladung vornehmlich UV-Licht erzeugt, ist die Innenseite 22 des Außenrohrs 2 mit einer Beschichtung 23 versehen, die einen Leuchtstoff enthält, der UV-Licht aufnimmt und Licht im sichtbaren Wellenspektrum abgibt.
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Die Gasentladung beruht im Wesentlichen auf Stoßionisation durch Elektronen, die von der jeweiligen Wendel 17a bzw. 17b emittiert werden. Die Elektronen haben ausreichend Energie, um Hüllenelektronen der Quecksilberatome anzuregen und dadurch Photonenmissionen zu bewirken.
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Die emittierten Photonen werden von den Facetten 14 auf der Außenseite des Innenkolbens 7 reflektiert, wobei die konkave Ausgestaltung der in Längsrichtung der Leuchtstofflampe 1 verlaufenden Facetten 14 die Photonen gleichverteilt reflektiert und damit eine gleichmäßige Abstrahlung der Leuchtstofflampe 1 bewerkstelligt.
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Die Anordnung des Innenkolbens 7 im Inneren des Außenrohrs 2 verringert das Gasvolumengegenüber herkömmlichen Leuchtstofflampen bei denen kein Innenkolben im Inneren vorhanden ist.
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Dadurch ist eine geringere Menge an Gas für die Gasentladung notwendig, bei gleichem äußerer Durchmesser der Leuchtstofflampe. Wie erwähnt, sind die Außenmaße, d.h. die Länge und der Durchmesser, bspw. von Leuchtstofflampen normiert, sodass bei Einhaltung solcher Normen trotzdem das für das Gasentladungsgas vorhandene Volumen reduziert werden kann. Durch die reflektierende und facettierte Oberfläche des Innenkolbens wird außerdem die Lichtabstrahlung der Leuchtstofflampe verbessert.
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Eine Ausführungsform einer Gasentladungslampe, nämlich einer Leuchtstofflampe 101 bei der jeweils ein linker Lampensockel 103 und ein rechter Lampensockel 104 ein Innenrohr 107 in einem Außenrohr 102 der Leichtstofflampe 101 halten, ist in den 8 bis 14 veranschaulicht.
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Grundsätzlich ist die Leuchtstofflampe 101 ähnlich zu der bereits weiter oben beschriebenen Leuchtstofflampe 1 aufgebaut, sodass die obigen Ausführungen zur Leuchtstofflampe 1, wie insbesondere in den 1 bis 7 veranschaulicht, grundsätzlich auch für die im Folgenden erörterte Ausführungsform entsprechend gelten.
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Die Leuchtstofflampe 101 hat ein Außenrohr 102 und ein Innenrohr 107, wobei das Innenrohr 107 einen kleineren Durchmesser hat als das Außenrohr 102 und das Innenrohr 107 im Innenraum des Außenrohrs 102 angeordnet ist, sodass zwischen der Innenseite 122 des Außenrohrs 102 und dem Innenrohr 107 ein Gasentladungsraum 115 entsteht. Der Gasentladungsraum 115 ist mit einem Neongas gefüllt und bei Anlegen einer entsprechenden elektrischen Spannung wird eine Gasentladung im Gasentladungsraum 115 erzeugt. Der Gasentladungsraum 115 erstreckt sich ringförmig um das Innenrohr 107 herum und in Längsrichtung entlang des Innenrohrs 107.
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Auf seiner Außenseite ist das Innenrohr 107 mit einer Facettenstruktur wie oben beschrieben versehen, die mehrere in Längsrichtung verlaufende und konkav ausgebildete Facetten 114 aufweist, die gleichmäßig über den Außenumfang des Innenrohrs 107 verteilt sind. Die konkave Form der Facetten 114 ist in dem Glasmaterial des Innenrohrs 107 ausgebildet. Damit die Facetten 114 Licht, das bei der Gasentladung in der Leuchtstofflampe 101 bzw. dem Gasentladungsraum 115 entsteht, reflektieren können, ist die Außenseite des Innenrohrs 107 mit Aluminium beschichtet. Bei anderen Ausführungsformen ist die Außenseite und/oder die Innenseite des Innenrohrs 107 auch metallisch verspiegelt.
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Im Gegensatz zum oben beschriebenen Beispiel der 1 bis 7 ist hier das Innenrohr 107 nicht durch Verschlüsse verschlossen, sondern die Leuchtstofflampe 101 hat jeweils an einem Ende einen linken Lampensockel 103 und einen rechten Lampensockel 104, der jeweils als Hohlsockel ausgebildet ist und über einen Verbindungsbereich 108 (linker Lampensockel 103) und 109 (rechter Lampensockel 104) mit dem Innenrohr 107 verschmolzen ist und dieses jeweils auf einer Seite so verschließt, dass der Innenraum 121 des Innenrohrs 107 vom Innenraum des Außenrohrs 102 getrennt ist. Der linke Verbindungsbereich 108 des linken Lampensockels 103 und der rechte Verbindungsbereich 109 des rechten Lampensockels 104 ist jeweils innen hohl mit einer Durchgangsöffnung 124 (siehe 14 für den rechten Lampensockel 104) ausgebildet, sodass eine kommunizierende Verbindung zum Innenraum 121 des Innenrohrs 107 besteht. Außerdem ist der Verbindungsbereich 108 bzw. 109 jeweils aus Glas hergestellt.
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Die folgenden Ausführungen zum rechten Lampensockel 104 gelten entsprechend für den funktional identischen linken Lampensockel 103.
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Der Verbindungsbereich 109 aus Glas des Lampensockels 104 erstreckt sich von dem Ende des Innenrohrs 107 hin bis nahe der Rückseite der Anschlusskappe 120 (siehe 14). Der Verbindungsbereich 109 hat einen trichterartig ausgebildeten Abschnitt der sich vom Innenrohr 107 in Richtung der Anschlusskappe 120 im Durchmesser verjüngt, hat dann einen geraden kreiszylinderförmigen oder tellerförmigen Abschnitt in dem die Durchgangsöffnung 124 ausgebildet ist, die mit dem zugehörigen Pumploch 116 in der Anschlusskappe 120 kommunizierend verbunden ist, und endet dann in einem tellerförmigen Abschnitt in dem der Verbindungsbereich 109 einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser des Außenrohrs 102 an dieser Stelle entspricht. An dieser Stelle ist der Verbindungsbereich 109 mit dem Außenrohr 102 verschmolzen, sodass das Neongas im Inneren des Außenrohrs 102 verbleibt. Auf der anderen Seite, dort wo der Verbindungsbereich 109 trichterförmig ausgestaltet ist, ist er mit dem Ende des Innenrohrs 107 verschmolzen, sodass auch an dieser Stelle das Innere des Außenrohrs 102 gasdicht verschlossen ist. Damit ist der Gasentladungsraum 115 gasdicht im Inneren des Außenrohrs 102 gebildet sodass das Neongas nicht aus dem Gasentladungsraum 115 entweichen kann.
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Der linke Lampensockel 103 hat an der Außenseite eine linke Anschlusskappe 119 und der rechte Lampensockel 104 hat an der Außenseite eine rechte Anschlusskappe 120 für den elektrischen Anschluss der Leuchtstofflampe 101, wobei die Anschlusskappe 119 bzw. 120 mit dem jeweiligen Ende des Außenrohrs 102 verklebt ist, wie auch schon oben im Zusammenhang mit den 1 bis 7 ausgeführt. Die linke Anschlusskappe 119 weist zwei beabstandete Anschlussstifte 105a und 105b auf und die rechte Anschlusskappe 120 weist zwei beabstandete Anschlussstifte 106a und 106b auf. Die Abstände und Durchmesser der Anschlussstifte 105a, 105b und 106a, 106b sind typischerweise wie ausgeführt normiert, damit sie in normierte Anschlusssockel eingreifen können und zuverlässig einen elektrischen Kontakt herstellen können.
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Die Anschlussstifte 106a, 106b des rechten Lampensockels 104 sind mit zwei Wendeln 117a und 117b elektrisch leitend verbunden. Auf ähnliche Art und Weise sind die Anschlussstifte 105a, 105b der Anschlusskappe 119 des linken Lampensockels 103 mit zwei Wendeln elektrisch leitend verbunden, der Einfachheit halber wird dies im Folgenden aber nur anhand des funktional identischen rechten Lampensockels 104 beschrieben. Die folgende Beschreibung gilt natürlich auch für den funktional identischen linken Lampensockel 103.
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Der Lampensockel hat elektrisch leitende Anschlussdrähte, wie es in den 13 und 14 für den rechten Lampensockel 104 im Detail dargestellt ist, durch die die Wendeln 117a und 117b mit den Anschlussstiften 106a und 106b elektrische verbinden sind. Wie in den 13 und 14 gezeigt ist, läuft ein erster Anschlussdraht 118a (oben in 13) zu einem oberen Ende der (ersten) Wendel 117a und ein zweiter Anschlussdraht 118b zu einem unteren Ende der ersten Wendel 117a, sodass beide Enden der Wendel 117a elektrisch kontaktiert sind. Die zweite Wendel 117b, die in 14 unterhalb der ersten Wendel 117a angeordnet ist, ist ebenfalls mit zwei Anschlussdrähten elektrisch kontaktiert, von denen nur ein Anschlussdraht 118c in 13 dargestellt ist. Die Anschlussdrähte 118a und 118b sind im Verbindungsbereich 109 eingeschmolzen und erstrecken sich durch den Lampensockel 104 hindurch nach außen.
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Wie insbesondere in 14 gezeigt ist, laufen die Anschlussdrähte von der jeweiligen Wendel durch den Verbindungsbereich 109 des Lampensockels 104 hindurch zu dem jeweiligen Anschlussstift 106a und 106b. Konkret ist in 14 gezeigt, dass der Anschlussdraht 118b von der Wendel 117a zum Anschlussstift 106b läuft und der Anschlussdraht 118c von der Wendel 117b zum Anschlussstift 106a. Die Anschlussdrähte 118a–c und der nicht gezeigte erstrecken sich, wie auch in 14 gezeigt ist, teilweise durch einen Zwischenraum 127 zwischen dem Tellerabschnitt des Lampensockels 104 und der Innenseite der Anschlusskappe 120 in die entsprechenden Anschlussstifte 106a und 106b. Die Anschlusskappe 120 hat ein Pumploch 116, sodass Luft durch das Pumploch 116 in den Zwischenraum 127 und von dort durch die Durchgangsöffnung 124 in den Innenraum 121 des Innenrohrs 107 gelangt. Auf ähnliche Art und Weise verlaufen die nicht gezeigten Anschlussdrähte der beiden Wendeln 117a und 117b zu den zugehörigen Anschlussstiften 106a und 106b und, wie erwähnt, gelten auch die sonstigen Ausführungen zum rechten Lampensockel 104 auch für den funktional identischen linken Lampensockel 103.
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Die Anschlussdrähte 118a, 118b, 118c und der vierte Anschlussdraht der zweiten Wendel 117b, der nicht dargestellt ist, erstrecken sich in jeweils einen Anschlussstift 106a bzw. 106b hinein. Durch Zusammenquetschen der beiden Anschlussstifte 106a und 106b des Lampensockels 104 wird, wie oben ausgeführt, der bzw. die jeweils im Anschlussstift verlaufenden Anschlussdrähte zuverlässig elektrisch kontaktiert.
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Die beiden Wendeln 117a und 117b sind an der Innenseite des tellerförmigen Abschnitts des Verbindungsbereiches 109 einander gegenüberliegend angeordnet, so dass der gerade Abschnitt des Verbindungsbereiches 109 zwischen den Wendeln 117a und 117b liegt. Die Anschlussdrähte 118a, 118b, 118c, etc., erstrecken sich in einem rechten Winkel von der Oberfläche des tellerförmigen Abschnitts des Verbindungsbereiches 109 weg, wobei an deren Enden jeweils die erste Wendel 117a bzw. die zweite Wendel 117b angeordnet ist und somit in dem Bereich mit geringeren Durchmesser des Verbindungsbereiches 109 angeordnet ist. Die Wendeln 117a und 117b sind folglich auch im Kontakt mit dem Neongas, in dem die Gasentladung gezündet und aufrechterhalten soll.
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Das Neongas befindet sich im Wesentlichen im Innenraum bzw. Gasentladungsraum 115 des Außenrohrs 102 bis auf das Volumen, welches durch das mit dem linken 108 und rechten 109 Verbindungsbereich verschlossenen Innenrohr 107 als Totvolumen verdrängt ist. Damit ist das Neongas im ringförmigen Gasentladungsraum 115 zwischen dem Außenrohr 102 und dem Innenrohr 107 vorhanden, sowie jeweils im Bereich des Außenrohres 102, wo auch der rechte bzw. linke Verbindungsbereich 108 bzw. 109 angeordnet ist und wo auch jeweils die Wendel 117a bzw. 117b zum Zünden und Aufrechterhaltung der Gasentladung vorhanden ist. Die Wendeln 117a und 117b sind entsprechend so angeordnet, dass sie auch die Elektronen in den ringförmigen Gasentladungsraum 115 emittieren.
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Die Innenseite 122 des Außenrohrs 102 ist mit einer Beschichtung 123 versehen, die einen bestimmten Bereich des vom Neongas in der Gasentladung erzeugten Licht-Wellenspektrums filtert.
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Die durch die Gasentladung emittierten Photonen werden von den Facetten 114 auf der Außenseite des Innenkolbens 107 reflektiert, wobei die konkave Ausgestaltung der in Längsrichtung der Leuchtstofflampe 101 verlaufenden Facetten 114 die Photonen gleichverteilt reflektiert werden und damit eine gleichmäßige Abstrahlung der Leuchtstofflampe 101 bewerkstelligt wird.
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Die Anordnung des Innenkolbens 107 im Inneren des Außenrohrs 102 verringert auch bei dieser Ausführungsform das Gasvolumen gegenüber herkömmlichen Leuchtstofflampen bei denen kein Innenkolben im Inneren vorhanden ist. Dadurch ist eine geringere Menge an Gas für die Gasentladung notwendig, bei gleichem äußeren Durchmesser der Leuchtstofflampe. Durch die reflektierende und facettierte Oberfläche des Innenkolbens wird außerdem die Lichtabstrahlung der Leuchtstofflampe verbessert.
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Bei den obigen Ausführungsformen sind Gasentladungslampen mit zwei Lampensockeln beschrieben worden. Bei anderen Ausführungsformen ist hingegen nur ein Lampensockel vorhanden. Auch die oben beschriebenen Gase und Leuchtstoff-Beschichtungen sind nur beispielhaft genannt. Wie bereits erwähnt, kommen in anderen Ausführungsformen andere Gase, die zur Lichterzeugung in Gasentladungslampen bekanntermaßen eingesetzt werden, zum Einsatz.
