DE3008535C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrodenlose Gasentladungs­ lampe mit einem Lampensockel und einem mit Metalldampf und Edelgas gefüllten Lampenkolben, in der ein mehrteiliger ringförmiger Kern aus magnetischem Werkstoff, gespeist durch einen im Lampensockel angeordneten Hochfrequenz­ oszillator, so angeordnet ist, daß er sich teilweise in einem rohrförmigen Kanal im Lampenkolben befindet. Eine derartige Lampe ist aus der DE-OS 26 57 008 bekannt.

In solchen elektrodenlosen Gasentladungslampen wird die elektrische Entladung im Lampenkolben durch ein elektrisches Feld aufrechterhalten, das von einer Induktionsspule mit einem Kern aus magnetischem Werkstoff, wie Ferrit, durch ein Hochfrequenz-Magnetfeld (25 kHz oder darüber) induziert wird. Die Abwesenheit von Elektroden im Lampenkolben ermöglicht es, Lampen mit einer verhältnis­ mäßig langen Lebensdauer herzustellen. Dabei haben die Lampen einen solchen Lichtstrom, eine derartige Form und Farbwiedergabe, daß sie sich als Alternative für Glüh­ lampen für Wohnbeleuchtung eignen. Zum Induzieren des elektrischen Feldes im Lampenkolben wird ein Hochfrequenz­ oszillator benutzt, der sich im Lampensockel befindet und vom Lichtnetz gespeist wird.

Die in der DE-OS 26 57 008 beschriebene Lampe besitzt einen Magnetkern in Toroidform, der zwar für die Montage aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein kann, die aber im montierten Zustand nicht mehr voneinander lösbar sind. Der Ringkern befindet sich vollständig in einem Raum innerhalb des Lampenkolbens. Der ringförmige Magnetkern sitzt auf einem Glasrohr, welches mit einer in den Lampenkolben hineinragenden Kapsel derart verschmolzen ist, daß es mit dem Kolbeninneren in Verbindung steht. Auf diese Weise ist der gesamte Ringkern zusammen mit seiner aufgebrachten Wicklung praktisch unlösbar mit dem Lampenkolben ver­ bunden. Auch nach Abnehmen des Lampensockels, was eine Durchtrennung der Stromleiter erfordern würde, ließe sich der Ringkern ohne Zerstörung des Lampenkolbens nicht herausnehmen.

Aus der US-PS 40 10 400 ist eine elektrodenlose Gas­ entladungslampe bekannt, bei der eine Induktionsspule auf einem aus nicht-leitendem und nicht-magnetischem Material bestehenden stabförmigen Spulenkörper gewickelt ist, der an einem Lampensockel befestigt ist. Der stabförmige Spulenträger wird hierbei als Ganzes in den Lampenkolben eingesetzt bzw. aus diesem entfernt.

Bei der aus der DE-OS 26 57 008 bekannten Lampe sind der Lampenkolben und der Lampensockel, in dem sich der Hoch­ frequenzoszillator befindet, nicht voneinander lösbar. Bei einer Störung im Lampenkolben oder im Lampensockel muß daher stets die ganze Lampe ersetzt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lampe zu schaffen, die relativ einfach herstellbar ist und bei der bei einer Störung nicht immer die ganze Lampe ersetzt werden muß.

Diese Aufgabe wird bei einer Lampe eingangs erwähnter Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Magnetkern aus zwei voneinander lösbaren Teilen besteht, von denen sich einer im rohrförmigen Kanal des Lampenkolbens und der andere außerhalb des Lampenkolbens im Lampensockel befindet, welcher Lampensockel lösbar am Lampenkolben befestigt ist.

Auf diese Weise kann man bei Verwendung eines ringförmigen Magnetkernes, Lampenkolben und Lampensockel so voneinander lösbar gestalten, daß bei einem Fehler im Lampenkolben oder im Hochfrequenzoszillator des Lampensockels oder im Magnetkern lediglich der fehlerhafte Teil ausgewechselt zu werden braucht, die anderen Teile jedoch weiterhin verwendbar sind. Der Lampenkolben kann beispielsweise mit einer Einrastverbindung am Lampensockel befestigt werden.

In einer solchen Lampe können komplizierte und verletz­ liche Einschmelzdurchführungsverbindungen dadurch vermieden werden, daß der im Lampenkolben liegende Teil des Ringkerns mit Hilfe von Kitt oder eines Verbindungs­ glases an der Wand des Lampenkolbens befestigt wird.

Der im Lampenkolben liegende und sich im rohrförmigen Kanal befindende Teil des Kerns kann auf einfache Weise bei der Herstellung der Lampe in den erwähnten Kanal hineingeschoben und anschließend fixiert werden. Es wird dabei keine Durchführung mit Verbindungsglas benötigt. Da die Wand des Kanals den Kern mit einigem Spielraum umgibt, ist über Wärmeleitung und Konvektion eine gute Ableitung der im Magnetkern erzeugten Wärme verwirklicht. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist noch, daß der Teil des Kerns, der sich im Lampenkolben befindet, nicht beschichtet zu werden braucht (beispielsweise mit Glas, Email oder Keramik), um den magnetischen Werkstoff gegen die Einwirkung des Metalldampfes im Lampenkolben zu schützen oder um zu vermeiden, daß Verunreinigungen aus dem magnetischen Werkstoff des Kerns in den Lampenkolben hineingeraten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Gasentladungs­ lampe nach der Erfindung ist die Außenwand des rohr­ förmigen Kanals im Lampenkolben mit einer nichtleitenden reflektierenden Schicht versehen. Die im Lampenkolben erzeugte Strahlung wird dabei in Richtung auf den Lampen­ kolben zurückgeworfen. Außerdem wird die Wärmeverlust­ leistung im Kern durch Strahlung herabgesetzt. Ein Beispiel einer geeigneten Schicht ist Titandioxid oder Magnesiumoxid.

Bei einer besonderen Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Lampe ist der im rohrförmigen Kanal des Lampen­ kolbens liegende Teil des Kernes mit Windungen zur Erleichterung der Zündung der Lampe versehen.

Erfindungsgemäße Lampen werden vorzugsweise bei Frequenzen über 1 MHz betrieben. Bei diesen Frequenzen ist die Ausbeute der induktiven Energieeinkopplung in die Gas­ entladung hoch. Dies ist eine Folge der verhältnismäßig niedrigen elektrischen Leitfähigkeit des Entladungsplasmas im Lampenkolben. Die Lampen können beispielsweise bei einer Frequenz von 13,56 MHz betrieben werden.

Die bereits erwähnten Lampenkolben mit einer Füllung aus einem Metalldampf und wenigstens einem Edelgas, mit einem Teil des Kerns aus magnetischem Werkstoff können gegebenenfalls als eigenes Produkt in den Handel gebracht werden. Derartige Lampenkolben können dabei beispielsweise über eine geeignete Kopplungsverbindung an einem Lampen­ sockel, in dem sich der restliche Teil des Kerns aus magnetischem Werkstoff und ein Hochfrequenzoszillator befindet, befestigt werden. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf derartige lose Lampenkolben.

Eine Ausführungsform einer elektrodenlosen Gasentladungs­ lampe wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist schematisch eine elektrodenlose Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe im Längsschnitt dargestellt.

Die Lampe enthält einen Glaskolben 1 und einen Kunststoff-Lampensockel 2. Die Innenwand des Lampen­ kolbens 1 ist mit einer Leuchtstoffschicht 3 versehen, welche die im Lampenkolben erzeugte Ultraviolettstrahlung in sichtbares Licht umwandelt. Im Lampenkolben 1 befindet sich ein rohrförmiger Kanal 4 in Form eines Torusbogens, in den mit Hilfe einer Klemmverbindung ein halbrunder Ferritkern 5 aufgenommen ist. Dieser Kern wird mit Hilfe eines einzelnen Ferritjochs 6 zu einem geschlossenen Ferritring vervollständigt. Das Joch 6 befindet sich im Lampensockel 2. Der Lampensockel 2 ist über eine Einrast­ verbindung 2 a lösbar am Lampenkolben 1 befestigt. Die Trennlinie beider Ferritteile befindet sich in der Ebene 7 a-7 b. Um das Joch 6 herum ist eine Induktions­ spule 8 gewickelt. Diese Spule wird aus einem Hochfrequenzoszillator 9 gespeist, der seine Energie aus dem Lichtnetz über Zuführungsdrähte 10 erhält, die von einer Sockelhülse 11 ausgehen. Vorzugsweise wird die Lampe mit einer Hochfrequenz größer als 1 MHz betrieben.

In einer praktischen Ausführungsform einer solchen Lampe beträgt der Durchmesser des kugelförmigen Lampenkolbens 1 etwa 80 mm. Im Lampenkolben 1 befindet sich eine Quecksilbermenge, etwa 20 mg, sowie eine Edelgasmischung aus Argon und Krypton unter einem Druck von 2 mbar. An der Innenwand des Lampenkolbens 1 befindet sich eine Leuchtstoffschicht 3, die aus einer Mischung dreier Leuchtstoffe besteht, d. h. aus blau lumineszierendem mit zweiwertigem Europium aktiviertem Bariummagnesiumaluminat, grün lumineszierendem mit Terbium aktiviertem Cermagnesiumaluminat und rot lumineszierendem mit drei­ wertigem Europium aktiviertem Yttriumoxid. Die Außenwand des rohrförmigen Kanals 4 ist mit einer reflektierenden Schicht 30, z. B. Titandioxid 8, versehen. Diese Schicht ist elektrisch nicht leitend, um Störungen in der Entladung zu vermeiden. Die Schicht ist ebenfalls auf der dem Lampensockel 2 zugewandten Wand des Lampenkolbens 1 angebracht. Der magnetische Werkstoff des Ringkerns besteht aus einem Ferrit mit einer relativen Permeabilität µ _r über 200 und einem niedrigen Verlustfaktor tg δ für Hochfrequenzenergie bei Frequenzen über 1 MHz. Um das Joch 6 herum ist eine Induktionsspule 8 bestehend aus Kupferfolienband mit einer Breite von etwa 1 mm und einer Dicke von etwa 0,1 mm gewickelt. Die Zahl der Windungen beträgt 11. Die Selbstinduktivität dieser Spule beträgt etwa 25 µH.

Der Hochfrequenzoszillator 9 hat eine Frequenz von etwa 9 MHz. Um den Teil 5 des Ringkerns herum, der im rohr­ förmigen Kanal 4 liegt, befinden sich weiter 20 Windungen eines Kupferfolienbandes 12 mit einer Breite von etwa 2 mm und einer Dicke von etwa 0,1 mm zur Erleichterung der Zündung der Lampe. Bei einer zugeführten Leistung zur Gasentladung von etwa 16 Watt beträgt der Lichtstrom 1000 Lumen. Die Ausbeute des Hochfrequenzoszillators 9 beträgt etwa 90%, so daß der spezifische Lichtstrom des Systems (Lampe + Speisung) 55 Lumen/Watt beträgt.

Claims (3)

1. Elektrodenlose Gasentladungslampe mit einem Lampensockel und einem mit Metalldampf und Edelgas gefüllten Lampenkolben, in der ein mehrteiliger ring­ förmiger Kern aus magnetischem Werkstoff, gespeist durch einen im Lampensockel angeordneten Hochfrequenzoszillator, so angeordnet ist, daß er sich teilweise in einem rohr­ förmigen Kanal im Lampenkolben befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus zwei voneinander lösbaren Teilen (5, 6) besteht, von denen sich einer (5) im rohrförmigen Kanal (4) des Lampenkolbens (1) und der andere (5) außerhalb des Lampenkolbens im Lampen­ sockel (2) befindet, welcher Lampensockel lösbar am Lampenkolben befestigt ist.

2. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des rohrförmigen Kanals (4) mit einer nicht-leitenden reflektierenden Schicht (3 a) versehen ist.

3. Gasentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im rohrförmigen Kanal (4) des Lampenkolbens (1) liegende Teil (5) des Kernes mit Windungen (12) zur Erleichterung der Zündung der Lampe versehen ist.