DE19650464A1 - Einrichtung und Verfahren zum Verbinden einer Lampenkathode mit einer Vorschaltanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung hat zwei Aspekte. Der eine bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verbinden einer Lampenkathode mit einer Vorschaltanordnung und auf ein Verfahren zum Her­ stellen dieser Verbindung, und insbesondere auf eine derar­ tige Verbindung und ein Verfahren, die stark automatisiert werden können. Ein zweiter Aspekt bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe, die eine thermische Wärmeabschirmung zwi­ schen den Lampenröhren und der Vorschaltanordnung verwen­ det, um die Lebensdauer der Vorschaltanordnung zu verlän­ gern. Die beigefügten Ansprüche sind auf den ersten Aspekt der Erfindung gerichtet.

Kompakte Leuchtstofflampen weisen üblicherweise eine Lampenröhre mit einer Anzahl von 180° Wendungen oder Biegungen auf, um Kompaktheit zu erreichen, während eine große Röhrenlänge beibehalten wird. An jedem Ende der Lam­ penröhre ist ein entsprechendes Paar langgestreckter Leiter angeordnet, die mit den Enden von einer Glühfaden-erhitzten Kathode in der Lampenröhre verbunden sind. Diese Leiter werden hier als Kathoden oder verlängerte Kathoden bezeich­ net. Die Kathoden sind mit einer Vorschaltanordnung verbun­ den, um den Strom, der den Kathoden zugeführt wird, in ge­ eigneter Weise zu konditionieren. Die Vorschaltanordnung ist ihrerseits üblicherweise mit einem Edison-Schraubsockel verbunden für einen Einbau in eine übliche Glühlampenfas­ sung. Ein erster Aspekt oder ein erstes Merkmal der Erfin­ dung bezieht sich insbesondere auf die Lampenkatho­ den/Vorschalt-Verbindung.

Eine bekannte Praxis zum Verbinden von Lampenkatho­ den mit einer Vorschaltanordnung bestand darin, eine derar­ tige Verbindung unter Verwendung sogenannter Drahtquet­ schungen zu verbinden. Dabei wird das Ende von einer Ka­ thode in dem einen Ende von einer Quetschhülse (d. h. einem zylindrisch geformten Leiterteil) angeordnet, und ein Draht von der Vorschaltanordnung wird in dem anderen Ende der Quetschhülse angeordnet. Die Quetschhülse wird dann zusam­ mengepreßt, um eine mechanisch und elektrisch gute Verbin­ dung zwischen der Kathode und der Vorschaltanordnung her zu­ stellen. Die Installation mit einer Drahtquetschhülse wurde jedoch mit manueller Arbeit ausgeführt. Insbesondere auf­ grund der kleinen auftretenden Abmessungen ist die Verwen­ dung von einer Drahtquetschhülse schwierig und dementspre­ chend ein teures Verfahren.

Bezüglich eines zweiten Aspektes (oder Merkmais) der Erfindung ging ein Trend bei dem Aufbau von kompakten Leuchtstofflampen dahin, die Lampenleistung zu erhöhen, um eine höhere Lichtabgabe zu erzielen. Derartige Lampen ent­ halten einen Kolben oder eine Röhre, in der geeignete Füll­ materialien vorgesehen sind, um Licht zu erzeugen. Die Ka­ thoden der Lampen sind Glühfaden-geheizt und werden auf ei­ ner hohen Temperatur gehalten, um einen richtigen Lampenbe­ trieb sicherzustellen. Wenn die Vorschaltanordnung für die Lampe benachbart zu der Lampenröhre und den erhitzten Lam­ penkathoden angeordnet ist, bewirkt die erhöhte Wärme von den eine erhöhte Leistung aufweisenden Lampen einen Anstieg in der Temperatur der Vorschaltanordnung. Es ist bekannt, daß für jede Temperaturerhöhung von 10°C die Abnutzung von verschiedenen Komponenten der Vorschaltanordnung (z. B. Elektrolytkondensatoren) um etwa 50% beschleunigt wird. Auch andere Faktoren erhöhen die Temperatur der Vorschalta­ nordnung, beispielsweise indem die Vorschaltanordnung in einer vertieften Befestigung angeordnet wird, die die Küh­ lung der Vorschaltanordnung einschränkt, oder indem ein Amalgam in der Füllung der Lampenröhre enthalten ist, was bei gewissen Anwendungen (z. B. in einer vertieften Lampen­ befestigung) eine Erhöhung in der Systemtemperatur zur Folge hat.

Wie nachfolgend näher erläutert wird, wurden erheb­ liche Anstrengungen unternommen, um eine einfache (z. B. billige) und effektive Lösung zu finden, um die Temperatur der Vorschaltanordnung in kompakten Leuchtstofflampen zu begrenzen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lampenka­ thoden/Vorschaltanordnung-Verbindung und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verbindung zu schaffen, die stark automatisiert werden können.

Weiterhin sollen eine derartige Verbindung und ein Verfahren geschaffen werden, bei denen die Lampenkatho­ den/Vorschaltanordnung-Verbindung stark automatisiert wer­ den kann, um den oben beschriebenen, bekannten Quetschvor­ gang zu vermeiden. Weiterhin sollen eine derartige Verbin­ dung und ein Verfahren geschaffen werden, die für eine mi­ nimale Komplexität und minimale Kosten sorgen. Ferner soll eine Leuchtstofflampe geschaffen werden, bei der die Tempe­ ratur der Vorschaltanordnung signifikant verkleinert und ihre Lebensdauer somit signifikant verlängert wird. Dabei soll die Leuchtstofflampe mit einer verlängerten Lebens­ dauer ihrer Vorschaltanordnung arbeiten können, wenn die Lampe in einer relativ heißen (z. B. vertieften) Befestigung angeordnet ist. Dabei sollen die vorstehenden zwei Aufgaben durch die Verwendung einer thermischen Hitzeabschirmung ge­ löst werden, die mit geringen Kosten hergestellt werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird in Kombination mit einer Lampe, die verlängerte Kathoden und eine Vorschaltanordnung zum Zuführen von Energie zu den Ka­ thoden aufweist, eine Lampenkathoden/Vorschaltanordnung- Verbindung geschaffen. Diese Verbindung weist mehrere lei­ tende Clips auf, die mit der Vorschaltanordnung verbunden sind. Jeder Clip hat einen im wesentlichen flachen Ab­ schnitt, der an einem ersten Ende mit der Vorschaltanord­ nung verbunden ist, und hat eine Klemmvertiefung, die durch den flachen Abschnitt gebildet und sich zu einer die Ka­ thode aufnehmenden Öffnung an einem zweiten Ende erstreckt. Die Verbindung weist ferner eine webstuhl- oder bockartige Struktur auf, um die Lampenkathoden zu halten. Die web­ stuhlartige Struktur weist für jede Kathode zwei Kathoden­ aufnahme-Halterungsvertiefungen auf, die durch einen Raum getrennt sind, in der ein zweites Ende von einem zugeordne­ ten leitenden Clip aufgenommen werden soll. Wände von jeder der zwei Kathodenaufnahme-Halterungsvertiefungen ergreifen darin aufgenommene Abschnitte von der Kathode mit ausrei­ chender Kraft, um zu ermöglichen, daß ein gasdichter Kon­ takt mit dem zugeordneten leitenden Clip hergestellt werden kann, wenn die Kathode in der Klemmvertiefung des Clips aufgenommen ist.

Ferner wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren geschaffen, um verlängerte Kathoden von einer Lampe mit einer Vorschaltanordnung für die Lampe zu verbin­ den. In dem Verfahren werden mehrere leitende Clips bereit­ gestellt, die mit der Vorschaltanordnung verbunden sind.

Jeder Clip hat einen im wesentlichen flachen Abschnitt, der an einem ersten Ende mit der Vorschaltanordnung verbunden ist, und hat eine Klemmvertiefung, die durch den ebenen Ab­ schnitt ausgebildet ist und sich zu einer Kathodenaufnahme­ öffnung an einem zweiten Ende erstreckt. Eine webstuhl- oder bockartige Struktur ist in einer festen Relation zu den langgestreckten Kathoden angebracht. Die webstuhlartige Struktur hat für jede Kathode zwei Kathodenaufnahme-Halte­ rungsvertiefungen, die durch einen Clipaufnahmeraum ge­ trennt sind, in dem ein zweites Ende von einem zugeordneten leitenden Clip aufgenommen werden soll. Wände von jeder der zwei Kathodenaufnahme-Halterungsvertiefungen sollen die darin aufgenommenen Abschnitte von der Kathode mit ausrei­ chender Kraft ergreifen, um zu ermöglichen, daß ein gas­ dichter Kontakt mit ihrem zugeordneten leitenden Clip her­ gestellt wird, wenn die Kathode in der Klemmvertiefung des Clips aufgenommen ist. Die Kathoden werden durch eine Ma­ schinenimplementation aufgenommen und in entsprechende Ka­ thodenaufnahme-Halterungsvertiefungen der webstuhl- oder bockartigen Struktur eingesetzt. Ein leitender Clip wird so in einen entsprechenden Clipaufnahmeraum in der webstuhlar­ tigen Struktur bewegt, daß die Klemmvertiefung des Clips eine Kathode aufnimmt und festklemmt und eine gasdichte Verbindung zwischen dem Clip und der Kathode vervollstän­ digt.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vor teilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine vereinfachte, auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einer kompakten Leucht­ stofflampe, die beide Hitzeabschirmungs- und Lampenkatho­ den/Vorschaltanordnung-Verbindungsmerkmale der Erfindung enthält.

Fig. 2 zeigt Teile von der Lampe gemäß Fig. 1 aus der Perspektive von einem Pfeil 28 in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Detaildraufsicht von oben auf eine in Fig. 1 gezeigte webstuhlartige Struktur 43.

Fig. 4 ist eine Detailseitenansicht der Vertiefung 46 in Fig. 3.

Fig. 5 ist eine Detaildraufsicht auf die Vertie­ fung 46 in Fig. 4.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht von einem leitenden Clip 22 in Fig. 1.

Fig. 6A ist eine Detailansicht des Clips in Fig. 6.

Fig. 7 ist eine Detailquerschnittsansicht von ei­ ner zusammengesetzten Lampenkathoden/Vorschaltanordnung- Verbindung nach einem Schnitt entlang der Pfeile 7-7 in Fig. 3, wobei die Kathode 41 aus Gründen der Klarheit wegge­ lassen ist.

Fig. 8 ist eine vereinfachte Seitenansicht von ei­ ner zusammengebauten Lampe gemäß der Erfindung.

Fig. 9 ist eine vereinfachte Ansicht und zeigt die automatische Positionierung von einer Kathode in eine weg­ stuhlartige Struktur der Verbindung gemäß der Erfindung und entspricht der Ansicht entlang der Pfeile 9-9 in Fig. 3.

Fig. 10 ist eine Detailansicht von einer Vertie­ fung von einer webstuhlartigen Verbindungsstruktur mit ei­ ner Kathode, die teilweise in der Vertiefung ruht, und ist ähnlich Fig. 4.

Fig. 11 zeigt einen am weitesten links liegenden Abschnitt von einer Kathode, die durch einen Zapfen 70 ge­ spannt gehalten wird, um den sie gewickelt ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt gewählte Teile von einer kompakten Leuchtstofflampe 10, die sowohl wärmeabschirmungs- als auch Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindungsmerkmale gemäß der Erfindung aufweist. Die Lampe 10 enthält eine Kunst­ stoffkappe 12, die in vereinfachter Form gezeigt ist, um die oberen gezeigten Enden von einer gebogenen Lampenröhre 14 aufzunehmen. Die Lampenröhre 14 enthält geeignete Füll­ materialien zur Erzeugung von Licht. Eine thermische Wärme­ abschirmung 16 senkt gemäß einem Aspekt der Erfindung die Temperatur der Vorschaltanordnung 18, um ihre Lebensdauer zu verlängern. Die Vorschaltanordnung 18 ist schematisch als ein Kästchen gezeigt, obwohl sie in der Praxis auf ei­ ner gedruckten Schaltkarte (PCB von printed-circuit board) 20 als einzelne Komponenten, wie beispielsweise Wider­ stände, Drosselwindungen und integrierte Schaltungen mit speziellem Zweck usw., realisiert wird. Die Vorschaltan­ ordnung 18 kann mit einem Edison-Schraubsockel (nicht ge­ zeigt) verbunden sein, um in einer üblichen Glühlampenfas­ sung aufgenommen zu werden.

Auf dem unteren gezeigten Abschnitt der gedruckten Schaltkarte 20 sind leitende Clips 22 und 24 angebracht, die Teil der Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung gemäß der Erfindung sind. Sie sind mit der Vorschaltanord­ nung 20 durch gedruckte Leiter 26 auf der Schaltkarte ver­ bunden und werden nachfolgend näher erläutert.

Fig. 2 zeigt in einem Blick von der Kappe 12 nach unten, wie es durch den Pfeil 28 in Fig. 1 angegeben ist, Biegungen von dem einen Ende der Lampenröhre 14 deutlicher. Ein erstes Lampenröhrenende 14A ragt nach oben durch die Öffnung 12A der Kappe 12. Von dem Ende 14A verläuft die Lampenröhre 14 nach unten in einer geraden Richtung für eine gewisse Länge und führt dann eine vollständige (z. B. 180°) Biegung aus, um nach oben durch die Kappenöffnung 12B als ein Röhrenabschnitt 14B zu verlaufen, und nach einer weiteren vollen Biegung wieder nach unten durch den oberen gezeigten Abschnitt der Öffnung 12B zu verlaufen. Ähnliche Windungen oder Biegungen treten mit dem Lampenabschnitt 14C und der Kappenöffnung 12C und mit dem Röhrenabschnitt 14D und der Öffnung 12D auf. Ein zweites Ende der Lampenröhre 14 ist als Lampenende 14E gezeigt, das sich durch eine Öff­ nung 12E hindurch nach oben erstreckt. Die Lampenröhre 14 durchläuft somit sieben volle Biegungen, obwohl die Erfin­ dung selbstverständlich auch auf Lampen mit anderen Zahlen von Biegungen anwendbar ist.

In Fig. 1 ragt ein Lampenende (oder -spitze) 30 von einem Lampenröhrenabschnitt 14C weiter nach oben als die anderen gezeigten Lampenenden; es kann eine sogenannte Amalgamspitze bilden, die ein Amalgam enthält, das als Teil der genannten Füllmaterialien in der Lampenröhre 14 benutzt wird. Die thermische Wärmeabschirmung 16 nimmt die Lampen­ spitze 30 dadurch auf, daß sie eine Spitzenabdeckung 32 zur Aufnahme der Spitze 30 aufweist. Ähnliche Spitzenabdeckun­ gen 33, 34 und 35 nehmen Lampenspitzen 36, 14E bzw. 14A auf.

Eine verlängerte Kathode 41 von einer Lampenspitze 14A und eine Kathode 42 von der Lampenspitze 14E sind mit einer bock- oder webstuhlartigen Struktur 43 verbunden. Zwei Kathoden gehen von jedem Spitzenende aus, um Glühfa­ den-erhitzte Kathodenabschnitte (nicht gezeigt) in der Lam­ penröhre aufzunehmen. Die bock- oder webstuhlartige Struk­ tur 43 hält die Kathoden 41 und 42 in ihrer Lage für eine Verbindung mit entsprechenden leitenden Clips 22 und 24 auf der Schaltkarte 20. Die bock- oder webstuhlartige Struktur 43 ist vorzugsweise einstückig mit der Kunststoffkappe 12 gebildet und nimmt die Kathoden 41 und 42 in entsprechenden Vertiefungen auf; derartige Vertiefungen sind in der oberen Detailansicht der webstuhlartigen Struktur in Fig. 3 als Vertiefungen 46, 47, 48 und 49 numeriert. Gemäß Fig. 3 kann die bock- oder webstuhlartige Struktur 43 zwei im Ab­ stand angeordnete Wände 43A und 43B aufweisen. Ein Positio­ nierungsvorsprung 44, der vorzugsweise höher als die Wände 43A und 43B ist, arbeitet mit einer Aussparung 45 in der Schaltkarte 20 (siehe Fig. 1) zusammen, um eine Positio­ nierung der Schaltkarte in bezug auf die bock- oder web­ stuhlartige Struktur 43 zu unterstützen. Der Vorsprung 44 ist vorzugsweise einstückig mit der Kunststoffkappe 12 (Fig. 1) und mit den Wänden 43A und 43B der bock- oder webstuhlartigen Struktur 43 ausgebildet.

Es ist wichtig für die Vertiefungen 46-49 (Fig. 3), daß sie die darin aufgenommenen Kathodenabschnitte fest ergreifen, wie es nachfolgend erläutert wird. Wie es in der Detailansicht der Vertiefung 46 in Fig. 4 gezeigt ist, ar­ beiten die Wände 46A und 46B der Vertiefung 46 zusammen, eine Keilform zu bilden. Die Wand 46A weist ferner einen Zahn 50 auf, während die Wand 46B einen weiteren Zahn 51 aufweist. Beide Zähne erstrecken sich nahezu über die ge­ samte Tiefe der Vertiefung 46, d. h. von der Vertiefungsöff­ nung 46C zum Vertiefungsboden 46D. Die Zähne 50 und 51 sind vorzugsweise gegeneinander versetzt, wie es in der De­ taildraufsicht in Fig. 5 gezeigt ist. Eine Kathode (nicht gezeigt), die in der Vertiefung 46 aufgenommen ist, wird einen größeren Durchmesser haben als die Querabmessung des Vertiefungsbodens 46D. Wenn die Kathode nach unten in die Vertiefung gedrückt wird, bewirkt die keilförmige Verengung der Vertiefung in Verbindung mit den Zähnen, die gegen die Kathode drücken, daß die Kathode sicher in ihrer Lage ge­ halten wird. Der Zweck hierfür wird nachfolgend erläutert.

Es wird nun näher auf Fig. 6 eingegangen; ein lei­ tender Clip 22 ist in einer bevorzugten Form gezeigt. Der Clip 22 weist eine Klemmvertiefung 22A auf, die durch einen im wesentlichen ebenen Abschnitt 22B des Clip gebildet ist. Abgeschrägte Bereiche 54 an dem "Mund" der Vertiefung hel­ fen dabei, eine Kathode in die Vertiefung zu führen. Der Clip 22 weist zwei Schenkel 22C und 22D auf für ein Einset­ zen in entsprechende Öffnungen (nicht gezeigt) in der Schaltkarte 20 (siehe Fig. 1). Die Verwendung von zwei derartigen Schenkeln sorgt für einen Anti-Rotationsmecha­ nismus für den Clip. Ein weiterer Schenkel 22E ragt in ei­ ner entgegengesetzten Richtung zu den Schenkeln 22C und 22D vor und bildet einen Griff, damit eine automatische Greif- und -Setzmaschine (nicht gezeigt) den Clip 22 aufnehmen (d. h. greifen) und in die Schaltkarte einsetzen kann. Vor­ zugsweise weist der Boden des Clip 22 ein relativ großes, kreisförmiges Loch 22F auf, wie es in der Detailansicht von Fig. 6A gezeigt ist. Dies bewirkt, daß die linken und rechten Seiten des Clip, wie es in Fig. 6A gezeigt ist, eine federähnliche Elastizität aufweisen, um gegen eine Ka­ thode (nicht gezeigt) zu drücken.

Eine zusammengesetzte Verbindung von Lampenkathode und Vorschaltanordnung ist in Fig. 7 gezeigt. Wie dort ge­ zeigt ist, ruht eine Wärmeabschirmung 16 auf der bock- oder webstuhlartigen Struktur 43. Die Keile 51 von jeder Vertie­ fung 46 sind in Draufsicht gezeigt, während die Schaltkarte 20 und der Rest der Wände 43A und 43B der webstuhlartigen Struktur im Querschnitt gezeigt sind. Der Clip 22 ist zu­ sammen mit seinen verschiedenen Schenkeln 22C, 22D und 22E gezeigt, die oben beschrieben wurden.

Fig. 8 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht von einer zusammengebauten Lampe 10, bei der ein Vorschaltge­ häuse 62 eine Kappe 12 in einer üblichen Weise umgibt und eine gedruckte Schaltkarte 20 einschließt. Die Schaltkarte 20 ist ihrerseits mit einem Edison-Schraubsockel 62 durch Mittel verbunden, die schematisch als Leiter 64 gezeigt sind. Die thermische Wärmeabschirmung 16 mit den (Lampenröhren-)Spitzenkappen 34 und 35 als Beispiel trennt die Vorschaltanordnung (nicht gezeigt) auf der Schaltkarte 20 von den benachbarten Spitzen (oder Enden) der Lampen­ röhre 14. Einzelheiten der thermischen Wärmeabschirmung 16 werden nachfolgend erläutert.

Beim Zusammenbauen der Teile der in Fig. 1 gezeig­ ten Lampe kann eine Greif- und -Setzmaschine (nicht ge­ zeigt) in vorteilhafter Weise jede der Kathoden 41 und 42 greifen (d. h. aufnehmen) und sie in ihrer entsprechenden Vertiefung in der bock- oder webstuhlartigen Struktur 43 anordnen. Eine derartige Automatisierung der zuvor von Hand gemachten Verbindung, wie es in der Einleitung beschrieben ist, ist in Fig. 9 dargestellt.

Fig. 9, die einen Schnitt entlang den Linien 9-9 in Fig. 3 darstellt, zeigt das Greifen und Anordnen der Kathode 42 in der webstuhlartigen Struktur 43. Die Kathode 42 wird zunächst nach oben verlängert, wie es gezeigt ist, in Ausrichtung mit dem dargestellten Abschnitt der Lampen­ röhre 14. Eine Greif- und -Setzmaschine ergreift dann die Kathode 42 beispielsweise an einem Punkt 64 und bewegt die­ sen Punkt entlang dem Bogen 66, um den Punkt 68 zu errei­ chen. Vorzugsweise ist der Bogen 66 etwa tangential um die Achse 69, wo die Kathode 42 die Lampenspitze 14E verläßt; dies minimiert ein Biegen der Kathode 42, während sie auf der webstuhlartigen Struktur 43 angeordnet wird. Die Ka­ thode 42′ ruht dann teilweise in der Vertiefung 49, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, die eine Detaildarstellung der Vertiefung 49 ähnlich Fig. 4 ist. Auf diese Weise wird die Kathode 42 seitlich in die Vertiefungen 49 eingesetzt in bezug auf die Längsabmessung (nicht gezeigt) der Vertiefun­ gen. An diesem Punkt erscheint die Kathode 42, wie es ge­ strichelt bei 42′ gezeigt ist.

Auf Wunsch kann der am weitesten links gezeigte Ab­ schnitt der Kathode 42, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, ge­ spannt gehalten werden, beispielsweise indem sie um einen Zapfen 70 gewickelt wird, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, der in bezug auf die bock- oder webstuhlartige Struktur 43 stationär ist. Wenn die Kathode 42 jedoch genügend steif ist, kann auf die Verwendung des Zapfens 70 verzichtet wer­ den.

Eine Greif- und -Setzmaschine kann irgendeine oder jede Kombination (beispielsweise alle) der vier Kathoden 41 und 42 gleichzeitig setzen bzw. anordnen. Eine derartige Maschine kann eine Maschine sein, die speziell hergestellt ist, um den beschriebenen Greif- und Setzvorgang auszufüh­ ren, oder sie könnte eine Allgemeinzweckmaschine sein, die entsprechend programmiert ist, um den speziellen, hier er­ forderlichen Vorgang auszuführen.

Es wird noch einmal auf Fig. 1 Bezug genommen; die thermische Wärmeabschirmung 16 wird dann innerhalb der Kappe 12 angeordnet, wobei Führungsteile 58 der Kappe in Schlitzen 56 der Wärmeabschirmung aufgenommen werden. Die Wärmeabschirmung 16 kann so angeordnet werden, daß sie auf der bock- oder webstuhlartigen Struktur 43 ruht, wie es deutlicher in der Detaildarstellung von Fig. 7 gezeigt ist. Vorzugsweise kommt die Wärmeabschirmung 16 in eine Schnappassung um die webstuhlartige Struktur 43, wobei die freien Enden der Kathoden 41 und 42 in ihrer Lage verrie­ gelt werden. "Ohren" 20A der Schaltkarte 20 mit den darauf angeordneten Clips 22 und 24 werden dann durch den Schlitz 60 in der thermischen Wärmeabschirmung 16 eingesetzt. Gleichzeitig werden "Ohren" 20B der Schaltkarte 20 in Füh­ rungsschlitzen 58A in "Führungsteilen" 58 der Kappe 12 auf­ genommen, um so die Verbindung der Clips 22 und 24 mit den Kathoden 42 und 43 zu führen. Für eine weitere Führung die­ ser Verbindung sorgt der Positionierungsvorsprung 44, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. Während des Einsetzens der Ohren 20A der Schaltkarte 20 in den Raum zwischen den Wänden 43A und 43B der webstuhlartigen Struktur (siehe beispielsweise Fig. 3) sind die Kathoden 41 und 42 auf entsprechende Weise in Klemmvertiefungen 22A (siehe Fig. 6) der Clips aufgenommen. Wenn dies auftritt, werden benachbarte Ab­ schnitte der Kathoden nach unten in ihre entsprechenden Vertiefungen in der webstuhlartigen Struktur gedrückt, wo­ bei die Kathoden in den Vertiefungen befestigt werden, wie es oben in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 erläutert wurde. Während dieser Zeit klemmen die Klemmvertiefungen der Clips 22 und 24 die Kathodenabschnitte fest, die in diesen Vertiefungen aufgenommen sind, um so eine sogenannte gasdichte Dichtung zwischen den Clips und den Kathoden zu bilden.

Bezüglich des erfindungsgemäßen Merkmals der Lam­ penkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung kann die Klemm­ vertiefung 22A (siehe Fig. 6) von beispielsweise dem Clip 22 eine typische Breite von 0,275 mm haben, wobei der Durchmesser der Kathode, die in der Vertiefung aufgenommen werden soll, 0,032 mm beträgt. Das Loch 22F des Clip, wie es in Fig. 6A gezeigt ist, hat einen größeren Durchmesser als der Rest der Vertiefung 22A. Der Clip 22 ist vorzugs­ weise aus Beryllium-Kupfer oder aus einem anderen leitenden Material gebildet, das eine ähnliche Steifigkeit aufweist.

Die Kathoden 41 und 42 können beispielsweise mit Nickel plattierten Stahl aufweisen. Bei Verwendung der vorgenann­ ten Abmessungen und Materialien wurde gefunden, daß eine Gasdichtedichtung zwischen den Kathoden und den leitenden Clips entsteht, die eine Oxidation des Kontaktes über der Zeit verzögert.

Das erfindungsgemäße Merkmal der Lampenkatho­ den/Vorschaltanordnung-Verbindung ist besonders brauchbar für kompakte Leuchtstofflampen, in denen Kostenüberlegungen vorherrschend sind. Dies liegt insbesondere daran, daß der­ artige Lampen billige Glühlampen ersetzen sollen, die von individuellen (d. h. nicht-institutionellen) Verbrauchern gekauft werden. Das Verbindungsmerkmal kann jedoch auch bei anderen Lampen mit Kathoden verwendet werden, wie bei­ spielsweise Niederdruck- oder Hochdrucknatriumlampen, Hoch­ intensitäts-Entladungslampen, Quecksilber-Entladungslampen oder Niederspannungs-Glühlampen, die eine Vorschaltanord­ nung zur Spannungssenkung verwenden.

Indem nun wieder auf Fig. 8 Bezug genommen wird, werden Einzelheiten von dem zweiten Aspekt der Erfindung, d. h. der thermischen Wärmeabschirmung, beschrieben. Wie oben bereits erwähnt wurde, wird sich die Lebensdauer von verschiedenen elektronischen Komponenten der Vorschaltan­ ordnung in einer kompakten Leuchtstofflampe verkürzen, wenn deren Betriebstemperatur ansteigt. Bei einer kompakten Leuchtstofflampe des beschriebenen Typs, der Glühfaden-ge­ heizte Kathoden verwendet, wurde gefunden, daß etwa ein Drittel der in der Lampe erzeugten Wärme aus sogenannten Wandverlusten der Lampenröhre 14 entsteht; dieses etwa eine Drittel der Wärme entsteht aus den Glühfaden-beheizten Ka­ thoden (nicht gezeigt); und dieses wenigstens eine Drittel der Wärme entsteht aus der Vorschaltanordnung, die übli­ cherweise auf einer gedruckten Schaltkarte (PCB) 20 ange­ bracht ist. Es ist weiterhin bekannt, daß die Wärmeübertra­ gung unter den vorgenannten Teilen der Lampe durch die drei Wärmeübertragungsarten auftreten kann, nämlich Konvektion, Leitung und Strahlung. Jedoch wurde die relative Wichtig­ keit unter den drei Wärmeübertragungsarten nicht verstan­ den; als eine Folge davon stand die Kenntnis von einer ef­ fektiven, billigen Lösung zum Senken der Temperatur der Vorschaltanordnung nicht zur Verfügung.

Bei der Suche nach einer effektiven, billigen Lö­ sung zum Senken der Temperatur der Vorschaltanordnung wurde eine erhebliche Anzahl von thermischen Tests an einer kom­ pakten Leuchtstofflampe durchgeführt, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist. Unter den durchgeführten Test waren die fol­ genden, getrennten Test: (1) Sand wurde in dem Gehäuse 62 der Vorschaltanordnung eingeschlossen, um den Kühlpfad von der Vorschaltanordnung zum Gehäuse und zur Basis 63 zu ver­ bessern. (2) Wärmeverteiler (nicht gezeigt) wurden um Ma­ gnetspulen (nicht gezeigt) der Vorschaltanordnung herum an­ geordnet, um die durch diese Spulen erzeugte Wärme von ei­ nem Elektrolytkondensator (nicht gezeigt) der Vorschaltan­ ordnung zu trennen. (3) Metallstreifen (nicht gezeigt) wur­ den um die genannten Leistungs-FETs herum angeordnet, um die Wärme von den FETs besser zu verteilen. (4) Schlitze (nicht gezeigt) verschiedener Größen und Lage wurde in dem Kunststoffgehäuse 62 der Vorschaltanordnung hergestellt, um für einen konvektiven Kühlpfad bzw. Kühlpfade für die Vor­ schaltanordnung zu sorgen. (5) Dicke Kupferdrähte mit einem Durchmesser von 1,14 mm (45 Millizoll) wurden anstelle des nominellen Durchmessers von 0,63 mm (25 Millizoll) als Lei­ ter 64 verwendet, um den thermischen Leitungspfad von der Vorschaltanordnung auf der Schaltkarte 20 zur Basis 63 zu vergrößern. (6) Thermisch leitendes Epoxyd wurde zwischen einem Elektrolytkondensator (nicht gezeigt) in der Vor­ schaltanordnung und sowohl dem Gehäuse 62 der Vorschaltan­ ordnung als auch der Basis 63 aufgebracht, um die thermi­ sche Bahn von dem Kondensator weg zu verbessern. (7) Die Lampenröhre 14 wurde relativ zu der Vorschaltanordnung 180° gedreht, um die Glühfaden-beheizten Kathoden (nicht ge­ zeigt) von den genannten Magnetspulen weg zu bewegen. (8) Ein klares Kunststoffgehäuse 62 wurde anstelle eines norma­ lerweise undurchsichtigen Gehäuses verwendet. (9) Eine ma­ gnetische Drossel, die als die Resonanzdrossel von einem Resonanztank dient, wurde aus dem Gehäuse 64 entfernt und außerhalb dieses Gehäuses angeordnet. (10) Das Äußere des Vorschaltgehäuses 64 wurde mit ein bis zwei Millimeter Kup­ fer metallisiert, um die thermische Verteilung auf seiner Kunststoffoberfläche zu vergrößern. (11) Innere Wulste wurde auf dem Vorschaltgehäuse 64 ausgebildet, um dessen wärmeemittierende Oberfläche zu vergrößern. (12) Die Lam­ penröhre 14 wurde von der Vorschaltanordnung getrennt, um sie thermische voneinander zu isolieren. (13) Ein Wärmever­ teiler (nicht gezeigt) aus Kupfer mit einer Dicke von 0,03 mm (1,2 Millizoll) wurde zu einer keine Schaltung tragenden Seite der Schaltkarte hinzugefügt, um für eine thermische Wärmeverteilung zu sorgen. (14) Diejenige Oberfläche der Kappe 12, die auf die Vorschaltanordnung gerichtet ist, wurde in Richtung auf diese Schaltungsanordnung mit Vertie­ fungen versehen, damit mehr Licht und Wärme von der Schal­ tungsanordnung abstrahlen kann, was die Nettolichtabgabe der Röhre vergrößert. (15) Weißer thermischer Klebstoff wurde verwendet anstelle des dunklen Klebstoffes, der die Lampenröhre 14 in der Kappe 12 hält, um sowohl mehr Licht in Richtung auf die Röhre zu reflektieren als auch die von der Kathode erzeugte Energie von der Vorschaltanordnung thermisch zu isolieren. (16) Der bereits erwähnte Elektro­ lytkondensator wurde weiter in Richtung auf die Basis 63 bewegt, um ihn sowohl von den heißeren Komponenten der Vor­ schaltanordnung zu trennen als auch ihn näher an die käl­ tere Basis zu bewegen. (17) Die Glühfaden-beheizten Katho­ den wurden weiter hinauf in den entsprechenden Abschnitten der Lampenröhre 14 bewegt. (18) Es wurde eine horizontal orientierte, gedruckte Schaltkarte, von der Perspektive ge­ mäß Fig. 8, anstelle der gezeigten, vertikal orientierten Schaltkarte 20 verwendet. (19) Es wurde eine nicht-glän­ zende und nicht-metallisierte Wärmeabschirmung 16 aus dem Kunststoff Valox (Handelsname) verwendet, wie es gezeigt ist, um die Lampenröhre 14 thermisch von der Vorschaltan­ ordnung 20 zu isolieren. (20) Es wurde eine nicht-metalli­ sierte Wärmeabschirmung 16 aus dem Kunststoff Valox (Handelsname) in ähnlicher Weise benutzt, aber die seitlich gerichtete Lampenröhre 14 hatte eine Oberfläche, die po­ liert war, um eine glänzende Oberfläche abzugeben. (21) Es wurde eine Wärmeabschirmung 16 aus dem Kunststoff Valox (Handelsname) mit einer ein bis zwei Millimeter dicken Kup­ fermetallisierung auf der Seite der Vorschaltanordnung ver­ wendet, um thermisch zu isolieren und Lichtstrahlung und Infrarotenergie zu sperren, die von der Lampenröhre 14 zur Vorschaltanordnung austritt.

Der hier genannte Kunststoff Valox (Handelsname) ist als Produkt Nr. 420SEO von der General Electric Company in Fairfiel, New York, erhältlich. Dieses Material ist aus einer Familie von Kunststoffen auf Polyesterbasis, der spe­ ziell bearbeitet ist, um die Attribute von einer guten Nen­ nentflammbarkeit (d. h. Underwriters Laboratory rating of V-O) in einem dünnen Wandabschnitt zu ergeben. Das Material hat eine hohe strukturelle Festigkeit, die aus einer kri­ stallinen Struktur und dem Zusatz von einem Glasfüllstoff resultiert. Es hat eine Ultraviolett-Beständigkeit, die durch den Glasfüllstoff verbessert wird. Titanoxyd wird zu­ gesetzt, um dem Material ein weißeres Aussehen zu geben an Stelle seines natürlichen leicht grauen Erscheinungsbildes. Die weiße Farbe trägt zu einem erhöhten Reflektionsvermögen von nutzbarem Licht bei und minimiert die Absorption von ultraviolettem Licht. Die Dicke des Kunststoffes Valox (Handelsname) in den oben genannten Tests betrug etwa 2,0 mm.

Von den vorgenannten Tests trat die effektivste Senkung der Betriebstemperatur der Vorschaltanordnung durch die Verwendung von metallisiertem Kunststoff Valox (Handelsname), d. h. Test 21, mit einem durchschnittlichen Temperaturabfall von 20°C der Vorschaltkomponente, und an zweiter Stelle durch die Verwendung von nicht-metallisier­ tem, aber glänzendem Kunststoff Valox (Handelsname), d. h. Test 20, mit einem durchschnittlichen Abfall von 10°C. An­ dere Tests zeigten, daß die Verwendung von nicht-metalli­ siertem, nicht-glänzendem Kunststoff Valox in der Farbe weiß, wie es oben erwähnt ist, noch recht effektiv war, ob­ wohl etwas kleiner als die Verwendung von nicht-metalli­ siertem, aber glänzendem Kunststoff Valox (Handelsname). Es ist bevorzugt, daß die Erfindung einen Temperaturabfall von wenigstens etwa 1° und stärker bevorzugt etwa 3. und noch weiter bevorzugt etwa 5° oder sogar noch mehr erreicht.

Es können viele andere Materialien als der Kunst­ stoff Valox (Handelsname) benutzt werden, um die thermische Wärmeabschirmung gemäß der Erfindung zu bilden. Beispiels­ weise kann auch der Kunststoff Lexan (Handelsname) benutzt werden. Eine Formulierung des Kunststoffes Lexan (Handelsname), die geeignet sein würde, ist diejenige, die mit der Produktnummer HF111OR-803 von General Electric Com­ pany von Fairfield, New York, vertrieben wird. Dieses Mate­ rial ist aus der Polycarbonatfamilie und ist in seiner Struktur amorph. Es ist besonders gut geeignet zur Präzisi­ onsausformung von Teilen aufgrund seines gleichförmigen Schrumpfens beim Abkühlen. Dieses Material hat eine hohe Stoßfestigkeit und ist etwas flexibel, wodurch Teile mit dünnem Querschnitt ausgeformt und ausgestoßen werden kön­ nen, ohne daß das Teil bricht. Es ist auch beständig gegen­ über ultraviolettem Licht. Der Produktcode -803 gibt eine weiße Farbe an mit den gleichen Vorteilen aufgrund der Farbe weiß, wie sie oben für den Kunststoff Valox (Handelsname) angegeben wurden. Eine typische Dicke für den Kunststoff Lexan (Handelsname) beträgt 1,0 mm.

Obwohl der Aspekt der thermischen Wärmeabschirmung gemäß der Erfindung in bezug auf eine kompakte Leucht­ stofflampe beschrieben wurde, trifft er auch für lineare Leuchtstofflampen zu. Weiterhin ist es auf Lampen des vor­ genannten Typs anwendbar, die mit Elektroden versehen sind, und auch auf solche, die elektrodenlos sind, da die Mittel (nicht gezeigt) zum Übertragen von Energie zu den Lampen­ röhren in beiden Fällen eine wesentliche Wärmemenge erzeu­ gen.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß ein erster Aspekt der Erfindung eine Lampenkatho­ den/Vorschaltanordnung-Verbindung und ein Verfahren zum Herstellen dieser Verbindung mit minimaler Komplexität und Kosten schafft, wobei die Herstellung stark automatisiert werden kann. Ein zweiter Aspekt der Erfindung schafft eine Leuchtstofflampe, in der die Temperatur der Vorschaltanord­ nung in signifikanter Weise gesenkt und die Lebensdauer der Vorschaltanordnung somit in signifikanter Weise verlängert wird, oder bei der die Lampe in einer relativ heißen Umge­ bung, wie beispielsweise in einer vertieften Befestigung, arbeiten kann.

Claims (12)

1. Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung für eine Lampe mit verlängerten Kathoden und einer Vor­ schaltanordnung zur Leistungszufuhr zu den Kathoden, ge­ kennzeichnet durch:

• (a) mehrere leitende Clips (22), die mit der Vor­ schaltanordnung verbunden sind, wobei jeder Clip (22) einen im wesentlichen ebenen Abschnitt (22B), der an einem ersten Ende mit der Vorschaltanordnung verbunden ist, und eine Klemmvertiefung (22A) aufweist, die durch den ebenen Ab­ schnitt gebildet ist und sich zu einer Kathodenaufnahmeöff­ nung an einem zweiten Ende erstreckt,
• (b) eine bock- oder webstuhlartige Struktur (43) zum Halten der Lampenkathoden, die für jede Kathode auf­ weist:
  • (i) ein Paar Kathodenaufnahme-Halterungsvertie­ fungen (46-49), die durch einen Raum getrennt sind, in dem ein zweites Ende von einem zugehörigen leitenden Clip (22) aufzunehmen ist, und
  • (ii) Wände (43A, 43B) von jeder der zwei Katho­ denaufnahme-Halterungsvertiefungen (46-49) die darin auf ge­ nommenen Abschnitte der Kathode mit ausreichender Kraft er­ greifen, um die Herstellung eines gasdichten Kontaktes mit ihrem zugeordneten leitenden Clip (22) zu ermöglichen, wenn die Kathode in der Klemmvertiefung (22A) des Clips (22) aufgenommen ist.

2. Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kathoden­ aufnahme-Halterungsvertiefung (46-49) eine Öffnung entlang ihrer vollen Längsabmessung hat und die Kathoden seitlich in die Vertiefungen in bezug auf die Längsabmessung ein­ setzbar sind.

3. Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegen­ überliegende Wände (43A, 43B) von jeder Kathodenaufnahme- Halterungsvertiefung (46-49) sich von einer Öffnung zum Aufnehmen einer Kathode zu einem Vertiefungsboden in einer sich keilähnlich verengenden Weise erstrecken.

4. Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wand des Paares gegenüberliegender Wände der Kathodenaufnahme-Halte­ rungsvertiefungen (46-49) einen Keil (51) aufweist, der in die Vertiefung hineinragt für ein sicheres Ergreifen der darin aufgenommenen Kathodenabschnitte.

5. Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen ebene Schaltkarte (20), auf der wenigstens ein Teil der Vorschaltanordnung angebracht ist, wobei die Clips (22) auf der Schaltkarte (20) so angebracht sind, daß sich ihre Klemmvertiefungen (22A) in Richtung auf den Rand der Schaltkarte öffnen.

6. Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Clip (22) zwei Schenkel (22C, 22D) für ein Einsetzen durch ent­ sprechende Öffnungen in der Schaltkarte (20) aufweist.

7. Verfahren zum Verbinden verlängerter Katho­ den von einer Lampe mit einer Vorschaltanordnung für die Lampe, gekennzeichnet durch:

• (a) Bereitstellen mehrerer leitender Clips, die mit der Vorschaltanordnung verbunden sind, wobei jeder Clip einen im wesentlichen ebenen Abschnitt, der an einem ersten Ende mit der Vorschaltanordnung verbunden ist, und eine Klemmvertiefung aufweist, die durch den ebenen Abschnitt ausgebildet ist und sich zu einer Kathodenaufnahmeöffnung an einem zweiten Ende erstreckt,
• (b) Befestigen, in einer feststehenden Relation zu den verlängerten Kathoden, einer bock- oder webstuhlartigen Struktur, die für jede Kathode ein Paar Kathodenaufnahme- Halterungsvertiefungen aufweist, die durch einen Clipauf­ nahmeraum getrennt sind, in dem ein zweites Ende von einem zugehörigen leitenden Clip aufgenommen werden soll, wobei Wände von jedem Paar der Kathodenaufnahme-Halterungsvertie­ fungen darin aufgenommene Kathodenabschnitte mit ausrei­ chender Kraft ergreifen, um die Herstellung eines gasdich­ ten Kontaktes mit ihrem zugehörigen leitenden Clip zu er­ möglichen, wenn die Kathode in der Klemmvertiefung des Clips aufgenommen ist,
• (c) Maschinen-implementiertes Ergreifen und Einset­ zen der Kathoden in entsprechende Paare von Kathodenauf­ nahme-Halterungsvertiefungen der webstuhlartigen Struktur und
• (d) Bewegen eines leitenden Clips in einen entspre­ chenden Clipaufnahmeraum in der webstuhlartigen Struktur, so daß die Klemmvertiefung des Clips eine Kathode aufnimmt und festklemmt und eine gasdichte Verbindung zwischen dem Clip und der Kathode schließt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor dem Ergreifen und Einsetzen der Kathoden die Kathoden in einer im wesentlichen linearen Weise von den Lampenröhrenenden weg verlängert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß:

• (a) der Schritt des Ergreifens und des Einsetzens der Kathoden enthält, daß die Kathoden lose in obere Ab­ schnitte der Kathodenaufnahme-Halterungsvertiefungen einge­ setzt werden und
• (b) der Schritt des Bewegens eines leitenden Clips enthält, daß der Clip gegen die Kathode gedrückt wird, da­ mit die Kathode zwangsweise durch ihr entsprechendes Paar von Kathodenaufnahme-Halterungsvertiefungen sicher ergrif­ fen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schritt des Greifens und Einsetzens der Kathoden enthält, daß die Kathoden seitlich in die Vertie­ fungen in bezug auf eine Längsabmessung der Vertiefungen eingesetzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor dem Schritt des Bewegens eines leitenden Clips mehrere leitende Clips auf einer Schaltkarte ange­ bracht werden, auf der wenigstens ein Teil der Vorschaltan­ ordnung angebracht ist.

12. Lampenkathoden/Vorschaltanordnung-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe eine kompakte Leuchtstofflampe ist.