DE3401192A1

DE3401192A1 - Rasch startende leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE3401192A1
Application number: DE19843401192
Authority: DE
Inventors: Peter Vincent Richmond Heights Ohio Dembowski; Quentin Dean Chesterland Ohio Dobras
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1983-01-27
Filing date: 1984-01-14
Publication date: 1984-08-02
Also published as: BR8400431A; CA1218106A; JPS59157945A; US4517493A; MX154182A; NL8400244A

Description

Rasch startende Leuchtstofflampe

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Leuchtstofflampen der rasch zündenden Art, wobei diese Lampen mit thermischen Schaltern versehen sind, die auf die Kathodenwärme ansprechen, um den Kathodenheizstrom nach dem Zünden und während des Lampenbetriebes abzuschalten.

Rasch zündende Leuchtstofflampen werden mit Kathodenheizstrom versehen, um die Kathoden auf die elektronenemittierende Temperatur zu erhitzen, so daß die Lampen rasch zünden, ohne das elektronenemittierende Material der Kathoden zu beschädigen. Das Kathodenerhitzen erfordert etwa 1 1/2 bis 2 Watt elektrischer Leistung pro Kathode, Während des Betriebes der Lampe bilden sich "heiße Flecken" auf den Kathoden und sorgen für eine angemessene Elektronenemission, ohne daß es erforderlich ist, weiterhin Heizstrom durch die Kathoden zu leiten. Das Abschalten des Kathodenheizstromes nach Zündung der Lampe und während ihres Betriebes kann daher etwa 3 oder 4 Watt elektrischer Energie pro Lampe einsparen, was zu beträchtlichen Energie- und Geldeinsparungen in Beleuchtungssystemen führt, insbesondere bei großen Gebäuden mit 100en oder lOOOenvon Lampen.

In den US-PSen 40 97 779 und 41 14 968 sind rasch zündende Leuchtstofflampen beschrieben, die nahe jeder Kathode mit einem thermischen Schalter versehen sind, der elektrisch in Reihe mit der dazugehörigen Kathode geschaltet ist, um den Kathodenstrom abzuschalten, nachdem die Lampe gezündet hat und während sie arbeitet. Mehr im besonderen offenbaren diese PSen U-förmige Bimetallschalter, die in Glashüllen eingeschmolzen sind und die. nahe jeder Kathode montiert sind. Nachdem jede Kathode ausreichend durch den Heizstrom erhitzt ist, was in etwa einer Sekunde der Fall ist, veranlaßt, die von der Kathode abgegebene Wärme den nahelegenen Bimetallschalter, sich zu verbiegen und

.if.

den Stromkreis zur Kathode zu Öffnen.

Die Herstellung von Leuchtstofflampen schließt das überziehen der aus Wolfram bestehenden Kathodenspule mit einem elektronenemittierenden Überzug, wie einer Mischung aus Erdalkalioxiden, die anfänglich als Carbonate aufgebracht werden» ein. Nach dem Zusammenbau der Lampen, wobei jeder Endbereich des Glasrohres mit einem Kathodengestell versehen worden ist, werden die Kathoden "aktiviert", indem man Strom hindurchleitet, um sie für eine ausreichende Zeit von z. B. 20 Sekunden zu erhitzen, damit sich die. Carbonate in Oxide umwandeln. Mit den vorgenannten Kathodenstrom-Schaltern in der Lampe tritt jedoch ein Abschalten des aktivierenden Kathodenheizstromes auf, wenn diese Schalter für eine zuverlässige Betriebsweise konstruiert sind; bevor die Aktivierung der Kathoden vollständig ist, so daß'sie nicht richtig aktiviert sind. In der vorgenannten US-PS 41 14 968 wird dieses Problem dadurch gelöst, daß man Schmelzsicherungsdrähte über die thermischen Schalter legt, um diese kurzzuschließen und die richtige Aktivierung der Kathoden zu gestatten. Diese Drähte werden dann getrennt, indem man einen elektrischen Impuls durch jede der in. Reihe geschalteten Schmelzsicherungsdrähte und Kathoden schickt. Diese Sicherungen, können ein schwieriger und kritischer Teil sein, da sie den für die Aktivierung der Kathode erforderlichen Strom tragen müssen und auch schmelzbar sein müssen durch einen Stromimpuls einer Stärke, der die Kathode noch nicht beschädigt. Auch ist die richtige Zeitwahl, kritisch, da der die Sicherung zertrennende Impuls angelegt werden muß, während der thermische Schalter offen ist, so daß er den Impuls nicht kurzschließt und so von der Sicherung fernhält.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung _;tst die Schaffung einer Leuchtstofflampe mit einer thermischen Schalteinrichtung zum Abschalten .des Kathoden-Heizstromes in Kombination mit einer verbesserten Einrichtung zum Aktivieren der Kathoden während der Herstellung .der Lampe.

Die Erfindung umfaßt, kurz gesagt und in einer bevorzugten Ausführungsform, eine rasch zündende Leuchtstofflampe mit einem Paar von Kathodengestellen, von denen jedes ein Paar von Zuleitungsdrähten für den Kathoden-Heizstrom sowie einen thermischen Schalter umfaßt, um den Heizstrom abzuschalten, nachdem die Kathode anfänglich ausreichend erhitzt worden ist und während des Betriebes der Lampe. Ein dritter Zuführungsdraht ist in jedem Gestell vorhanden, umgeht den thermischen Schalter und wird dazu benutzt, die Kathoden während der Herstellung der Lampe zum Aktivieren der Lampe zu erhitzen. Nach dem Aktivieren der Kathoden wird der dritte Zuführungsdraht nicht mehr benutzt und das obengenannte Paar von Zuführungsdrähten wird mit den Anschlüssen des Sockels der Lampe verbunden.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer der Endregionen einer Leuchtstofflampe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die Stufe der Kathodenaktivierung während der Lampenherstellung veranschaulicht,

Figur 2 eine Seitenansicht einer der Endregionen einer fertiggestellten Lampe und

Figur 3 eine Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 der Figur 2, während sich die Lampe im Betrieb befindet.

Figur 1 zeigt eine der beiden Endregionen einer Leuchtstofflampe vor dem Versehen mit einem Sockel und dieses Ende umfaßt einen Kolben 11, der vorzugsweise aus Glas besteht und innen mit einem Leuchtstoffmaterial überzogen ist, sowie in an sich bekannter Weise eine Gasfüllung enthält. Ein Kathodengestell 12 umfaßt einen Glasfuß 13, der mit dem Ende des Kolbens 11 dicht verbunden ist. Ein Paar von Zuleitungsdrähten 16 und 17 ist in den Fuß 13 eingeschmolzen und verläuft durch ihn hindurch, Dieses Paar von Zuleitungsdrähten wird dazu benutzt, den Heiz-

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strom zur Kathode 18 zu leiten. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein dritter Zuführungsdraht 19 in den Fuß 13 eingeschmolzen, erstreckt sich durch diesen Fuß und wird dazu benutzt, während der Lampenherstellung den Aktivierungsstrom zur Kathode 18 zu leiten. Die Kathode 18 ist an den inneren Enden der Zuführungsdrähte 17 und 19 befestigt und mit diesen elektrisch verbunden. Ein thermischer Schalter 21 ist nahe der Kathode 18 angeordnet, und in einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt dieser Schalter einen thermisch ausbiegbaren Bimetallstreifen 22, der im wesentlichen gerade sein kann, wie dargestellt oder der eine U-Gestalt oder irgendeine andere Konfiguration haben kann. Ein Endstück dieses Streifens 22 ist in geeigneter Weise, wie durch Schweißen, mit dem Zuführungsdraht 19 verbunden und das andere Endstück, das Kontaktende 23 befindet sich bei Zimmer- oder einer anderen Umgebungstemperatur in Kontakt mit dem Zuführungsdraht 16, wie dargestellt. Alternativ kann das Endstück 23 des Streifens 22 am Draht 16 befestigt sein, wobei sich dann das andere Ende im Kontakt mit dem Draht 19 befinden kann.

Zur Kathodenaktivierung während der Herstellung wird eine Spannungsquelle 24 an die Zuleitungsdrähte 17 und 19 gelegt und liefert einen geeigneten Strom durch die Kathode 18, um während'einer geeigneten Zeit, von etwa 20 Sekunden, das Emissionsmischüngsmaterial auf der Kathode umzuwandeln und zu aktivieren, wie oben allgemein ausgeführt.. Beide Kathoden einer Lampe werden in gleicher Weise aktiviert, wobei während dieser Aktivierung der Bimetallschalterstreifen 22 ausgebogen ist, aufgrund der Erwärmung durch die Hitze der Kathoden 18 und sich dadurch außer Kontakt mit dem Draht 16 bewegt hat, wie in Figur 3 gezeigt. Dies hat jedoch keine Auswirkung auf die Kathodenaktivierung.

Nachdem jede Lampenkathode 18 in der vorbeschriebenen Weise aktiviert worden ist, werden die Zuleitungsdrähte 19 nicht weiter benutzt und ihre Endabschnitte können abgetrennt und entfernt werden, wie in Figur 2 gezeigt oder man kann sie

einfach umbiegen. Alternativ können die Zuführungsdrähte 19 anfänglich kurz sein, wie in Figur 2 gezeigt. Dann wird ein Endkappensockel 26 an jedes Ende des Kolbens 11 angebracht und dieser Sockel kann ein Paar von Anschlußstiften 27 und 28 umfassen, mit denen die Zuleitungsdrähte 16 und 17 z. B. durch Löten, Schweißen oder in irgendeiner anderen Weise verbunden werden, wie in der Figur 2 gezeigt.

Sind die Lampen der vorliegenden Erfindung in entsprechenden Fassungen mit Vorschaltgeräten zum raschen Zünden installiert, wie in der US-PS 41 85 233 beschrieben, und dieses Vorschaltgerät wird angestellt, dann wird ein Heizstrom an die Anschlüsse 27 und 28 gelegt, um die Kathoden 18 auf eine geeignete elektronenemittierende Temperatur zu erhitzen, worauf eine Entladung im Gas der Lampen stattfindet und die Lampen in bekannter Weise Licht erzeugen. Jede Kathode verbraucht einige Watt Heizenergie. Um Energie zu sparen, wenn die Lampen in Betrieb sind, ist jeder thermische Schalter 21 so konstruiert und hinsichtlich der dazugehörigen Kathode angeordnet, daß sich die Schalter aufgrund des Erwärmens durch die dazugehörige Kathode öffnen, kurz nach dem die Kathoden die Betriebstemperatur erreicht haben, was üblicherweise etwa 1 Sekunde erfordert. Danach haben die heißen Flecke, die sich aufgrund der Elektrodenemission auf den Kathoden bilden, eine angemessene Temperatur, um den geeigneten Lampenbetrieb aufrechtzuerhalten und die Schalter 21 in ihrer offenen Stellung zu halten, wodurch das Fließen der Kathodenheizströme beendet wird und man einige Watt elektrischer Energie spart.

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Claims

Ansprüche

Rasch startende Leuchtstofflampe,
gekennzeichnet durch:

ein Paar von Kathodengestellen (12), von denen jedes eine Kathode (18) und ein Paar aus einem ersten (16) und einem zweiten (17) Äuleitungsdraht zum Zuführen des Betriebsheizstromes zur Kathode aufweist,

wobei mindestens eines der Kathodengestelle einen thermisch betriebenen Schalter (21) umfaßt, um den Kathodenheizstrom in Abhängigkeit von der Kathode abgegebener Wärme abzuschalten und

ein dritter Zuleitungsdraht (19) mit der Kathode verbunden ist und den Schalter umgeht.
2. Lampe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (21) ein auf Wärme ansprechendes Bimetallelement (22) umfaßt.
3. Lampe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement einen langgestreckten Bimetallstreifen (22) umfaßt, der an dem ersten (16) oder dritten (19) Zuleitungsdraht befestigt ist und bei Umgebungstemperatur mit dem anderen der beiden genannten Zuleitungsdrähte in Berührung steht.
4. Lampe nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (22) an dem dritten Zuleitungsdraht (19) befestigt ist und bei Umgebungstemperatur mit dem ersten Zuleitungsdraht (16) in Berührung steht..
5. Verfahren zum Aktivieren einer Leuchtstofflampen-Kathode in einer Lampe, die ein Paar von ersten und zweiten Zuleitungsdrähten umfaßt, um zu den Enden der Kathode den Betriebsstrom zu führen und ein thermisch betriebener . Schalter zum Abschalten des Kathodenstromes in Reihe mit dem ersten Zuleitungsdraht geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man einen dritten Zuleitungsdraht mit dem Ende der Kathode verbindet, dem der erste Zuleitungsdraht Strom zuführt, und man eine Quelle für den Kathoden-Aktivierungsstrom an den zweiten und dritten Zuleitungsdrähten anlegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß man ein Paar von Lampenverbindungsanschlüssen mit dem ersten und dem zweiten Zuleitungsdraht verbindet.