DE2835183C2

DE2835183C2 - Lampeneinheit

Info

Publication number: DE2835183C2
Application number: DE2835183A
Authority: DE
Inventors: Jozef Cornelis Moerkens; Leonard Eindhoven Woldring
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1978-08-11
Publication date: 1983-04-14
Also published as: NL174104B; DE2835183A1; JPS6238305Y2; BE869879A; IT1098165B; ES472717A1; NL174104C; NL7709264A; GB2003314B; FR2401519A1; BR7805396A; US4353007A; CA1114888A; FR2401519B1; JPS5444369A; GB2003314A; JPS592064U; IT7826850A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Lampeneinheit, bestehend aus einem Quecksilberdampfniederdruck-Entladungsrohr und einem damit baulich verbundenen und elektrisch in Serie geschalteten induktiven Vorschaltgerät zur Stabilisierung des Entladungsrohres sowie einem mit zwei Anschlußorganen versehenen Lampensockel.

Eine derartige Lampeneinheit kann eine Glühlampe ersetzen. Zu diesem Zweck ist der Lampensockel beispielsweise ein Edison- oder Swansockel.

Bei einer aus der DE-PS 8 37 892 bekannten Lampeneinheit dieser Art ist das induktive Vorschaltgerät verhältnismäßig groß, wodurch diese Lampeneinheit ziemlich voluminös ist.

Bei einer aus der GB-PS 3 07 424 bekannten, aus einem Entladungsrohr, einer damit baulich verbundenen Induktivität sowie einem Lampensockel bestehenden Lampeneinheit erfolgt die Stabilisierung des Entladungsrohres mit Hilfe von Widerständen. Die Induktivität ist ein Transformator, der nur zur Heizung der Elektroden dient.

Aus der DE-OS 25 29 005 ist ein Niederdruckquecksilberdampfentladungsrohr mit einer verhältnismäßig hohen Bogenspannung von 130VoIt bekannt. Dieses Entladungsrohr ist jedoch nicht Teil einer Lampeneinheit, bei der das Entladungsrohr und ein induktives Vorschaltgerät eine bauliche Einheit bilden. — Dasselbe gilt auch für die Lampe nach der DE-OS 22 51 835.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lampeneinheit zu schaffen, bei der das induktive Vorschaltgerät klein sein kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Lampeneinheit eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bogenspannung des Entladungsrohres zwischen 0,54 SVoIt und 0,64 5 Volt liegt, wobei 5 die Stempelspannung der Lampeneinheit in Volt ist.

Unter Stempelspannung einer Lampeneinheit sei der Effektivwert der elektrischen Spannung verstanden, bei der diese Lampeneinheit betrieben werden muß.

Unter der Bogenspannung sei die Bogenspannung im

bO Betriebszustand der Lampeneinheit verstanden, d. h. die Bogenspannung, die nach dem Zünd- oder Anlaufvorgang der Lampeneinheit vorliegt.

Unter dem Begriff »Entladungsrohr und einem damit baulich verbundenen induktiven Vorschaltgerät« sei sowohl eine unlösbare als auch eine lösbare Einheit verstanden. Im letzten Fall ist die bauliche Verbindung beispielsweise eine Schraubverbindung oder eine Einrastverbindung.

Zur Erläuterung diene folgendes. Bei den bekannten, induktiv stabilisierten Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen wird in der Regel die Größe der Bogenspannung derart gewählt, daß sie die Hälfte des Effektivwertes der verfügbaren Wechselspannung beträgt. Dies bedeutet, daß man bei einem Wechselspannungsnetz mit einem Nennwert von 220 Volt eine Bogenspannung von ungefähr 110 Volt wählt. Ist diese Bogenspannung größer als die Hälfte der Speisespannung, dann ist der elektrische Lampenstrom und damit die Lampenhelligkeit in höherem Maße von Spannungsschwankungen im Speisenetz abhängig. Demgegenüber steht jedoch der Vorteil, daß eine größere Bogenspannung bei konstant gehaltener elektrischer Lampenleislung zu einem geringeren elektrischen Strom durch die Lampe und durch das Vorschaltgerät führt. Auch die Spannung an diesem Vorschaltgerät ist dabei geringer. Dies bedeutet, daß das induktive Vorschaltgerät kleiner bemessen werden kann.

Wählt man erfindungsgemäß bei einer Stempelspannung 5der Lampeneinheit von 220 Volt die Bogenspannung des Entladungsrohres zwischen 0,54SVoIt und 0,64 SVoIt,d.h.zwischen etwa 120und 140VoIt — statt 110 Volt — kann das Volumen des Vorschaltgerätes um etwa 10 bis 20% verringert werden. Weiterhin ist sogar bei der Obergrenze 0,64SVoIt (= 140VoIt) des Bogenspannungsbereiches die Schwankung im Lumenwert des Entladungsrohres bei der üblichen Netzspannungstoleranz von ±10% (d.h. 198 bis 242 Volt) geringer als bei Verwendung üblicher Glühlampen.

Eine Bogenspannung über 140 Volt führt bei 220 Volt Speisespannung zu erheblichen Einflüssen von Netzspannungsschwankungen auf die Lampenhelligkeit und/oder zu Wiederzündungsproblemen des Entladungsrohres nach jeder Halbperiode der Netzspeisung. Letzteres wird verursacht, weil das Vorschaltgerät dabei zu klein ist.

Gleiches gilt ebenso für den Fall einer Lampeneinheit mit einer Stempelspannung von beispielsweise 118VoIt ± 10%.

Durch die Verwendung einer Niederdruckentladungslampe mit einer relativ hohen Bogenspannung bei einer Lampeneinheit nach der Erfindung kommt man zu dem überraschenden Ergebnis, daß sich das induktive Vorschaltgerät extrem klein halten läßt. Je kleiner man jedoch die Vorschaltgeräte macht, um so wärmer werden sie. Aus diesem Grunde ist der Verkleinerung der Vorschaltgeräte normalerweise in der Praxis eine Grenze gesetzt. Kombiniert man so ein kleines und damit sehr heiß werdendes Vorschaltgerät jedoch mit dem Entladungsrohr 2:u einer baulichen Einheit, so hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich die relativ starke Erhitzung des Vorschaltgerätes nicht nachteilig auf die Funktion des Entladungsrohres und die Konstruktion der die Lampeneinheit aufnehmenden Leuchte auswirkt.

Die verhältnismäßig hohe Bogenspannung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Elektrodenabstand groß gewählt oder dem Entladungs-

rohr ein geringer Innendurchmesser gegeben wird. Weiter ist es denkbar, daß zum Erhalten einer hohen Bogenspannung das Innere des Entladungsrohres locker verteilte Glaswolle enthält

Das Entladungsrohr kann gerade oder gebogen sowie möglicherweise mit einer Leuchtstoffschicht bedeckt sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsiorm einer erfindungsgemäßen Lampeneinheit beträgt das Volumen des Entladungsraumes im Niederdruckentladungsrohr weniger als 40 cm³. Hierdurch wird erreicht, daß die gaiize Lampeneiniieit ein geringes Volumen haben kann, weil jetzt ein kleines Vorschaltgerät mit einem kleinen Entladungsrohr kombiniert wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lampeneinheit sind die beiden Elektroden des Entladungsrohres verheizbar und ist ein vom Lampensockel elektrisch abgewandtes Ende der einen Elektrode und ein vom Lampensockel elektrisch abgewandtes Ende der anderen Elektrode über einen der Lampeneinheit zugeordneten Starter miteinander verbunden.

Dadurch kann das Entladungsrohr zuverlässig gezündet werden. Der Starter ist beispielsweise ein Glimmlichtstarter.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Lampeneinheit,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Lampeneinheit.

Fig. 3 eine graphische Darstellung des relativen Lumenwertes einiger Lichtquellen, unter denen sich eine Lampeneinheit nach der Erfindung befindet, aufgetragen über der elektrischen Speisespannung.

In Fig. 1 ist 1 ein Glaskolben, der aus einem zylindrischen Teil la besteht, der von einem halbkugelförmigen Teil \babgeschlossen ist. Im Kolben 1 befindet sich ein U-förmiges Niederdruckquecksilberdampfentladungsrohr 2, dessen Innenwand mit einer Leuchtstoffschicht bedeckt ist, die mit dreiwertigem Europium aktiviertes Yttriumoxid mit Therbium aktiviertes Ceriummagnesiumaluminat und mit zweiwertigem Europium aktiviertes Bariummagnesiumaluminat enthält. An den Enden des Entladungsrohres 2 befinden sich vorheizbare Elektroden 3 und 4. Die Lampeneinheit enthält weiter einen Mittelteil 5, in den ein induktives Vorschaltgerät 6 für das Entladungsrohr 2 aufgenommen ist. Weiterhin ist die Lampeneinheit mit einem Edisonsockel 7 versehen, und zwar n.it einem E-27-Sockel. Mit 8 ist ein Glimmstarter bezeichnet, der teilweise in den Sockel 7 hineinragt. Dieser Glimmstarter 8 dient zum Zünden des Entladungsrohrs 2. Dazu ist dieser Starter 8 zwischen den von den Sockelanschlüssen angewandten Enden der Elektroden 3 und 4 angeschlossen. Die Wand des Mittelteils 5 besteht aus isolierendem Kunststoff.

Die beschriebene Lampeneinheit hat eine Gesamtlänge von ungefähr 32 cm und einen größten Durchmesser von etwa 5 cm. Die Länge der Entladungsbahn zwischen ι den Elektroden 3 und 4 beträgt etwa 43 cm. Der Innendurchmesser des Entladungsrohrs 2 beträgt etwa 0,8 cm. Das Volumen der Entladungsbahn beträgt daher etwa 22 cm^J.

Diese Lampeneinheit dient zum Anschließen an ein ■ Wechselspannungsnetz mit einem Nennwert von 220 Volt, 50 Hz. Die Stempelspannung 5 beträgt daher 220 Volt. Im Betriebszustand der Lampe ist die Bogenspannung des Entladungsrohrs 2 etwa 59% von 5= 130VoIt. Der Lampenstrom stellt sich auf etwa 125 mA. Die Leistung der Lampeneinheit beträgt etwa 25 W. Der Lichtstrom ist dabei etwa 1000 Lumen. Diese ■"> Lampeneinheit kann daher eine Glühlampe von ungefähr 75 Watt ersetzen.

Da·; Vorschaltgerät 6 besteht aus einem U-T-Blechpaket, in dessen Fenster sich eine elektrische Spule 9 befindet. Die Höhe des Vorschaltgeräts 6 beträgt " ungefähr 2,5 cm; seine Länge und Breite je etwa 3,3 cm. Das Gesamtvolumen des Vorschaltgcräts beträgt daher ungefähr 25 cm³. Im Betriebszustand der Lampe is: die mittlere Temperatur des Vorschaltgeräts 6 ungefähr 12O⁰C

' Die in F i g. 2 gezeigte zweite Lampeneinheit entspricht im wesentlichen der Lampeneinheit nach Fig.l. Sie ist jedoch mit einem Swan-Sockel 70 (B-22-Sockel) versehen und dient zum Anschließen an ein Wechselspannungsnetz von ungefähr 118VoIt, " 60Hz. Die Stempelspannung 5 ist daher 118 Volt. Die Lampeneinheit nach Fig. 2 könnte auch mit einem Edisonsockel, beispielsweise mit einem E-26-Socke(. ausgerüstet sein.

In Fig.2 ist ein U-förmiges Entladungsrohr 20 mit '' Elektroden 30 und 40 in einem Glaskolben 10 dargestellt. Die innenwand des Rohrs 20 ist mit einer Leuchtstoffschicht bedeckt, die die gleichen Leuchtstoffe enthält wie die Lampe nach Fig. 1. Die Bogenspannung des Rohrs 20 beträgt etwa 59% von S, d. h. 70 Volt. ι Der Lampenstrom beträgt etwa 250 mA. Die Leistung der Lampeneinheit ist etwa 20 Watt. Ein Vorschaltgerät 60 im Mitteheil 50 hat eine Höhe von ungefähr 2,5 cm: seine Länge beträgt ungefähr 4 cm und seine Breite ungefähr 3 cm. Das Volumen des Vorschaltgeräts 60 ist ί daher etwa 30 cm³. Die Temperatur des Vorschaltgeräts im Betriebszustand der Lampeneinheit ist etwa 120°C. 80 ist ein Glimmstarter zum Zünden des Entladungsrohrs 20.

Die Lampeneinheit nach F i g. 2 hat eine Gesamtlänge von ungefähr 23 cm und einen größten Durchmesser von ungefähr 5 cm. Die Länge der Entladungsbahn zwischen den Elektroden 30 und 40 beträgt etwa 29 cm.

Der Innendurchmesser des Entladungsrohrs 20 beträgt etwa 1 cm. Das Volumen dieser Entladungsbahn ist > daher etwa 23 cm³.

Die Lampeneinheit nach Fig. 1 ist eine unlösliche Einheit. Das gilt ebenso für die Lampeneinheit nach Fig.2.

In Fig. 3 ist der relative Lichtstrom Φ, d.h. der Lumenwert in %, über dem Effektivwert der Netzspannung für drei Lichtquellen aufgetragen. Dabei ist von einem Netz mit einem Nennwert 220 Volt, 50 Hz, ausgegangen. Der Lichtstrom Φ bei einer Netzspannung von 220VoIt ist mit 100% bezeichnet. Der relative Lichtstrom ist in F i g. 3 auf der vertikalen Achse und der Effektivwert E_n der Netzspannung auf der horizontalen Achse aufgetragen. E_n ist sowohl in Volt als in % aufgezeichnet.

Mit der ausgezogenen Linie ist in Fig. 3 die Spannungsabhängigkeit des Lumenwerts der Lampeneinheit nach Fig. 1 bezeichnet. Die gestrichene Linie bezieht sich auf eine nicht erfindungsgemäße Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einer Bogenspannung von nur 110 Volt. Die punktierte Kurve in F i g. 3 bezieht sich auf das Verhalten einer Glühlampe von 75 Watt.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Lumenwert der erfindungsgemäßen Lampeneinheit zwar in höherem

Maße von Netzspannungsschwankungen abhängig ist als eine nicht erfindungsgemäße Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einer Bogenspannung von 110 Volt, daß jedoch die erfindungsgemäße Lampeneinheit in dieser Hinsicht besser als eine Glühlampe ist, an deren Stelle die Lampeneinheit benutzt werden könnte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lampeneinheit, bestehend aus einem Quecksilberdampfniederdruck-Entladungsrohr und einem damit baulich verbundenen und elektrisch in Serie · geschalteten induktiven Vorschaltgerät zur Stabilisierung des Entladungsrohres sowie einem mit zwei Anschlußorganen versehenen Lampensockel, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenspannung des Entladungsrohres (2; 20) zwischen κι 0,54 5VoIt und 0,64 5VoIt liegt, wobei 5 die Stempelspannung der Lampeneinheit in Volt ist.

2. Lampeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Entladungsraumes im Niederdruckentladungsrohr (2; 20) π kleiner als 40 cm³ ist

3. Lampeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hie beiden Elektroden (3,4; 30,40) des Entladungsrohres (2; 20) vorheizbar sind und daß ein vom Lampensockel elektrisch » abgewandtes Ende der einen Elektrode und ein vom Lampensockel (7, 70) elektrisch abgewandtes Ende der anderen Elektrode über einen der Lampeneinheit zugeordneten Starter (8; 80) miteinander verbunden sind. -'"·