DE20211785U1

DE20211785U1 - Energiesparlampe

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Publication number: DE20211785U1
Application number: DE20211785U
Authority: DE
Original assignee: 7Ton Holding AG
Current assignee: 7Ton Holding AG
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2012-08-01

Description

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ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

LANDAU/PFALZ

30.07.02 B/Sz/Fa.

7ton Holding AG, 6300 Zug, Schweiz

Energiesparlampe

KORRESPONDENZ KANZLH BANKVERBINDUNGEN

POSTFACH 20 80 WESTRING 17 DEUTSCHE BANK AG LANDAU

D-76810 LANDAU/PFALZ D_;76829.LANDAUpFALZ, .0&1£400(eLZj546f0095)

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Beschreibung:

Die Erfindung betrifft Energiesparlampen mit elektronischem Vorschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Energiesparlampen werden üblicherweise so gebaut, dass der Benutzer sie ohne weiteres gegen die altbekannte Glühlampe mit Edison-Gewinde, Bajonett-Sockel oder dergleichen austauschen kann. Aus diesem Grunde sind viele Energiesparlampen mit einem Edison-Gewinde beispielsweise der Größe E27/30 ausgerüstet.

Die DE A 36 11 611 offenbart eine Standardschaltung für die elektronischen Vorschaltgeräte. Man unterscheidet folgende Komponenten: Netzgleichrichter mit Entstörglied und Ladekondensator, Wechselrichter mit zwei Schalttransistoren und einem Schwingkreistransformator mit drei galvanisch getrennten Wicklungen, Lampenvorschaltdrossel und Gasentladungslampe. Die elektrischen oder elektronischen Bauteile des Vorschaltgerätes sind üblicherweise auf einer Printplatte mit gedruckten Leiterbahnen aufgebaut.

Um die Energiesparlampe möglichst kompakt zu halten, wird allgemein versucht, das elektronische Vorschaltgerät in den Lampensockel zu integrieren. Der Miniaturisierung stehen jedoch zwei große Hindernisse entgegen.

Das erste Hindernis sind die hohen Spannungen, denen die Elektronik ausgesetzt ist. Die gleichgerichtete Netzwechselspannung von 230 Volt erreicht einen Wert von 400 Volt. Die Lampenversorgungsspannung erreicht vor dem Zünden der Gasentladung Werte von 1500 Volt und mehr. Das weitaus größere Hindernis ist jedoch die Wärme, die von den elektronischen Bauteilen des Vorschaltgerätes ausgeht. Hier sind in erster Linie zu nennen die Schalttransistoren, die aufgrund der relativ hohen Schwingfrequenz von 20 bis 80 kHz Gehäusetemperaturen von 140° C erreichen. Wärme entsteht auch in den Drosseln, da diese wegen der erforderlichen Miniaturisierung mit geringen Drahtstärken bewickelt werden müssen. Eine weitere Wärmequelle sind die magnetischen Streufelder, die von den Drosseln, insbesondere von der Lampenvorschaltdrossel, ausgehen und die in den benachbarten Metallteilen, insbesondere im Lampensockel, entsprechende Kurzschlussströme induzieren.

Schließlich erzeugt auch die Gasentladungslampe Wärme, besonders deren Heizelektroden.

Die EP 1121110 A des Erfinders offenbart bereits eine Energiesparlampe, deren elektronisches Vorschaltgerät derart miniaturisiert ist, dass es in einem genormten Lampensockel, vorzugsweise in einem Schraubsockel der Größe E27 untergebracht werden kann. Dazu sind zunächst die Schalttransistoren so angeordnet, dass sie direkt am Sockelstein des Lampensockels anliegen, so dass der Sockelstein und insbesondere die Metallteile des Lampensockels als Wärmesenke dienen. Die Printplatte steht in der Mitte des Lampensockels und wird mit Hilfe eines zweiteiligen, aus Isolierstoff bestehenden Sockelaufsatzes gehalten. Dieser Sockelaufsatz hat nicht nur die Aufgabe, die Printplatte und die darauf befestigten elektrischen Bauelemente zu halten; Aufgabe des Sockelaufsatzes ist es vielmehr auch, die Gasentladungslampe, die aus einer einfach oder mehrfach gefalteten Glasröhre mit Edelgasfüllung und eingeschmolzenen Anschlussdrähten besteht, mit dem Sockel zu verbinden. Dazu ist auf dem Sockelaufsatz eine spezielle, im Querschnitt kreuzförmige Konstruktion errichtet, die die Glasröhren von innen hält.

Es hat sich herausgestellt, dass die Montage der soeben beschriebenen Energiesparlampe noch einigermaßen aufwendig ist, da eine Vielzahl von Lötstellen nachträglich anzufertigen sind, Klebestellen angebracht werden müssen, Anschlussdrähte in aufwendiger Feinarbeit gebogen und kontaktiert werden müssen usw. Das ist unbefriedigend.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Energiesparlampe der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Grad der Fertigstellung der einzelnen Komponenten so weit getrieben wurde, dass praktisch keine nachträglichen Lötarbeiten mehr erforderlich sind und vermeidbare Anschlussdrähte, insbesondere die der Gasentladungslampe problemlos in die richtige Form gebracht werden können, so dass die Endmontage im wesentlichen nur noch aus Steck- und Schraubvorgängen besteht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Energiesparlampe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung beruht auf einer deutlichen Vereinfachung der Konstruktion, verbunden mit einer Reduzierung der Einzelteile. Der Sockelaufsatz ist nur noch einteilig. Zwecks Fixierung der Gasentladungslampe sind im Sockelaufsatz Bohrungen vorgesehen, deren Zahl, Durchmesser und Tiefe auf die Glasrohrenden der Gasentladungslampe abgestimmt sind.

Eine weitere Vereinfachung wird dadurch erreicht, dass an den Seitenkanten der Printplatte Ausformungen vorgesehen sind, die mit dem Gewinde des Schraubsockels kooperieren. Sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung diese Ausformungen metallisiert, so können sie gleichzeitig den elektrischen Kontakt zwischen dem Schraubgewinde und der Printplatte herstellen.

Eine besonders starke Vereinfachung und Beschleunigung der Montage bringen jedoch die Sackbohrungen an der Innenseite des Sockelaufsatzes in Verbindung mit entsprechenden fingerartigen Ausformungen an der Oberkante der Printplatte. Zunächst werden die Enden der Anschlussdrähte der Gasentladungslampe lose in diese Sackbohrungen gesteckt. Schließlich werden die fingerartigen Ausformungen an der Oberkante der Printplatte in die Sackbohrungen eingedrückt, wobei ein Druckkontakt zwischen der Printplatte und den Anschlussdrähten hergestellt wird. Lötarbeiten, wie sie derzeit noch üblich sind, entfallen.

Eine weitere Vereinfachung der Montage wird erzielt durch Einformungen an den Seitenkanten der Printplatte, die mit Printplattenhalterungen am Sockelaufsatz korrespondieren. Diese Printplattenhalterungen sind gemäß einer Weiterbildung als federnde Zungen ausgebildet, die sich an die Innenseite des Schraubsockels anlegen. Dadurch werden die Zungen blockiert, und die Printplatte kann sich nicht mehr lösen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sitzt der Zentralkontakt nicht wie bei den handelsüblichen Glühlampen am Schraubsockel, sondern direkt auf der Printplatte, die an der entsprechenden Stelle eine Ausformung besitzt. Der Sockelstein besitzt dann eine zentrale Öffnung, durch die der Zentralkontakt während der Montage der Printplatte im Schraubsockel hindurchtreten kann.

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Für den Fall, dass der Kontakt zwischen Printplatte und Schraubsockel nicht durch metallisierte Ausformungen hergestellt wird, wird gemäß einer alternativen Ausführungsform auf der Printplatte ein Kontaktdraht befestigt, der sich von innen an den Schraubsockel anlegt.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besteht der Sockelstein nicht wie bei den handelsüblichen Glühlampen aus Glas, sondern aus Polykarbonat. Polykarbonat ist erheblich leichter als Glas und lässt auch geringere Materialstärken zu.

Um eine optimale Kühlung der Schalttransistoren zu erreichen, sind diese auf der Printplatte so angeordnet, dass sie an der Innenseite des Schraubsockels anliegen. Dadurch ist ein großflächiger Wärmeübergang von den Transistoren auf den metallischen Schraubsockel möglich.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sitzt die Lampenvorschaltdrossel in einem Ausschnitt der Printplatte. Durch diese Positionierung ist es möglich, die Lampenvorschaltdrossel trotz ihrer erheblichen Größe innerhalb des Schraubsockels unterzubringen.

Da bei einer derartigen Anordnung allerdings die Gefahr besteht, dass die magnetischen Streufelder im Metall des Schraubsockels Kurzschlussströme erzeugen, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der Lampenvorschaltdrossel ein externer U-Kern zugeordnet, in dem sich die Streufelder konzentrieren, ohne die Metallteile des Schraubsockels zu erreichen. Außerdem kann dieser U-Kern dazu benutzt werden, die Induktivität der Lampenvorschaltdrossel fein abzustimmen.

Vorteilhafterweise besitzen die Printplattenhalterungen am Sockelaufsatz einen Längsschlitz mit Hinterschneidungen, die mit den Einformungen an der Längskante der Printplatte verrasten. Auch dies ermöglicht eine Beschleunigung der Lampenmontage.

In vielen Fällen besteht der Wunsch, die Gasentladungslampe mit einem Hüllkolben zu umgeben, beispielsweise in Birnenform, angepasst an die Form der klassischen Glühlampe. In diesem Fall empfiehlt es sich, am Sockelaufsatz Einrichtungen vorzusehen, die der Fixierung eines solchen Hüllkolbens dienen.

Gemäß einer Ausgestaltung hierzu besitzt der Hüllkolben einen Bund, der sich an die Innenseite des Schraubsockels anlegt.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine erste Energiesparlampe als Sprengbild, Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine zweite Energiesparlampe als Sprengbild,

Fig. 3 und 4 Vorder- und Rückseite einer bestückten Printplatte eines elektronischen Vorschaltgerätes,

Fig. 5 und 6 als Druntersicht bzw. Längsschnitt den Sockelaufsatz der Energiesparlampe in Fig. 1,

Fig. 7 und 8 als Druntersicht bzw. Schnitt den Sockelaufsatz der Energiesparlampe in Fig. 2 und

Fig. 9 in perspektivischer Darstellung die Energiesparlampe der Fig. 2 im komplettierten Zustand.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung sowie als Sprengbild eine erste Energiesparlampe, im wesentlichen bestehend aus einem Lampensockel 10, hier in Form eines Schraubsockels mit Edison-Gewinde E 27. Man erkennt ein Schraubgewinde 11 aus Metall, einen Sockelstein 12, z. B. aus Polycarbonat, mit einer zentralen Öffnung 14.

Man erkennt des weiteren eine Gasentladungslampe 30, bestehend aus einer wendelförmig gebogenen Glasröhre 31 mit an den Enden eingeschmolzenen Anschlussdrähten (Fig. 5 und 7). Die Gasentladungslampe 30 ist von einem zweiteiligen Hüllkolben 33 umgeben, der an seinem unteren Ende einen umlaufenden Bund 34 besitzt. Mit diesem Bund 34 taucht der Hüllkolben 33 in das Schraubgewinde 11 ein und wird so fixiert.

Des weiteren erkennt man in Fig. 1 ein elektronisches Vorschaltgerät 40, dessen elektrische und elektronische Bauelemente auf einer Printplatte 41 montiert sind. Die Printplatte 41 trägt an ihrer Unterkante einen Zentralkontakt 13, der bei der Montage der Energiesparlampe durch die zentrale Öffnung 14 im Sockelstein 12 hindurchtaucht.

An den Seitenkanten der Printplatte 41 sind Ausformungen 45 angebracht, die auf das Gewinde des Schraubsockels 41 abgestimmt sind, so dass dieser auf die Printplatte 41 aufgeschraubt werden kann.

Die Printplatte 41 ist mit einem einteiligen Sockelaufsatz 20 verrastet. Dazu besitzt der Sockelaufsatz 20 an seiner Unterseite rechts und links federnde Zungen 22 als Printplattenhalter. Außerdem trägt der Sockelaufsatz 20 die Gasentladungslampe 30. Einzelheiten hierzu ergeben sich aus den Figuren 3 bis 8.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung sowie als Sprengbild eine zweite Energiesparlampe. Diese unterscheidet sich von der ersten Energiesparlampe dadurch, dass die Gasentladungslampe 30' aus zwei U-förmig gefalteten Glasröhren 31 besteht. Gehalten wird die Gasentladungslampe 30' von einem Sockelaufsatz 20', dessen äußere Form an die Gasentladungslampe 30' angepasst ist.

In der Innenseite des Sockelaufsatzes 20' und von dessen Unterseite aus zugänglich erkennt man vier Sackbohrungen 24, die mit fingerförmigen Ausformungen 44 an der Oberkante der Printplatte 41 korrespondieren. Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung zu den Figuren 3-8.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Vorder- und Rückseite der bestückten Printplatte 41. Auf der in Fig. 3 dargestellten Vorderseite erkennt man unter anderem in einem Ausschnitt 42 eine Lampenvorschaltdrossel Dr. Dieser ist ein U-Kern 49 zugeordnet, der Streufelder der Lampenvorschaltdrossel Dr abfängt, so dass diese in den Metallteilen des Lampensockels 10 keine Wirbelströme erzeugen. Außerdem kann durch eine veränderte Position des U-Kerns 49 die Induktivität der Lampenvorschaltdrossel Dr fein eingestellt werden.

Des weiteren erkennt man auf der Printplatte 41 einen Ringkern Rk, auf dem drei Steuerwicklungen für den Wechselrichter des Lampenvorschaltgeräts 40 aufgebracht sind. Schließlich ist noch der Entstörkondensator Ce zu erkennen.

Auf der in Fig. 4 dargestellten Rückseite der Printplatte 41 erkennt man zusätzlich zur Lampenvorschaltdrossel Dr unter anderem die vier Netzgleichrichter Di, den zugehörigen Netzkondensator Cn sowie zwei Schalttransistoren Tl, T2 des Wechselrichters. Auf der Oberkante der Printplatte 41 sind außerdem ein Lampen kondensator Cl und ein Ausgangskondensator Ca positioniert.

An der Oberkante der Printplatte 41 erkennt man die fingerartigen Ausformungen 44, deren Aufgabe es ist, den elektrischen Kontakt zu den Anschlussdrähten 32 (Fig. 5 und 7) der Gasentladungslampe 30, 30' herzustellen.

An den Seitenkanten der Printplatte 41 erkennt man die Ausformungen 45, auf die der Schraubsockel 11 des Lampensockels aufgedreht werden kann. Ein an der Seitenkante der Printplatte 41 zusätzlich angeordneter Kontaktdraht 46 legt sich dabei von innen an den Schraubsockel 11 an und stellt so die elektrische Verbindung her.

An der Unterkante der Printplatte 41 erkennt man eine Ausformung 43, auf die der Zentral kontakt 13 unter Herstellung des elektrischen Kontakts aufgeschoben wird.

Fig. 5 als Druntersicht und Fig. 6 als Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 zeigen den Sockelaufsatz 20 für die in Fig. 1 dargestellte Energiesparlampe. Es handelt sich um ein Kunststoffteil in Zylinderform, in das zwei Öffnungen 21 eingeformt sind, abgestimmt auf Durchmesser und Tiefe der Glasrohrenden 31 der Gasentladungslampe 30. Die in die Glasrohrenden 31 eingeschmolzenen Anschlussdrähte 32 sind in die vier Sackbohrungen 24 eingesteckt. Die Glasrohrenden 31 sind in die Öffnungen 21 einzementiert.

Des weiteren erkennt man an der Unterseite des Sockelaufsatzes 20 rechts und links die Printplattenhalterungen in Form von federnden Zungen 22 mit eingeformten Hinterschneidungen 23. Diese korrespondieren mit den Einformungen 47 an den Seitenkanten der Printplatte 41 so, dass die Printplatte 41 auf die Printplattenhalterungen 22 aufgerastet werden kann. Des weiteren sind die Zungen 22 so dimensioniert, dass sie

sich an die Innenseite des Schraubsockels 11 anlegen, sobald dieser auf die Ausformung 42 der Printplatte 41 aufgeschraubt wird. Dadurch werden die zungenförmigen Printplattenhalterungen 22 blockiert, und die Printplatte 41 sitzt unverlierbar am Sockelaufsatz.

Fig. 7 als Druntersicht und Fig. 8 als Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7 zeigen den Sockelaufsatz 20' für die in Fig. 2 dargestellte Energiesparlampe. Der Sockelaufsatz 20' besitzt vier Öffnungen 21, deren Durchmesser und Tiefe auf die Glasrohrenden 31 der Gasentladungslampe 30' abgestimmt sind. Die Anschlussdrähte 32 sind wieder in die Sackbohrung 24 eingesteckt, so dass die Anschlussdrähte 32 mit den fingerartigen Ausformungen 44 an der Oberkante der Printplatte 41 kontaktieren, sobald diese in die Sackbohrungen 24 eingeführt werden.

Fig. 9 zeigt in perspektivischer Darstellung die Energiesparlampe der Fig. 2 im komplettierten Zustand. Der Schraubsockel 11 ist auf die Printplatte 41 und den Sockelaufsatz 20 aufgeschraubt. Der Mittenkontakt 13 taucht durch den Sockelstein hindurch.

Claims

1. Energiesparlampe, im wesentlichen umfassend einen Lampensockel (10), bestehend aus

- einem Schraubsockel (11)

- einem Zentralkontakt (13)

- und einem dazwischen angeordneten Sockelstein (12) aus Isoliermaterial eine Gasentladungslampe (30'), bestehend aus wenigstens einem Glasrohr (31) mit eingeschmolzenen Anschlussdrähten (32)

- ein elektronisches Vorschaltgerät (40), welches aus der Netzwechselspannung die zum Betrieb der Gasentladungslampe (30) benötigte Speisewechselspannung erzeugt, umfassend

- eine Printplatte (41),

- elektronische Bauelemente (Ca, Ce, Cl, Cn, Dr, Di, T1, T2, Rk) auf der Printplatte (41),

- Anschlusskontakte (43, 46) zum Zentralkontakt (13) bzw. zum Schraubsockel (11)

- und Anschlusskontakte (44) für die Anschlussdrähte (32) der Gasentladungslampe (30)

- und einen Sockelaufsatz (20, 20'), umfassend

- Öffnungen (21) für die Anschlussdrähte (32) der Gasentladungslampe (30'),

- Halter (22) zum Verbinden des Sockelaufsatzes (20, 20') mit dem Lampensockel (10)

- und Halterungen (22) zum Befestigen der Printplatte (41),

gekennzeichnet durch die Merkmale:

- die Printplatte (41) besitzt

- an ihren Seitenkanten Ausformungen (45), die mit dem Gewinde des Schraubsockels (11) kooperieren,

- an ihrer Unterkante eine Ausformung (43), die den Zentralkontakt (13) kontaktiert,

- an ihrer Oberkante stiftförmige Ausformungen (44), die die Anschlussdrähte (32) kontaktieren,

- und an ihren Seitenkanten Einformungen (47), die mit den Printplattenhalterungen (22) des Sockelaufsatzes (20) kooperieren,

- der Sockelaufsatz (20) besitzt an seiner Innenseite Öffnungen (24), die die stiftförmigen Ausformungen (44) der Printplatte (41) aufnehmen und unter Druck kontaktieren.

2. Energiesparlampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

- der Zentralkontakt (13) sitzt an der Printplatte (41),

- der Sockelstein (12) besitzt eine zentrale Öffnung (14) für den Zentralkontakt (13).

3. Energiesparlampe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Ausformungen (45) an den Seitenkanten der Printplatte (41) sind metallisiert und kontaktieren den Schraubsockel (11).

4. Energiesparlampe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- an der Printplatte (41) ist ein Kontaktdraht (46) befestigt, der den Schraubsockel (11) kontaktiert.

5. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- der Sockelstein (12) besteht aus Kunststoff, vorzugsweise Polycarbonat (PC).

6. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Schalttransistoren (T1, T2) des elektronischen Vorschaltgerätes (40) liegen an der Innenseite des Schraubsockels (11) an.

7. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Lampenvorschaltdrossel (Dr) des elektronischen Vorschaltgerätes (40) sitzt in einem Ausschnitt (42) der Printplatte (41).

8. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- der Lampenvorschaltdrossel (Dr) des elektronischen Vorschaltgerätes (40) ist ein externer U-Kern (49) zugeordnet.

9. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Printplattenhalterungen (22) am Sockelaufsatz (20) sind als federnde Zungen ausgebildet, die sich an die Innenseite des Schraubsockels (11) anlegen.

10. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Printplattenhalterungen (22) am Sockelaufsatz (20) besitzen einen Längsschlitz (23) mit Hinterschneidungen, die mit den Einformungen (47) an den Längskanten der Printplatte (41) verrasten.

11. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- der Sockelaufsatz (20, 20') besitzt Öffnungen (21), deren Zahl, Durchmesser und Tiefe auf die Glasrohrenden der Gasentladungslampe (30') abgestimmt sind.

12. Energiesparlampe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- der Sockelaufsatz (20) besitzt Einrichtungen zur Fixierung eines Hüllkolbens (33).

13. Energiesparlampe nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- der Hüllkolben (33) besitzt einen Bund (34), der sich an die Innenseite des Schraubsockels (11) anlegt.