DE1252801B

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Publication number: DE1252801B
Application number: DEW36653A
Authority: DE
Publication date: 1967-10-26

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTWWt PATENTAMT Int. Cl:

H05b

eutscheKl.: 21 f-84/02

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1252 801

Aktenzeichen: W 36653 Vin c/21 f Anmeldetag: 24. April 1964 Auslegetag: 26. Oktober 1967

I Λ c. //4

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe mit einem im wesentlichen rotationssymmetrischen, durch vorspringende Teile labyrinthartig unterteilten Entladungsgefäß mit einem die Elektrodenzuleitungen aufnehmenden einzigen Ansatz, in dem unter Zwischenschaltung elektrischer Vorschaltelemente ein bei Glühlampen üblicher Anschlußsockel befestigt ist.

Es ist eine Gasentladungslampe mit einem rotationssymmetrischen, durch vorspringende Teile Iaby- rinthartig unterteilten Glasgefäß bekannt, bei welchem die Elektrodenzuleitungen von einem einzigen Ansatz aufgenommen werden, an dem unter Zwischenschaltung elektrischer Vorschaltelemente ein bei Glühlampen üblicher Anschlußsockel befestigt ist. Die bekannte Gasentladungslampe wird aus dem Wechselstromnetz über eine Vorschaltdrosselspule gespeist. Eine solche Speisung ist zwar in einfacher Weise möglich, sie ist aber insofern nachteilig, als nur die Netzspannung zur Verfügung steht und somit besondere Vorkehrungen für die Zündung, getroffen werden müssen. Außerdem ergibt sich bei Wechselstrom mit normaler Frequenz ein Flimmern des Lichtes.

Es ist auch eine Lampe mit einem Entladungsgefäß aus zwei äußeren Wandteilen und einem zwischenliegenden, beidseitig spiralförmige Entladungswegteile begrenzenden Mittelteil bekannt. Bei dieser bekannten Lampe sind die Elektroden an auseinander liegenden Stellen der Wandteile herausgeführt, so daß diese Lampe nicht mit einem üblichen Schraubsockel zu versehen ist.

Es ist auch bekannt, eine röhrenförmige Gasentladungslampe mittels eines Gleichrichtervorschaltgeräts in Spannungsverdopplerschaltung zu speisen. In diesem Fall erhält man bei einer effektiven Netzspannung von U_n = 220 V ausgangsseitig maximal eine Ausgangsspannung von

U = 2- V2- U_n = 622 V.

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Die Verwendung derartiger Vorschaltgeräte ist insofern vorteilhaft, als ohne Verwendung von Transformatoren hohe Spannungen erreicht werden können. Da bekanntlich der Kathodenspannungsabfall von Gasentladungslampen festliegt (etwa 15 bis 20 V bei aktivierten Heißkathoden und etwa 80 bis 100 V bei aktivierten Kaltkathoden), steigt die Lichtausbeute bzw. der Lampenwirkungsgrad mit zunehmender Lampenspannung bzw. mit zunehmender Lampenlänge an. Im übrigen ist bei der hohen Lampen- spannung bei Auswahl geeigneter Elektrodenarten und passender Schaltungsarten eine Direktzündung

Gasentladungslampe

Anmelder:

Dr.-Ing. Alfred Walz, Emmendingen (Bad.), Am Kurzarm 7

Als Erfinder benannt: Dr.-Ing. Alfred Walz, Emmendingen (Bad.)

ohne Vorheizung und Glimmzünder möglich. Außerdem ergibt die Verwendung von Gleichstrom den Vorteil, daß das Flimmern vermindert oder ganz beseitigt werden kann.

Trotz dieser Vorteile haben sich Vorschaltgeräte der genannten Art praktisch nicht durchsetzen können, und zwar aus folgenden Gründen:

a) Bei Speisung von Gasentladungslampen mit Quecksilberdampfzusatz ist wegen der Abwanderung des Quecksilbers zur heißen Kathode (Kathaphorese) und der dadurch hervorgerufenen Abnahme der Lichterzeugung in der Nähe der kalten Anode nach einer bestimmten Betriebszeit eine Umpolung des Gleichstromes notwendig, was beträchtlichen Aufwand und eine zusätzliche Wartung erfordert.

b) Für einen stabilen Betrieb einer Gasentladungslampe über einen Gleichrichter, dem Kondensatoren zur Glättung nachgeschaltet sind, ist ein ohmscher Vorschaltwiderstand solcher Größe erforderlich, daß etwa 10 bis 15 % der Lampenleistung als Verlustwärme entsteht.

Auf Grund dieser Nachteile haben sich die bekannten Vorschaltgeräte auf Grund ihrer Größe praktisch nicht organisch mit der Gasentladungslampe verbinden lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasentladungslampe zu schaffen, die bei einfacher Herstellung und gutem Wirkungsgrad in eine gewöhnliche Glühlampenfassung eingeschraubt werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale erreicht: a) Verwendung eines zum Betrieb von Gasentladungslampen bekannten GIeichrichter-Vorschaltgerätes mit Siliciumdioden und Elektrolytkondensatoren in Spannungsvervielfacherschaltung, vorzugsweise in Spannungsverdopplerschaltung;

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Claims

b) Anordnung des Vorschaltgerätes am Umfang des Ansatzes; c) Anordnung der Anode in der Nähe der Kathode; d) Verwendung eines in der Nähe der Anode angeordneten ohmschen Vorschaltwiderstandes; e) Verwendung von kalten Elektroden. Es läßt sich auf diese Weise ein Vorschaltgerät mit nur sehr geringem Gewicht erreichen, das am Entladungsgefäß selbst befestigt werden kann. Durch die Anordnung des Vorschaltgerätes am Umfang des Ansatzes des Entladungsgefäßes, die Anordnung der Anode in der Nähe der Kathode sowie die Verwendung eines in der Nähe der Anode angeordneten ohmschen Vorschaltwiderstandes wird eine solche Erwärmung des Kathodenbereiches erreicht, daß der teiTileicfiströlnspeisung auftretenden Kathaphoreseerscheinung entgegengewirkt wird, da durch die erhöhte ΕΓν73Έηύη^'ΈΓέ~"Ουεσ1ί5Ϊ^εποηεη praktisch ao nicht abwandern können. Das Vorschaltgerät wird vorzugsweise am Ansatz des Entladungsgefäßes derart angeordnet, daß die Gleichrichterelemente innerhalb des Sockels und die Kondensatoren am Umfang des Ansatzes innerhalb eines den Ansatz und den Sockel verbindenden Vergußmassekörpers angeordnet sind. Dabei werden vorzugsweise Elektrolytkondensatoren mit einem Verlustwinkel tang δ <C 0,05 verwendet, wobei vorzugsweise jeder Kondensator aus mehreren parallelgeschalteten Einzelkondensatoren zusammengesetzt ist. Vorzugsweise ist das Entladungsgefäß in bekannter Weise aus zwei äußeren Wandteilen mit einem zwischenliegenden, beidseitig spiralförmigen, Entladungswegteile begrenzenden Mittelteil zusammengesetzt, wobei der eine äußere Wandteil den Ansatz für den Sockel trägt. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Merkmale läßt sich die Gasentladungslampe zusammen mit den Vorschaltelementen derart ausführen, daß sie an Stelle einer üblichen Glühlampe in die Fassung einer normalen Lampe einsetzbar ist. Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen F i g. 1 bis 4 für die Vorschaltung geeignete Gleichrichterschaltungen bekannter Art und F i g. 5 eine Ausführungsbeispiel einer Gasentladungslampe mit einem Schraubsockel und den zugehörigen Schaltelementen gemäß der Erfindung. F i g. 1 zeigt eine übliche Einweg-Gleichrichterschaltung und F i g. 2 eine übliche Brücken-Gleichrichterschaltung. F i g. 3 ist eine bekannte Spannungsverdopplerschaltung, während F i g. 4 eine Spannungsvervierfacherschaltung zeigt. In F i g. 5 ist eine Gasentladungslampe mit einer vorgeschalteten Spannungsverdopplerschaltung gezeigt. 1 und 2 sind zwei Siliziumdioden und 3 und 4 zwei Elektrolytkondensatoren. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß auch bei der entstehenden hohen Spannung Elektrolytkondensatoren verwendbar sind, wenn deren Verlustleistungswinkel (tg <5) kleiner als etwa 0,05 ist. Es sind dadurch sehr kleine Abmessungen erreichbar. 5 ist ein Vorschaltwiderstand in Form einer Glühlampe. 6 und 7 sind die Elektroden der Gasentladungslampe 8. Die Gasentladungslampe. 8 besteht im einzelnen aus den beiden Teilen 10 und 11, die spiralförmige Eindrückungen enthalten. Zwischen den beiden Teilen 10 und 11. befindet sich die Scheibe 12, die an einer Stelle in Umfangsnähe eine Purchbrechung aufweist. Es entstehen somit zu beiden Seiten der Scheibe 12 spiralförmige Entladungswege, die durch die genannte öffnung miteinander verbunden sind. Der Teil 11 besitzt einen etwa rohrförmigen Ansatz 11 a, an den der Anschlußteil 13, der auch die Elektroden 6 und 7 enthält, angeschweißt werden kann. Der die Elektrode 7 enthaltende Teil 13 a wird dabei in den Ansatz 12 a der Scheibe 12 eingesetzt. Der Entladungsweg verläuft von der Kathode 7 durch den spiralförmigen Entladungsweg unterhalb der Scheibe 12, durch die erwähnte Druchbrechung in der Scheibe 12 und durch den spiralförmigen Entladungsweg oberhalb der Scheibe 12 zu der Anode 6. Kathode und Anode sind benachbart angeordnet, so daß die an der Kathode entstehende Wärme durch Wärmeleitung oder Wärmestrahlung zur Anode 6 übergehen kann. Außerdem befindet sich in der Nähe der Anode 6 die als Vorschaltwiderstand dienende Glühlampe 5, die eine weitere Erwärmung der Anode 6 bewirkt. Die maximale Temperatur des Glühfadens ist so gewählt, daß sich eine ausreichend lange Lebensdauer der Glühlampe ergibt. 15 ist der Anschlußsockel, der mit dem Teil 13 des Lampengehäuses durch eine Vergußmasse 16 verbunden ist. Die Siliziumgleichrichterelemente 1 und 2 sind innerhalb des Sockels 15 und die Kondensatoren 3 und 4 sind in Form von Elektrolytkondensatoren am Umfang des Teiles 13 angeordnet. Vorzugsweise werden mehrere Elektrolytkondensatoren in Parallelschaltung verwendet. Die Elektrolytkondensatoren 3 und 4 sind in die Vergußmasse 16 miteingegossen. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Lampenleistung von 40 Watt und einem Gleichrichtervorschaltgerät mit einer Gleichstrom-Nennleistung von 400 V und 0,1 A bei Verwendung von Elektrolytkondensatoren mit einem Verlustwinkel von tg<5 kleiner als 0,05 und bei Verwendung von Siliziumdioden für das Vorschaltgerät ein Raumbedarf von etwa 50 cm3 besteht. Das Gewicht eines solchen Vorschaltgerätes einschließlich der Vergußmasse und des Schraubsockels beträgt etwa 100 g. Die Gasentladungslampe kann mit üblichen Zündhilfen (Zündstreifen außerhalb oder innerhalb BeT Lampe) ausgestattet werden? Es können auch gemeinsame Umhününgen von Anode und Kathode, die eine Wärmeübertragung bewirken, als Zündhilfen dienen. Gegebenenfalls kann die gesamte Gasentladungslampe oder können auch Teile der Lampe mit einer lichtdurchlässigen, wärmeisolierenden Hülle umgeben werden. Patentansprüche:

1. Gasentladungslampe mit einem im wesentlichen rotationssymmetrischen, durch vorspringende Teile labyrinthartig unterteilten Entladungsgefäß mit einem die Elektrodenzuleitungen aufnehmenden einzigen Ansatz, an dem unter Zwischenschaltung elektrischer VorschaItelemente ein bei Glühlampen üblicher Anschluß-