DE2109898B2 - Leuchtstofflampe mit kleinen Abmessungen - Google Patents
Leuchtstofflampe mit kleinen AbmessungenInfo
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Description
Die Leuchtstofflampe besitzt die Vorteile, daß sie melt, wodurch der in der Lampenröhre sich einsteleine
größere Lichtausbeute als die Glühlampe besitzt lende Quecksilberdampfdnick durch die Temperatur
und eine große Spektralbreite der erzeugten Farben an dieser Ausbauchung bestimmt wird,
aufweist und einmalige Eigenschaften hervorruft, die 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nicht von der tragbaren Leuchte erhalten werden Leuchtstofflampe der eingangs genannten Art zu können, die eine Glühlampe verwendet. Die zur Zeit schaffen, die bei kompaktem Aufbau und niedrigem im Gebrauch befindlichen Leuchtstofflampen besitzen Energieverbrauch eine hohe Leuchtdichte und lange die Nachteile, daß die kleinste verwendete Leucht- Lebensdauer erreichen läßt.
aufweist und einmalige Eigenschaften hervorruft, die 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nicht von der tragbaren Leuchte erhalten werden Leuchtstofflampe der eingangs genannten Art zu können, die eine Glühlampe verwendet. Die zur Zeit schaffen, die bei kompaktem Aufbau und niedrigem im Gebrauch befindlichen Leuchtstofflampen besitzen Energieverbrauch eine hohe Leuchtdichte und lange die Nachteile, daß die kleinste verwendete Leucht- Lebensdauer erreichen läßt.
stofflampe, obwohl es wünschenswert ist, daß die 45 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zumindest
Lichtquelle für die tragbare Leuchte so klein wie einer der die Lampenelektroden umfassenden Röhrenmöglich ist, einen Außendurchmesser von etwa abschnitt _. renüber dem die positive Säule umfas-15
mm, eine Röhrenlänge von etwa 135 mm und eine senden P nr ibschnitt erweitert ist, um die Schwär-Nennleistung
von 4 Watt hat, was noch zu groß für zung < >i.. :., cdampftes Elektrodenmaterial zu vereine
tragbare Leuchte ist. Da die Leuchtstofflampe so meiden -■; ·. :n Dampfdruck zu steuern,
eine beträchtlich niedrigere Leuchtdichte als die Bei der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe wird
eine beträchtlich niedrigere Leuchtdichte als die Bei der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe wird
Glühlampe besitzt, hat sie weiterhin nicht notwendi- der sich in ihr einstellende Druck durch die kühlsten
gerweise die für eine tragbare Leuchte erforderliche Stellen bestimmt; dies ist naturgemäß der erweiterte
hohe Kondensationsfähigkeit. Abschnitt, da dort die Stromdichte am niedrigsten ist.
Eine Leuchtstofflampe könnte in ihrer Größe ver- 55 Dadurch wird erreicht, daß in dem die positive Säule
ringert werden, wenn ihre Röhrenlänge gekürzt ist; umfassenden engeren Abschnitt der Druck niedrig
dadurch ergibt sich jedoch ein kürzerer Abstand der gehalten werden kann, so daß die Leuchtdichte nicht
Elektroden, wodurch die Länge des Teils der Leucht- herabgesetzt wird. In dem die positive Säule umfasstofflampe
verkürzt wird, die von einer positiven senden engeren Röhrenabschnitt findet keine unmit-Säule
eingenommen ist, die die wichtigste Rolle bei 60 telbare Elektrodenemission statt, so daß in diesem
der Lumineszenz spielt.; Dadurch wird die Lichtaus- Abschnitt keine frühzeitige Schwärzung auftritt, wobeute
der Lampe kleiner, wodurch es unmöglich ist, mit die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Leuchtdie
Leuchtdichte zu verbessern. Es gibt nun zwei stofflampen erheblich vergrößert wird.
Wege zur Verbesserung der Leuchtdichte der Lampe; Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs-
Wege zur Verbesserung der Leuchtdichte der Lampe; Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs-
einer besteht darin, den Lampenstrom zu erhöhen, 65 gemäßen Leuchtstofflampe besteht darin, daß der Inwährend
der andere darin besteht, den Innendurch- nendurchmesser des die Lampenelektroden umfassenmesser
der Röhre zu verringern. Die erste Methode den Röhrenabschnittes 8 bis 14 mm und der Nennbringt:
den Quecksilberdampfdruck zur Erhöhung, lampenstrom weniger als 125 mA beträgt.
Die erfindungsgemäße Leuchtstofflampe kleiner wird auf einem Pegel gehalten, der der niedrigsten
Abmessung findet ihre Anwendung nicht nur bei der Röhrentemperaturen entspricht. Dabei hat nariireiner
tragbaren Leuchte, sondern auch als Innen- lieh die Röhrenwand an dem durch den Pfeil belampe
oder Signallampe, die bei Fahrzeugen, wie zeichneten geschlossenen Ende die niedrigste Tempe-Automobilen,
verwendet wird, und als Lichtquelle für 5 ratur. Die Strahlungsausbeute der Ultraviolettstrah-Bildwiedergabezwecke.
So ist die erfindungsgemäße lung von 253,7 mn, die zum Leuchten des Leucht-Leuchtstofflampe
in Gebieten anwendbar, wo es bis- Stoffs in einer Niederdruck- Quecksilberdampfentlaher
als relativ schwer angesehen wurde, die konven- dungslampe beiträgt, ist am höchsten bei einem bei
tioneUen Leuchtstofflampen τα verwenden, und dies 40° C entwickelten Quecksilberdampfdruck, und dazeigt
die großen Möglichkeiten, die die erfindungs- io her ist es wünschenswert, daß die Röhrenwand der
gemäße Leuchtstofflampe für industrielle Anwendun- brennenden Lampe bei 40° C gehalten wird. Wie
gen hat. sich aus F i g. 2 ergibt, beträgt der am meisten ge-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schema- eignete Wert des Innendurchmessers B des die Elektischer
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher troden einer Lampe enthaltenden Abschnitts bei
erläutert. 15 einem Lampenstrom von 90 mA etwa 10 mm. Da mit
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungs- der Erfindung der Nenn-Lampenstrom unter 125 mA
gemäßen Leuchtstofflampe kleiner Abmessung; reduziert werden soll, ist es nötig, daß die Abmes-
Fig. 2 bis 5 zeigen Ergebnisse eines TeUs von sung B kleiner als 14mm ist. Weiterhin sollte hin-Messungen,
die bei einem Prototyp der erfindungs- sichtlich der Frühschwärzung der Lampe die Abgemäßen
Leuchtstofflampe zur Erreichung optimaler ao messung B bis auf 8 mm reduziert werden — in AbAbmessungen
von deren Einzelteilen vorgenommen hängigkeit davon, wie die Wendel der negativen Elekwurden,
und trode angeordnet ist. Unter Berücksichtigung der
F i g. 6 zeigt eine Schnittansicht einer anderen Aus- Frühschwärzung der Lampe und eines geeigneten
führungsform der erfindungsgemäßen Leuchtstoff- Quecksilberdampfdrucks kann mit anderen Worten
lampe kleiner Abmessung. 25 gesagt werden, daß dei geeignete Innendurchmesser
In F i g. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Glas- der die Elektroden enthaltenden Röhrenabschnitte
röhre, in der der Innendurchmesser A des Röhrenab- bei der Bildung einer Leuchtstofflampe mit einem
Schnitts, der die positive Säule umgibt, kleiner ist als Nenn-Lampenstrom von 125 mA oder weniger auf
der Innendurchmessers des Röhrenabschnitts, der 8 bis 14mm eingestellt werden sollte,
die Elektrode und deren unmittelbare Umgebung um- 30 Zusätzlich zur Kleinheit der Abmessungen und zu gibt. Die Innenoberfläche der Röhre ist mit Leucht- dem niedrigen Energieverbrauch wird die Oberflästoff 2 bedeckt, und einige mg Quecksilber und einige chenleuchtdichte und die Lichtabgabe (Lichtstrom) mmHg Edelgas sind in der Röhre enthalten. Ein pro Längeneinheit der Röhre vergrößert, was für eine Elektrodenpaar 3 und 4 ist einander gegenüber in den tragbare Lampe erforderlich ist; außerdem wird die Enden der Röhre 1 angeordnet. Da der Innendurch- 35 Lichtausbeute (das Verhältnis des gesamten Lichtmesser der Röhre an dem Röhrenabschnitt, der die stromes der Lampe zur Energieaufnahme der Lampe) positive Säule umgibt, kleiner gemacht ist als an den verbessert, was allgemein als bei einer Leuchtstoff-Abschnitten um die Elektroden, steigt die Tempera- lampe zu erfüllende Bedingung zu betrachten ist. In tür des die positive Säule umgebenden Röhrenab- dieser Hinsicht wurden nach Bestimmung eines spezischnitts mehr an als die Temperatur der Röhrenab- 40 fizierten Wertes der Abmessung B durch die im vorschnitte um die Elektroden, und daher wird der hergehenden beschriebenen experimentellen Untersu-Quecksilberdampfdruck in der Röhre von der Tem- chungen verschiedene Tests zur Bestimmung eines peratur innerhalb der Enden der Röhre gesteuert. geeigneten Bereichs der Größe A durchgeführt, die Darum tritt kein Problem eines erhöhten Quecksilber- der Innendurchmesser des die positive Säule bedampfdrvcks in der Röhre und des resultierenden 45 deckenden Röhrenabschnitts ist. Die Ergebnisse der Abfalls der Lichtausbeute auf, was der Fall ist, wenn Tests werden im folgenden erläutert, wobei für das die Stromdichte in einer gewöhnlichen Lampe mit Maß B=IO mm angenommen wurde,
einem uniformen Innendurchmesser erhöht ist. Die Beziehungen zwischen dem Innendurchmes-
die Elektrode und deren unmittelbare Umgebung um- 30 Zusätzlich zur Kleinheit der Abmessungen und zu gibt. Die Innenoberfläche der Röhre ist mit Leucht- dem niedrigen Energieverbrauch wird die Oberflästoff 2 bedeckt, und einige mg Quecksilber und einige chenleuchtdichte und die Lichtabgabe (Lichtstrom) mmHg Edelgas sind in der Röhre enthalten. Ein pro Längeneinheit der Röhre vergrößert, was für eine Elektrodenpaar 3 und 4 ist einander gegenüber in den tragbare Lampe erforderlich ist; außerdem wird die Enden der Röhre 1 angeordnet. Da der Innendurch- 35 Lichtausbeute (das Verhältnis des gesamten Lichtmesser der Röhre an dem Röhrenabschnitt, der die stromes der Lampe zur Energieaufnahme der Lampe) positive Säule umgibt, kleiner gemacht ist als an den verbessert, was allgemein als bei einer Leuchtstoff-Abschnitten um die Elektroden, steigt die Tempera- lampe zu erfüllende Bedingung zu betrachten ist. In tür des die positive Säule umgebenden Röhrenab- dieser Hinsicht wurden nach Bestimmung eines spezischnitts mehr an als die Temperatur der Röhrenab- 40 fizierten Wertes der Abmessung B durch die im vorschnitte um die Elektroden, und daher wird der hergehenden beschriebenen experimentellen Untersu-Quecksilberdampfdruck in der Röhre von der Tem- chungen verschiedene Tests zur Bestimmung eines peratur innerhalb der Enden der Röhre gesteuert. geeigneten Bereichs der Größe A durchgeführt, die Darum tritt kein Problem eines erhöhten Quecksilber- der Innendurchmesser des die positive Säule bedampfdrvcks in der Röhre und des resultierenden 45 deckenden Röhrenabschnitts ist. Die Ergebnisse der Abfalls der Lichtausbeute auf, was der Fall ist, wenn Tests werden im folgenden erläutert, wobei für das die Stromdichte in einer gewöhnlichen Lampe mit Maß B=IO mm angenommen wurde,
einem uniformen Innendurchmesser erhöht ist. Die Beziehungen zwischen dem Innendurchmes-
Es wurden Untersuchungen durchgeführt, um opti- ser A (mm) des die positive Säule überdeckenden
male Abmessungen A und B der Leuchtstofflampe 5° Röhrenabschnitts und der relativen Leuchtdichte b
in der in Fig. 1 gezeigten Form hinsichtlich Wirt- des gleichen Abschnitts sind in Fig. 3 veranschauschaftlichkeit
und ihrer Eigenschaften zu bestimmen. licht, wobei der Lampenstrom der Parameter ist. In
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden im F i g. 4 sind die Beziehungen zwischen dem Innenfolgenden
kurz beschrieben. durchmesser A (mm) des die positive Säule über-
Zur Bestimmung des Innendurchmessers B an den 55 deckenden Röhrenabschnitts und dem Relativwert /
die Elektroden enthaltenden Röhrenabschnitten wur- des Lichtstromes pro Längeneinheit des gleichen
den zuerst vier Arten Leuchtstofflampen erzeugt, Röhrenabschnitts veranschaulicht, wobei der Lamderen
Abstand zwischen dem geschlossenen Ende der penstrom der Parameter ist. In F i g. 5 sind die BeRöhre
und der negativen Elektrode (C in Fig. 1) Ziehungen zwischen dem Durchmesser A (mm) und
etwa 15 mm beträgt und deren Innendurchmesser B 6° dem Relativwert η der Lichtausbeute veranschaulicht,
der die Elektroden enthaltenden Röhrenabschnitte wobei die Länge (in F i g. 1 als I angezeigt) des den
jeweils 8, 10, 12 und 14 mm beträgt. Diese Lampen Innendurchmesser A aufweisenden Röhrenabschnitts
wurden bei Normaltemperatur (Raumtemperatur von 40 mm ist und der Lampenstrom den Parameter biletwa
20° C) eingeschaltet, und die Röhrentemperatu- det. Je größer das Maß I, desto mehr ist natürlich die
ren wurden bei verschiedenen Lampenströmen ge- 65 Lichtausbeute η erhöht. Wie sich aus den Zeichnunmessen.
Die niedrigste der gemessenen Röhrentempe- gen ersehen läßt, ist die Leuchtdichte b der positiven
raturen ergab sich, wie in F i g. 2 veranschaulicht ist. Säule um so mehr erhöht, je geringer der Innendurch-Der
Quecksilberdampfdruck innerhalb der Röhre messer A ist, jedoch erreicht der Lichtstrom pro Lan-
geneinheit einen Maximalwert, wenn der Röhren-Innendurchmesser etwa 6 bis 7 mm beträgt. Andererseits
ist die Lichtausbeute η bei einem Röhren-Innendurchmesser von 7 mm maximal. Hinsichtlich der
Lampeneigenschaften ist es daher nicht erwünscht, den Röhren-Innendurchmesser A zu sehr zu reduzieren;
zusammenfassend gedacht sollte der Röhren-Innendurchmesser A am besten zumindest halb so
groß sein wie der Röhren-Innendurchmesser B.
Im vorhergehenden wurde eine Erläuterung der speziell konstruierten erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe
zur Bestimmung deren meistgeeigneten Werte angegeben. Es werden nun Werte für einige Ausfiihrungsformen
angegeben:
Aus | Aus- | Lampe | |
führungs- | führungs- | FL4W | |
form | fortn | ||
(zum | |||
I | Π | Vergleich) | |
Innendurchmesser B | |||
des Röhrenabschnitts | |||
mit Elektrode (mm) | 10 | 13 | 14 |
Innendurchmesser A | |||
des die positive Säule | |||
überdeckenden Röh | |||
renabschnitts (mm) | 6 | 8 | 14 |
Länge Z des Röhren | |||
abschnitts mit dem | |||
Innendurchmesser A | |||
(mm) | 40 | 60 | |
Elektrodenabstand | |||
(mm) | 55 | 75 | 70 |
Lampenstrom (mA) ... | 80 | 110 | 125 |
Lampenspannung (V).. | 36 | 35 | 33 |
Lampenleistungs | |||
aufnahme (W) | 2,5 | 3,2 | 3,8 |
Lichtstrom pro Längen | |||
einheit der positiven | |||
Säule (Lm/mm) | 1,48 | 1,75 | 1,10 |
Gesamtlichtstrom (Lm) | 78 | 130 | 120 |
Lichtausbeute (Lm/W) | 31 | 41 | 32 |
Leuchtdichte der positi | |||
ven Säule (cd/cm2) .. | 2,5 | 2,2 | 0,7 |
Aus der vorhergehenden Tabelle ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Leuchtstofflampe eine mehr als
dreifache Leuchtdichte besitzt, eine gleiche oder größere Lichtausbeute und — wie aus den Abständen
S zwischen den Elektroden zu sehen ist — in der Röhrenlänge gleich oder kürzer ist als die Leuchtstofflampe
FL 4 W, die die zur Zeit verfügbare kleinste Leuchtstofflampe ist. Weiterhin beträgt der Energieverbrauch
der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe
ίο nur 2 bis 3 Watt.
Wie vorstehend ausgeführt wurde, hängt der Quecksilberdampfdruck in der Röhre von der niedrigsten
Temperatur in der Röhre ab, und daher ist, falls eine Belastung ausgeübt wird auf die Steuerung
des Quecksilberdampfdrucks, abgesehen von der Frühschwärzung der Lampe, nicht immer notwendig,
zwei Röhrenabschnitte mit einem größeren Innendurchmesser B vorzusehen, wo die Elektroden enthalten
sind; sondern es genügt zur Hervorbringung der-
ao selben Wirkung, einen der Röhrenabschnitte vorzusehen. In dem Fall, wo die Lampe selbst beim direkten
Anschließen einer Gleichspannung eingeschaltet wird, arbeitet die mit dem positiven Anschluß der
Gleichspannungsquelle verbundene Elektrode der
as Lampe als eine positive Elektrode. Daher besteht
kein Bedarf für eine gewendelte heiße Kathode, die eine Elektronen emittierende Substanz enthält; sondern
lediglich eine Elektrode aus einem Metallstück dient dem Entladungszweck. So bewirkt das Nicht-Vorhandensein
einer von der Elektrode zerstreuten, Elektronen emittierenden Substanz keine Frühschwärzung
der Lampe, selbst wenn der Innendurchmesser dieses Abschnitts der Röhre so klein jst wie
der die positive Säule überdeckende Abschnitt. In anderen Worten, es ist in einem solchen Fall möglich,
eine Röhre mit nur einem größeren Röhrenabschnitt zu verwenden, der eine Elektrode enthält, wie dies in
F i g. 6 dargestellt ist.
Durch die Erfindung wird somit eine klein bemessene Leuchtstofflampe mit Niederdruck-Quecksilberdampf
und einem Nennlampenstrom weniger ali 125 mA geschaffen, in der der Innendurchmesser de*
Mittelabschnitts eines Leuchtrohrs kleiner ist als dei an zumindest einem der Enden der Röhre, wodurcl
eine äußerst helle, kompakte Lampe mit niedrigen Energieverbrauch gebildet wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Leuchtstofflampe mit kleinen Abmessungen Methode Probleme einer früheren Schwärzung der
für tragbare Leuchten, dadurch gekenn- Lampe und einer besseren Ausbildung mit sich, die
zeichnet, daß zumindest einer der die Lam- 5 erforderlich ist, um eine Elektrodenanordnung an
penelektroden umfassenden Röhrenabschnitte ge- einer Röhre mit einem gerufen Außendurchmesser
genüber dem die positive Säule umfassenden zu befestigen. Die frühere Schwärzung der Lampe
Rohrabschnitt erweitert ist, um die Schwärzung wird im allgemeinen durch den kurzen Abstand zwidurch
abgedampftes Elektrodenmaterial zu ver- sehen der negativen Elektrode der Lampe und der
meiden und den Dampfdruck zu steuern. io Röhrenwand bewirkt durch den es den auf den nega-
2. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch tiven Elektroden gebildeten Oxyden leicht gemacht
gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (B) wird, bis zur Innenfläche der Rohrenwand zu fliegen,
des die Lampenelektroden umfassenden Röhren- wenn die Lampe brennt.
abschnittes 8 bis 14 mm und der Nennlampen- Es sind bereits Leuchtstofflampen mit kleinen Ab-
strom weniger als 125 ωΑ beträgt. 15 messungen für tragbare Leuchten bekannt, bei denen
die Entladungsstrecke einen kleineren Innendurch-
messer aufweist als der Teil, in welchem die Elektroden
untergebracht sind (französische Patentschrift
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtstoff- 755 326, schweizerische Patentschrift 161685, brilampe
mit kleinen Abmessungen für tragbare Leuch- 20 tische Patentschriften 360 296 und 307 982). Bei dieten
sen Leuchtstofflampen bestand das Problem, eine
Als Lichtquelle für eine tragbare Leuchte mit relativ umfangreiche Elektrodenanordnung unterzu-Trockenelement-Zellen
als Energieversorgung wurde bringen und gleichzeitig eine vernünftige Leuchtim allgemeinen eine klein bemessene Glühlampe dichte zu erreichen. Dies machte die unterschiedniedriger
Leistung verwendet. Später wurde ein Ver- 25 liehen Durchmesser erforderlich, jedoch trat dabei
fahren entwickelt, bei welchem eine Gleichspan- das Problem der Lampenschwärzung durch aufgenungs-Energie
mittels einer Oszillatoreinrichtung, die dampftes Elektrodenmaterial nicht auf. Das gleiche
ein Halbleiterelement verwendet, in eine Hochfre- gilt für eine bereits bekannte Blitzröhre (deutsche
quenzenergie umgewandelt werden kann, wobei die Patentschrift 897 199), bei der die Entladungsstrecke
an einen Lichtquellenanschluß anzulegende Spannung 30 verengt wurde, um ihre Querschnittsbelastung zu erim
Bedarfsfall durch einen Transformator heraufge- höhen.
setzt werden kann. Dadurch kam eine Leuchtstoff- Zur Erreichung eines gleichbleibenden Dampfentladungslampe,
bei der Niederdruck-Quecksilber- drucks sind andererseits bei Leuchtstofflampen Ausdampf
verwendet wird (im folgenden als Leuchtstoff- bauchungen bekanntgeworden (»Elektrizitätsverwerlampe
bezeichnet), als Lichtquelle für eine tragbare 35 rung, Januar/Februar 1960«, S. 9 bis 14), in denen
Leuchte in Gebrauch. sich Kondensat des verwendeten Quecksilbers sam-
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=11975608
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BHV | Refusal |