DE2942547C2 - Leuchtstofflampenträger mit integrierter elektrischer Versorgungseinheit der Schutzklasse II - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leuchtstofflampenträger mit integrierter elektrischer Versorgungseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1, wie er aus der DE-OS 17 89 037 bekannt ist.

Es ist bekannt, die stabförmigen Leuchtstofflampen in der ein­ fachsten Form auf einem beispielsweise U-förmig ausgebildeten Träger, an dessen beiden Stirnseiten die Fassungen der Schutz­ klasse II befestigt sind, anzuordnen, wobei die Vorschaltgeräte, Kondensatoren und sonstigen Zubehörteile außerhalb des Trägers untergebracht sind. Diese einfache Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die stabförmigen Leuchtstofflampen mit dem bisherigen Nenn­ durchmesser von 38 mm in den kleinstmöglichen baulichen Abmessun­ gen in beispielsweise Möbel, Schaufenster ein- oder angebaut werden können. Diese Ausführung hat aber den Nachteil, daß die Zubehörteile in entsprechend aufwendigen kostspieligen Gehäusen oder sonstigen Aufnahmevorrichtungen der Schutzklasse II getrennt vom Leuchtenträger angeordnet werden müssen.

Es ist auch bekannt, zur Vermeidung der getrennten Anordnung der Zubehörteile den Querschnitt des tragenden Leuchtstofflampenträ­ gers so zu vergrößern, daß die Zubehörteile in den bekannten Formen des Trägerprofiles durch geeignete Befestigungsmittel zu montieren sind und geschaltet werden. Diese Art von Leuchtstoff­ lampen sind als Lichtleisten bekannt und werden in großen Serien als Massenprodukt hergestellt.

Elektrische Betriebsmittel müssen bekanntlich nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik so beschaffen sein, daß Benutzer oder Dritte bei ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung gegen Gefah­ ren aller Art für Leben oder Gesundheit geschützt sind und keine Gefahren für die Umgebung bestehen. Von den allgemein anerkannten Regeln der Technik darf abgewichen werden, soweit die gleiche Sicherheit auf andere Weise gewährleistet ist. Die geforderte Sicherheit wird u. a. dadurch erzielt, daß Schutz gegen elektri­ schen Schlag durch zufällige Berührung oder zu hohe Berührungs­ spannung sichergestellt sein muß, und daß Leuchten für Entla­ dungslampen mit eingebauten Vorschaltgeräten weder im anomalen Betrieb noch im Falle eines Fehlers vom Vorschaltgerät (Windungs- oder Körperschluß der Drosselspulen) in Brand geraten dürfen. Diese Anforderungen gelten als nachgewiesen, wenn die Bemessung des konstruktiven Aufbaues, die verwendeten Leuchtenwerkstoffe und die Prüfverfahren gem. den VDE-Bestimmungen für Leuchten erfüllt werden. So sind beispielsweise für die elektrische Bemes­ sung baulich festgelegte Abstände, die Luft- und Kriechwege, einzuhalten und außerdem muß nach Erwärmungsvorgängen, Dauerprü­ fungen und Feuchtelagerung die Spannungsprüfung bestanden werden. Für die Auswahl der geeigneten Leuchtenwerkstoffe sind darüber­ hinaus Anforderungen an die Feuerbeständigkeit gestellt. Diese Anforderungen bauen u. a. auf der Erkenntnis auf, daß bei Lebens­ dauerende der Drosselspule, d. h. bei Auftreten eines Windungs­ schlusses Temperaturen bis 350°C auftreten können, die durch­ schnittlich 15 Minuten lang bis zum Durchbrennen der Wicklung andauern. Daher dürfen die Leuchten nach Beendigung des Dauerbe­ triebes keine Veränderung erlitten haben, die ihre Sicher­ heit oder die Schutzart beeinträchtigen könnten. Sie müssen einer Spannungsprüfung sowie der Schutzartprüfung noch standhalten. Abdeckungen dürfen sich nicht in gefährlicher oder unzulässiger Weise verändert haben. Leuchtenwerkstoffe aus Thermoplasten und Leuchtenwerkstoffe aus Duroplasten, die die Zündholzprüfung nicht bestehen, müssen mindestens einen Abstand von 35 mm von den Vorschaltgeräten haben oder aber bei einem geringeren Abstand als 35 mm muß zwischen diesen Werkstoffen und den Vorschaltgeräten ein solcher Werkstoff in einem Abstand von mindestens 5 mm von dem Vorschaltgeräten angeordnet sein, der bis 350°C formbe­ ständig ist; z. B. Metalle oder keramische Werkstoffe.

Bei Leuchten der Schutzklasse I ist durch Anschluß eines Schutz­ leiters an der Schutzleiter-Anschlußstelle sichergestellt, daß im Falle eines Fehlers der Betriebsisolierung die berührbaren metal­ lisch leitfähigen Teile keine gefährliche Berührungsspannung annehmen können. Bei Leuchten der Schutzklasse II dagegen, die keinen Schutzleiteranschluß haben dürfen, muß der Schutz gegen elektrischen Schlag im Falle eines Fehlers der Betriebsisolierung durch die Schutzisolierung sichergestellt sein. An diese Schutz­ isolierung, die eine zusätzliche Isolierung ist, werden daher besonders hohe Anforderungen an ihre elektrische, thermische und mechanische Festigkeit gestellt.

Leuchtstofflampenträger, die elektrisch leitfähig sind, erfordern daher den Einbau von Zubehörteilen der Schutzklasse II oder aber Zubehörteile der Schutzklasse I müssen derart eingebaut sein, daß die für die Schutzklasse II zusätzlich erforderlichen baulichen Abstände der Luft- und Kriechwege eingehalten werden. Dies bedeu­ tet eine entsprechende Vergrößerung des Trägerprofiles und außer­ dem zusätzliche Aufwendungen für die Schutzisolierung, z. B. der geeigneten Abstandshalterungen. Leuchtstofflampenträger aus Kunststoff müssen zur Erzielung kleinstmöglicher Abmessungen des Trägerprofiles aus einem formbeständigen, die Zündholzprüfung bestehenden Duroplast hergestellt sein. Der kleinstmögliche Querschnitt des Trägerprofiles wird bestimmt durch den Quer­ schnitt des Vorschaltgerätes und darüberhinaus durch die baulich vorgeschriebenen Abstände der Luft- und Kriechwege. Diese betra­ gen für die Nennspannung bis 250 V: 8 mm zwischen äußeren Teilen bzw. einer Metallfolie auf der Außenfläche von Isolierumhüllungen und den spannungsführenden Teilen. Außerdem muß die elektrische Festigkeit durch Bestehen der Spannungsprüfung mit 4 kV nachge­ wiesen werden; die Prüfspannung für Schutzklasse II-Leuchten ist mehr als doppelt so groß als die für Schutzklasse I-Leuchten und wird zwischen unter Spannung führenden Teilen und äußeren Teilen, wobei äußere Teile aus Isoliermaterial mit einer Metallfolie bedeckt werden, angelegt.

Um auf einfache Weise und geringen Kostenaufwand schutzisolierte Leuchtstofflampenleuchten (Schutzklasse II) herzustellen, ist bekannt, den Leuchtstofflampenträger aus einem Gehäuse - Ober- und Unterteil - herzustellen, wobei der Querschnitt des Leucht­ stofflampenträgerprofiles aus hochwertigem Kunststoff mindestens die baulich vorgeschriebenen Luft- und Kriechwege zu den Zubehör­ teilen wie zum Beispiel Vorschaltgeräte hat.

Es ist auch bekannt, daß die Abstände zwischen Vorschaltgerät und Kunststoffträger durch Eingießen oder Einschäumen der Vorschalt­ geräte auszufüllen, um den Feuchteschutz der Zubehörteile zu erhöhen. Infolge des Eingießens oder Einschäumens der Vorschalt­ geräte ist die Wärmeabführung gegenüber Leuchten aus Stahl ver­ ringert und daher werden Vorschaltgeräte mit Temperaturschalter und Temperatursicherung versehen. Der Temperaturschalter unter­ bricht den anomalen Betrieb (Störbetrieb) und schaltet nach entsprechendem Temperaturrückgang wieder ein. Bei Ausfall dieses Schalters verhindert eine temperaturmäßig höher eingestellte Thermosicherung, daß Deformierungen des die Vorschaltgeräte umgebenden Kunststoffmaterials eintreten.

Es ist auch bekannt geworden, Vorschaltgeräte mit temperaturbe­ grenzender Sicherheitsvorrichtung auszuführen, um im Falle eines Fehlers vom Vorschaltgerät für bestimmte Leuchtarten im Hinblick auf den Brandschutz die Oberflächentemperaturen der Leuchten zu begrenzen. Auch diese FF-gekennzeichneten Leuchten sind so aufge­ baut, daß stets die erforderlichen Mindestabstände zwischen Vor­ schaltgerät und Leuchtengehäuse eingehalten sind.

Für die Anwendung der Leuchtstofflampen in Wohnbereichen konnten sich daher trotz der großen Wirtschaftlichkeit und hohen Licht­ ausbeute der Leuchtstofflampen diese gegenüber den bekannten Glühlampen und Röhren nicht durchsetzen, weil ein sicherheitstech­ nisch bedenkenloser Anschluß von Jedermann anschlußfertige Leuch­ ten der Schutzklasse II erfordert und diese aufgrund der oben genannten Aufwendungen einerseits nicht kostengünstig herzustel­ len sind und andererseits die baulichen Abmessungen derartiger Leuchten der Schutzklasse II sich zum Beispiel für den Einbau in Küchen oder zum Anbau an Möbeln nicht immer eignen.

Aus der DE-OS 22 15 614 ist eine thermisch abgesicherte Vor­ schalteinheit für eine Leuchtstoffröhre bekannt. Diese Vorschalt­ einheit ist in einem Trägerrahmen eingegossen bzw. eingeschäumt. Die Einschäumung hat jedoch thermische Nachteile und der Vorgang des Einschäumens ist bei der Montage aufwendig und zeitraubend.

Aus der bereits genannten DE-OS 17 89 037 ist eine Leuchte für elektrische Lampen bekannt, bei der Zubehörteile, insbesondere ein Vorschaltgerät und ein Kondensator in einer Montageinheit mit Kunststoff vergossen oder verkapselt sind. Auch diese Anordnung zeigt den Nachteil der starken thermischen Isolierung und der komplizierten Montage der Zubehörteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Leuchtstofflampen­ träger derart zu verbessern, daß eine ausreichende thermische Festigkeit bei gleichzeitig guter Isolierung erzielt wird, wobei Material gespart und eine einfache Montage einer Schutzisolierung mit den Zubehörteilen ermöglicht werden soll.

Diese Aufgabe wird für den Leuchtstofflampenträger der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.

Durch diesen erfindungsgemäßen Leuchtstofflampenträger mit inte­ grierter elektrischer Versorgungseinheit werden infolge der allseitigen Anordnung der elastischen Schutzisolierung um die Zubehörteile die Luftwege zum Leuchtstofflampenträger unterbro­ chen. Die baulich vorgeschriebenen Abstände der Luftwege für Schutzklasse II zwischen spannungsführenden Teilen und äußeren berührbaren Teilen werden aufgehoben, weil die Schutzisolierung für die erforderlichen elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften ausgewählt wird. Es müssen nur noch die Einhaltung der vorgeschriebenen Kriechwege erfüllt werden, die aber aufgrund der allseitigen Anordnung der Schutzisolierung um das Vorschalt­ gerät praktisch keine zusätzliche Vergrößerung des Trägerprofiles um das Vorschaltgerät erfordern. Die Erfindung zeigt den Weg, daß zumindest die gleiche Sicherheit bei dem erfindungsgemäßen Leuchtstofflampenträger mit integrierter elektrischen Versor­ gungseinheit gewährleistet ist wie beim bisherigen Bau der Leuch­ ten nach den anerkannten Regeln der Technik unter Einhaltung der baulichen Mindestabmessungen der Luftwege. Die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften der Schutzisolierung können nämlich direkt überprüft werden, indem nach der Dauerhaf­ tigkeitsprüfung des Vorschaltgerätes in dieser integrierten Versorgungseinheit und der anschließenden Zerstörungsprüfung durch Einleitung im Falle eines Fehlers vom Vorschaltgerät und anschließender Feuchtelagerung die elektrische Festigkeit bei der Spannungsprüfung von 2,5 kV für Betriebsmittel der Reihenspannung 250 V noch voll wirksam ist. Der erfindungsgemäße Lampenträger mit temperaturbegrenzender Sicherheitsvorrichtung am Vorschaltge­ rät und an der Schutzisolierung und der vorgeschlagenen Bemessung - indem die Abschalttemperatur der Dauergebrauchstemperatur der Schutzisolierung zugeordnet wird - hat den Vorteil, daß im Feh­ lerfalle des Vorschaltgerätes die Schutzisolierung bis 350°C nicht beansprucht wird, so daß nach der Dauerhaftigkeitsprüfung die Zerstörungsprüfung der integrierten Versorgungseinheit nicht durchgeführt werden muß, weil ja die temperaturbegrenzende Si­ cherheitsvorrichtung abgeschaltet hätte.

Dies ist für die Auswahl des geeigneten Werkstoffes der Schutz­ isolierung von besonderem Vorteil, denn es bieten sich eine Vielzahl von Werkstoffarten aus synthetischer Basis an, z. B. aromatisches Polyamid (Aramid), ein temperaturhochbeständiges Polymere, ein zähes und flexibles synthetisches Papier; auch Isoliermaterial auf Basis PTFE hat bekanntlich die nachweisbaren Eigenschaften bei kleiner Dicke bis 0,5 mm.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht nicht nur in der kompakten Bauweise - extrem schlank und flach - sondern es erge­ ben sich obendrein erhebliche Einsparungen an hochwertigem Werkstoff des Leuchtstofflampenträgers und außerdem ist die Herstellung der Schutzisolierung in der bekannten Art und Weise überraschend einfach, denn durch Abschneiden entsprechender Längen von beispielsweise schlauchförmigen oder falzbaren Iso­ liermaterialien von solchen Abmessungen, daß die allseitige Anordnung an den Zubehörteilen gewährleistet wird, ist besonders in der Massenfertigung rationell.

In einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein U-förmiges Trägerprofil an der der Lampe zugekehrten Fläche nahezu oder über die gesamte Länge der Lampe allseitig geschlossen wird, und daß das isolierende Teil aus Kunststoff an der berührungssicheren Innenfläche - isoliert gegen die Zubehörteile - eine metallisch leitende Schicht angeordnet ist. Bekanntlich erleichtert diese leitende Schicht das Startver­ halten der Leuchtstofflampen und hat bei diesen Leuchten der Schutzklasse II in gewissen Fällen Vorteile für den Schnell­ start von Leuchtstofflampen mit vorgeheizten Elektroden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ausfüh­ rungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zei­ gen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispieles des erfin­ dungsgemäßen Leuchtstofflampenträgers der Schutzklasse II mit stabförmiger Leuchtstofflampe.

Fig. 2 eine Querschnittsansicht im Maßstab 1 : 1 für D = 26 mm.

Fig. 3 eine Querschnittsansicht im vergrößerten Maßstab 2 : 1.

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels mit dem allseits geschlossenen U-förmigen Trägerprofil.

Fig. 1 zeigt in Längsschnittansicht den Leuchtstofflampenträger mit Leuchtstofflampe der Schutzklasse II mit den an den beiden Stirnseiten des Trägers 3 schematisch dargestellten Fassungen 2, auf dem die Leuchtstofflampe 1 angeordnet ist. In dem Lampenträ­ ger 3 sind die Zubehörteile wie Vorschaltgerät 4 - in diesem Ausführungsbeispiel als zwei Teilgeräte dargestellt - mit der Schutzisolierung 7 im Leuchtstofflampenträger 3 integriert. Die temperaturbegrenzende Sicherheitsvorrichtung TS ist am Vorschalt­ gerät und an der Schutzisolierung 7 angeordnet. Die übrigen Teile der elektrischen Versorgungseinheit, wie Kondensatoren, Startein­ richtung, Funkentstörkondensatoren, sind nicht eigens darge­ stellt.

In Fig. 2, in welcher für die gleichen Bauteile wie in der Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen gelten, ist in der Querschnittszeich­ nung das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lampen­ trägers 3 mit Vorschaltgerät 4 und Schutzisolierung 7 in maß­ stabsgetreuer Darstellung für den Lampendurchmesser D = 26 mm dargestellt. Die baulich vorgeschriebenen Abstände der Luftwege zwischen der Oberfläche des Vorschaltgerätes 4 und dem Leucht­ stofflampenträger 3 sind durch die Integrierung der Schutzisolie­ rung 7 zwischen dem Vorschalt- und dem Leuchtstofflampenträger aufgehoben, weil die Schutzisolierung allseitig am Vorschaltgerät anliegend angeordnet ist. Der in diesem Ausführungsbeispiel U- förmig ausgebildete Leuchtstofflampenträger hat das Breitenmaß B, das etwa dem des Lampendurchmessers D nunmehr entspricht. Diese Querschnittszeichnung zeigt deutlich, daß es aufgrund der erfin­ dungsgemäßen Ausgestaltung nunmehr möglich ist, auch Leuchtstoff­ lampenleuchten der Schutzklasse II in extrem flacher und extrem schlanker Ausführung herzustellen. Die Wicklung 5 des Vorschalt­ gerätes ist in bekannter Art und Weise von der Betriebsisolierung 6 umhüllt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schutzisolierung 7 aus einem falzbaren Isolierstoff hergestellt, die das Vor­ schaltgerät praktisch - wie aus Fig. 1 ersichtlich - mindestens über die gesamte Länge anliegend umhüllt und in der einfachsten Form mindestens einen Überlappungsbereich U hat. In der gezeigten Darstellung ist dieser sinnvollerweise für die einfache Montage an der Breitseite B des U-förmigen Profiles angeordnet, wobei die Größe der Überlappungsbreite Ü der in den anerkannten Regeln der Technik geforderten Kriechwege entspricht. Die Herstellung dieser elektrischen Versorgungseinheit ist überraschend einfach, weil das Vorschaltgerät 4 mit der Schutzisolierung 7 in das Trägerpro­ fil 3 mit leichtem Spiel eingeschoben werden kann.

Durch leichtes Vorspreizen des U-förmigen Trägerprofiles kann die Integrierung Leuchtstofflampenträger 3 / Schutzisolierung 7 / Vorschaltgerät 4 sogar kraftschlüssig erfolgen.

In Fig. 3 ist die Querschnittszeichnung der Fig. 2 im vergrößer­ ten Maßstab 2 : 1 dargestellt. In gewissen Fällen ist es von Vorteil, daß zwischen dem Vorschaltgerät 4 und dem Leuchtstoff­ lampenträger 3 die Schutzisolierung ein geringes Spiel hat, um beispielsweise Beschädigungen bei der Massenherstellung vorzubeu­ gen. Die Halterung der Zubehörteile des Vorschaltgerätes ist in den Zeichnungen nicht eigens dargestellt.

In der Fig. 4 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, ist für das U-förmige Leuchtstofflampenträgerprofil der allseitige Verschluß der integrierten elektrischen Versorgungs­ einheit mittels eines Kunststoffteiles 9 dargestellt. Das Kunst­ stoffteil 9 hat an der den Zubehörteilen zugekehrten Fläche eine leitfähige Schicht 10. Diese Schicht ist ebenfalls gegenüber den Zubehörteilen isoliert. Es ist bekannt, daß eine derartige lei­ tende Schicht entlang der Länge der Leuchtstofflampen das Start­ verhalten der Leuchtstofflampen erleichtert. Bei der integrierten elektrischen Versorgungseinheit der Schutzklasse II hat nämlich die Lampe überhaupt keine Starterleichterung durch den Leucht­ stofflampenträger, weil dieser nicht mit dem Schutzleiteranschluß verbunden werden darf. Die Anwendung der an sich bekannten Poten­ tialsteuerung an der erfindungsgemäßen elektrischen Versorgungs­ einheit hat durch diese vorgeschlagene Anordnung den Vorteil, daß die Starteigenschaften von Sofortstartlampen mit vorgeheizten Elektroden wesentlich verbessert werden. Die in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel dargestellte Schutzisolierung 7 ist an der allsei­ tigen Anordnung um das Vorschaltgerät ohne Überlappung darge­ stellt, weil diese beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial auf Basis PTFE und dem bekannten elastischen Verhalten in Form eines Schlauches über die Zubehörteile geschoben werden kann.

Claims (3)

1. Leuchtstofflampenträger mit integrierter elektrischer Versor­ gungseinheit der Schutzklasse II für stabförmige Leuchtstofflam­ pen, der aus Stahl, Metall oder Kunststoff besteht, und elektri­ sche Zubehörteile, insbesondere ein Vorschaltgerät und ein Kon­ densator in diesem durch geeignete Befestigungsmittel gesichert sind und nahe der Wicklung des Vorschaltgerätes eine temperatur­ begrenzte Sicherheitsvorrichtung angebracht ist, wobei die Zube­ hörteile zu einer Einheit integriert sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine elastische schlauchförmige oder falzbare Schutzisolierung (7) kleiner Dicke bis etwa 0,5 mm mindestens über die gesamte Länge der Zubehörteile geschoben oder um die gesamte Länge gelegt werden kann, so daß sie diese allseitig umschließt und gegenüber dem Leuchtstofflampenträger (3) isoliert.

2. Leuchtstofflampenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstofflam­ penträger (3) ein U-förmiges Profil aufweist und an der Lampe (1) zugekehrten Fläche durch ein isolierendes Teil (9) aus Kunst­ stoff über die gesamte Länge der Lampe (1) allseitig nahezu ge­ schlossen ist.

3. Leuchtstofflampenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das isolierende Teil (9) aus Kunststoff an der der berührungssicheren Innenfläche - isoliert gegen die Zubehörteile - eine metallisch leitende Schicht (10) angeordnet ist.