DE3525939A1

DE3525939A1 - Farbige leuchtstofflampen-baugruppe

Info

Publication number: DE3525939A1
Application number: DE19853525939
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kadoma Osaka Higashigawa; Hiroshi Hirakata Osaka Imamura; Katsumasa Nakai; Makoto Yahata Kyoto Toho
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1986-06-05
Also published as: GB2167895B; FR2574220B1; GB8517523D0; DE3525939C2; JPH0316739B2; GB2167895A; US4665341A; JPS61133551A; FR2574220A1

Description

PRINZ, LEISER, BUNKE & PÄRTN:ER

Patentanwälte · European Patent Attorneys Ernsbergerstraße 19 ■ 8000 München 60

19. Juli 1985

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD,
1048, Oaza-Kadoma, Kadoma-shi
Osaka 571 / Japan

Unser Zeichen: M 163 4

Farbige Leuchtstofflampen-Baugruppe

Die Erfindung betrifft farbige Leuchtstofflampen-Baugruppen, insbesondere eine Leuchtstofflampen-Baugruppe, deren mehrere Leuchtstofflampen unterschiedlicher Farbe insgesamt Licht in frei veränderlicher Farbe aussenden können.

Derartige farbige Leuchtstofflampen-Baugruppen können beispielsweise für Beleuchtungen in variabler Farbe oder Leuchtanzeigen verwendet werden und ermöglichen eine Beleuchtung bzw. Anzeige innerhalb eines weiten Farbvariationsbereiches.

Eine farbige Leuchtstofflampen-Baugruppe ist bereits in der US-PS 4 199 708 beschrieben. Bei einer dort beschriebenen Ausführungsform ist eine Grundplatte auf einem Lampensockel aufgebaut und mit einer positiven sowie einer negativen Elektrode versehen. Eine U-förmige Lampenröhre mit zwei unterschiedlich langen Schenkeln ist am längeren Schenkel an der Grundplatte frei tragend gehaltert und

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nimmt die positive Elektrode auf. Eine haubenförmige äußere Hülle ist an der Grundplatte befestigt und begrenzt gasdicht den Raum um die Lampenröhre und die negative Elektrode herum. Bei dieser Anordnung ist der kürzere Schenkel der Lampenröhre in den gasdicht abgeschlossenen Raum hinein geöffnet und von der Grundplatte derart beabstandet, daß der Innenraum der Lampenröhre mit dem gasdicht abgeschlossenen Raum innerhalb der Hülle in Verbindung steht. Der Innenraum der Lampenröhre und der gasdicht abgeschlossene Raum sind mit einem für die Entladung geeigneten Gas gefüllt und wirken insgesamt als Entladungsraum. Innerhalb dieses Entladungsräumes findet eine Entladung zwischen der positiven Elektrode innerhalb der Lampenröhre und der negativen Elektrode in der Hülle statt. Diese Leuchtstofflampe kann gemäß der US-PS 2 265 3 23 abgewandelt werden. Danach ist eine Entladungsröhre vorgesehen, die an ihrem einen Ende eine einzige negative Elektrode und an ihrem anderen, verzweigten Ende mehrere positive Elektroden aufweist. Die einzelne negative Elektrode kann für die mehreren positiven Elektroden gemeinsam verwendet werden. Diese sind jeweils in einem Ende einer von mehreren Lampenröhren angeordnet und befinden sich innerhalb des gasdicht abgeschlossenen Raumes der Hülle. Auf diese Weise kann eine durch eine einzige Steuereinrichtung steuerbare Lichtabgabe durch eine geeignete Gasentladung zwischen der gemeinsamen negativen Elektrode und den mehreren positiven Elektroden erreicht werden.

Bei farbveränderlichen Leuchtstofflampen-Beleuchtungsvorrichtungen besteht allgemein das Problem, daß eine Stabilisierung der Lichtabgabe bei gleichzeitiger Anwendung einer strombegrenzenden Drossel erfolgen muß und überdies ein Elektroden-Vorheizungskreis, eine Phasen-Ansteuerschaltung zur Einstellung der Lichtleistung und dergleichen benötigt werden, im Gegensatz zu dem Vorschaltgerät gewöhnlicher "weißer" Leuchtstofflampen. Die bekannten Steuervorrichtungen, welche die oben aufgeführten Steuerfunktionen für jede der farbigen Lampenröhren erfüllen, erfordern

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daher eine gesteigerte Baugröße und eine komplizierte Schaltungsauslegung. Die beiden oben genannten US-Patentschriften zeigen bereits Hinweise zur Lösung dieses Problems. Bei Anwendung der aus diesen US-Patentschriften entnehmbaren Maßnahmen ist es von Vorteil, daß eine einzige Steuereinrichtung ausreichen kann. Bei der praktischen Realisierung einer solchen Anordnung treten jedoch noch mancherlei Probleme auf. Nach der US-PS 4 199 708 ermöglicht beispielsweise die Verwendung des gesamten Innenraumes der Hülle als Entladungsraum die Verwendung einer einzigen negativen Elektrode; es besteht jedoch der Nachteil, daß der Entladungsraum in der Praxis unnötig groß gemacht werden muß. Es ist nämlich lediglich erforderlich, daß der Lampenröhren-Innenraum, der mit einer Leuchtstoffsubstanz der geeigneten Farbe beschichtet ist, zur Lichtabgabe beiträgt. Ferner ist es zwar allgemein erforderlich, daß keinerlei Frexndstoffe in den Entladungsraum eindringen können, um die Entladung nicht zu beeinträchtigen, jedoch tritt bei der Anordnung nach den genannten US-Patenten die Schwierigkeit auf, daß im Gegensatz zu Schutzmaßnahmen gegen das Eindringen von Fremdstoffen, die sich nur auf den Innenraum der Lampenröhre erstrecken, Schutzmaßnahmen nicht nur für die Lampenröhre, sondern für den wesentlich größeren Raum innerhalb der Hülle getroffen werden müssen. Insbesondere muß daher auch die Herstellung unter Einhaltung höchster Präzision erfolgen. Bei der Doppelstruktur nach der US-PS 4 199 708 mit einer inneren Lampenröhre und einer äußeren Hülle tritt das weitere Problem auf, daß innerhalb der Lampenröhren unerwünscht hohe Temperaturen auftreten, weil eine Wärmeisolierung durch die äußere Hülle erfolgt, welche die Lampenröhren umgibt. Die im normalen Betrieb auftretende Abnutzung der Leuchtstoffsubstanz auf der Innenoberfläche der Lampenröhren wird daher beschleunigt, so daß die Farbreinheit der Lichtabgabe schnell nachläßt.

Ferner macht es bei der Anordnung nach der US-PS 4 199 die freitragende Halterung der Lampenröhren am längeren

Schenkel durch die Grundplatte innerhalb der gasdichten Hülle schwierig, eine ausreichende mechanische Festigkeit der Lampenhalterung zu erreichen, so daß die Gefahr besteht, daß Vibrationen im Verlaufe des Transports oder bei der Handhabung der Leuchtstofflampen-Baugruppe zu einer Lösung der Röhren von der Grundplatte und damit zur Zerstörung der Einheit führen.

Weiter tritt das Problem auf, daß die Herstellung einer gasdichten Vereinigung zwischen der Grundplatte und dem relativ großen Mündungsrand der haubenförmigen Hülle die Anwendung einer hochentwickelten Technik erfordert, worunter die Produktionsausbeute leidet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine farbige Leuchtstofflampen-Baugruppe zu schaffen, die eine freie Variation der Farbe des durch mehrere Lampenröhren abgegebenen Lichtes ermöglicht, wobei die Lampenröhren jeweils auf ihrer Innenoberfläche mit verschiedenfarbigen Leuchtstoffsubstanzen beschichtet sind; weiter wird angestrebt, daß eine Elektrode des Elektrodenpaares oder der Elektrodenpaare / insbesondere die negative Elektrode, ebenso wie die Steuereinrichtung nur einmal vorgesehen sein müssen, und daß insbesondere auch jegliche äußere Hülle entfallen kann.

Die Gesamtgröße der Lampen-Baugruppe soll also erheblich vermindert werden. Weiterhin wird angestrebt, das Eindringen von Fremstoffen in den Entladungsraum innerhalb der Lampenröhren mit einfachen Mitteln zu verhindern, so daß die unvermeidliche Abnutzung der farbigen Leuchtstoffsubstanzen verzögert wird. Hierzu soll auch die Vermeidung von unerwünscht hohen Temperaturen beitragen. Schließlich soll erreicht werden, daß durch eine robuste mechanische Ausführung eine hohe Produktionsausbeute erzielt wird.

Gemäß der Erfindung besitzt die farbige Leuchtstofflampen-Baugruppe, deren Lichtabgabe farbveränderlich ist, eine Mehrzahl von Lampenröhren, die mit einem Entladungsgas gefüllt sind und jeweils auf ihrer Innenoberfläche mit un-

terschiedlichen Leuchtstoffsubstanzen beschichtet sind; jede Lampenröhre ist gasdicht an wenigstens einem Ende verschlossen, an welchem eine von zwei einander gegenüberliegenden Elektroden angeordnet ist; in einem gasdicht abgeschlossenen Raum wirkt die andere Entladungselektrode als eine gemeinsame Elektrode. Dabei sind die Innenräume der Lampenröhren mit dem dicht abgeschlossenen Raum jeweils an ihrem anderen Ende in Verbindung. Eine einzige Steuereinrichtung zur Steuerung der Lichtabgabe steuert die Gasentladungen zwischen der gemeinsamen Elektrode und den verschiedenen Elektroden an den entsprechenden geschlossenen Enden der Lampenröhren. Weiterhin enthält der gasdicht abgeschlossene Raum, in dem die gemeinsame Elektrode angeordnet ist, eine Zelle, die in der Nähe der anderen Enden der Lampenröhren angeordnet und so bemessen ist, daß sie in der Axialrichtung der Lampenröhren kleiner ist als deren axiale Länge.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt einer Leuchtstofflampen-Baugruppe nach einer ersten

Ausführungsform der Erfindung, bei welcher gerade Lampenröhren zum Einsatz kommen;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Lampenröhren;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Steuereinrichtung für

die Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 eine Farbtafel zur Erläuterung der veränderlichen Farbmischung, die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 erhalten wird;

Fig. 5

it?

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eine schematische Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispieles mit ebenfalls geraden Lampenröhren;

Fig. 6

einen senkrechten Schnitt einer Leuchtstofflampen-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei der die Lampenröhren U-förmig sind;

Fig. 7 a

eine Seitenansicht einer Anordnung, bei der die Lampen-Baugruppe nach Fig. 6 in einer kugelförmigen Hülle untergebracht ist;

Fig. 7 b

eine Draufsicht der Ausführungsform nach Fig. 7 a;

Fig. 8

Fig. 9

einen senkrechten Schnitt einer weiteren Ausführungsform mit U-förmigen Lampenröhren;

eine Abwandlung einer demontierten Grundplatte für die Ausführungsform nach Fig. in Schnittdarstellung;

Fig. 10-12 senkrechte Schnitte weiterer Ausführungsformen mit U-förmigen Lampenröhren;

Fig. 13

Fig. 14

Fig. 15

eine Draufsicht der Ausführungsform nach Fig. 12;

einen senkrechten Schnitt einer Lampen-Baugruppe nach einer weiteren Ausführungsform, bei der ebenfalls U-förmige Lampenröhren zum Einsatz kommen;

eine Draufsicht der Ausführungsform nach Fig. 14;

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Fig. 16 einen senkrechten Schnitt einer weiteren

Ausführungsform der Leuchtstofflampen-Baugruppe unter Verwendung von U-förmigen Lampenröhren;
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Fig. 17a Schnittansichten eines dicht abgeschlosse- und 17b nen Kammerteils für die Ausführungsformen nach den Fig. 14 und 16;

Fig. 18 Perspektivansichten von weiteren Ausführungsund 19 formen der Leuchtstofflampen-Baugruppe unter Verwendung von U-förmigen Lampenröhren;

Fig. 20 a eine Vorderansicht einer rechtwinkligen Farb-Anzeigetafel, bei der die erfindungs-

gemäße farbige Leuchtstofflampen-Baugruppe zur Anwendung kommt; und

Fig. 20 b eine schematische Darstellung eines Anordnungsbeispiels von Lampen-Baugruppen, die

in der Farb-Anzeigetafel nach Fig. 20 a untergebracht sind.

Die in Fig. 1 gezeigte farbige Leuchtstofflampe 10 besitzt einen Lampensockel 11, der aus einer rechtwinkeligen Grundplatte 12 und einem kastenförmigen Bodenkörper 13 gebildet ist, welcher an seiner Unterseite offen ist. Die Grundplatte 12 und der Bodenkörper 13 sind aus einem Material wie Keramik, Glas oder Metall gebildet, vorzugsweise aus einer Forsterit-Keramik. Die offene Unterseite des Bodenkörpers 13 ist auf die Grundplatte 12 gasdicht aufgesetzt und durch eine Glasfritte 14 versiegelt, um eine Kammer 15 mit der Grundplatte 12 gemeinsam abzuschließen. Die Grundplatte 12 ist in ihrer Mitte mit einer Halterungsscheibe 17 versehen, an die ein sich nach unten auswärts erstreckendes Röhrchen 16 angesetzt ist, und die eine gemeinsame Elektrode 18 trägt, die sich als negative Elektrode nach oben in den Innenraum der Kammer

15 hineinerstreckt. Die Kammer 15 bildet also eine Elektrodenkammer für die gemeinsame Elektrode.

Der Bodenkörper 13 ist an seiner Oberseite mit drei gleichmäßig voneinander beabstandeten öffnungen versehen. An jede dieser öffnungen ist das offene Ende einer von drei Lampenröhren 19a, 19b und 19c angesetzt und dort mittels Glasfritte 20 dicht befestigt. Der Innenraum jeder Lampenröhre ist über die öffnung an der Oberseite des Bodenkörpers 13 mit dem Innenraum der Kammer 15 in Verbindung. Die Lampenröhren 19a, 19b und 19c sind auf ihren Innenoberflächen mit verschiedenfarbxgen Leuchtstoff substanzen 21a, 21b und 21c beschichtet, die verschiedenfarbiges Licht aussenden können. Vorzugsweise werden als Leuchtstoffsubstanzen 21a, 21b und 21c rote,

grüne und blaue Leuchtstoffsysteme verwendet, insbesondere YOX (Y₂O₃:Eu), CAT (MgAl₁^_1g:Ce, Tb) und BAM (BaMg₃Al₁₆ O₂₇:Eu). An den oberen Enden sind die Lampenröhren 19a, 19b und 19c beispielsweise durch Abschmelzen verschlossen.

Das Abschmelzen kann mittels eines Brenners erfolgen, wobei gleichzeitig jeweils eine Elektrode 22a, 22b und 22c als positive Elektrode eingesiegelt wird.

Bei der beschriebenen Anordnung sind die drei Lampenröhren 19a, 19b und 19c senkrecht und parallel zueinander auf dem Lampensockel 11 aufgebaut, wie in den Fig. 1 und 2 verdeutlicht ist. Jede Lampenröhre trägt an ihrem geschlossenen Ende eine der drei positiven Elektroden 22a, 22b und 22c. Jede dieser positiven Elektroden liegt der gemeinsamen negativen Elektrode 18 in der Kammer 15 gegenüber, wobei die Innenräume der Lampenröhren und der Kammer miteinander in Verbindung stehen und mit einem geeigneten Entladungsgas gefüllt sind. Wenn also eine Spannung der Reihe nach und selektiv zwischen jeweils einer der Elektroden 22a, 22b und 22c und der gemeinsamen Elektrode 18 angelegt wird, so leuchten die Lampenröhren in der entsprechenden Reihenfolge auf. Dabei kann die Farbe der Lichtabgabe trotz der gemeinsamen Verwen-

dung einer einzigen negativen Elektrode 18 frei variiert werden. Die Gasentladung kann also wahlweise zwischen der gemeinsamen Elektrode 18 und irgendeiner der Elektroden 22a bis 22c in den Lampenröhren 19a bis 19c brennen und mittels einer einzigen Steuereinrichtung gesteuert werden. Durch eine einfache Steuereinrichtung kann also die in der Farbe veränderliche Lichtabgabe gesteuert werden.

Eine solche Steuereinrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Sie enthält einen Umschalter SW, über den ein an den positiven Anschluß einer Gleichstromversorgung DC angeschlossener Ballastwiderstand R wahlweise mit einer der Elektroden 22a bis 22 c der Lampenröhren 19a bis 19c verbunden wird. Die Lampenröhren können also selektiv an die Gleichstromquelle DC angeschlossen werden, deren negativer Anschluß mit der gemeinsamen Elektrode 18 verbunden ist. Ein Starter ST liegt zwischen dem nicht mit der Stromquelle verbundenen Ende der gemeinsamen Elektrode 18 und einer der Elektroden 22a bis 22c der Lampenröhren, beispielsweise der Elektrode 22a. Der Umschalter SW ist vorzugsweise

durch Schalttransistoren verwirklicht, über die eine Änderung des Tastverhältnisses (ein/aus-Verhältnis) gesteuert werden kann. Die verschiedenen Entladungsstrecken der Lampenröhren 19a bis 19c werden also entsprechend den Betriebszyklen der Schalttransistoren im gewünschten Verhältnis zueinander angesteuert.

Wenn in der Steuereinrichtung nach Fig. 3 die Elektrode 22a der Lampenröhre 19a über den Umschalter SW mit dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle DC verbunden wird, so wird zunächst die gemeinsame Elektrode 18 über

! den Starter 17 erwärmt. Sodann wird ein Hochspannungs-

j impuld zwischen der Elektrode 22a und der gemeinsamen

ι Elektrode 18 angelegt. Es entsteht dann eine Entladung

35 innerhalb der Lampenröhre 19a und der Kammer 15, so daß beispielsweise rotes Licht abgegeben wird. Wenn die Elektroden 22b und 22c der Lampenröhren 19b und 19c anschließend sequenziell über den Umschalter SW mit dem positi-

yi 352593S

ven Anschluß der Gleichstromquelle DC verbunden werden, so werden die Entladungswege für grüne und blaue Lichtabgabe zwischen den Elektroden 22b und 22c und der gemeinsamen Elektrode 18 angesteuert, die im thermionisehen Emissionszustand verbleibt, nachdem sie zuvor durch die vorhergehende Entladung zwischen den Elektroden 18 und 22a erwärmt worden ist, so daß also der Starter nicht benötigt wird. Wenn dieser Umschaltvorgang mit hoher Geschwindigkeit erfolgt, indem der Umschalter SW zyklisch mit hoher Geschwindigkeit umgelegt wird, so entsteht für den Betrachter der Eindruck einer kontinuierlichen Lichterzeugung in einer Farbe, die durch das Tastverhältnis der verschiedenen Farben bestimmt ist. Durch geeignete Einstellung der Tastverhältnisse des Umschalters SW für die Entladungswege durch die Lampenröhre 19a bis 19c wird also die optimale Farbart innerhalb einer schraffierten Zone im Diagramm der Fig. 4 erhalten. Diese schraffierte Zone ist zwischen den Verbindungslinien zwischen den Punkten R, G und B begrenzt und liegt innerhalb des Farbartgebietes CA in Fig. 4. Es kann also beispielsweise eine Farbartänderung erhalten werden, die durch die Kurve BBL im Diagramm der Fig. 4 verdeutlicht ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 sind die drei Lampenröhren 19a, 19b und 19c gerade ausgebildet und nebeneinander in einer Linie angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 bilden die die Mitten der Lampenröhren 19a¹, 19b' und 19c' verbindenden Linien ein Dreieck auf dem Lampensockel 11', der bei dieser Ausführungsform kreisförmig ausgebildet ist. Bei allen Ausführung sformen ist die gasdicht abgeschlossene Kammer 15, welche die Elektrodenkammer für die gemeinsame Elektrode bildet, am Boden der Lampenröhren angeordnet und weist eine geringere axiale Abmessung auf als die Lampenröhren.

Bei der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform der Leuchtstofflampen-Baugruppe 30 sind dieselben Grundbe-

standteile wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 vorhanden und durch entsprechende Bezugszahlen bezeichnet, zu denen die Zahl 20 hinzuaddiert wurde. Die Anordnung dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie bei der zuvor beschriebenen, mit der Ausnahme, daß U-förmige Lampenröhren 39a, 39b und 39c anstelle von geraden Lampenröhren verwendet werden. Die U-förmigen Lampenröhren 39a bis 39c ermöglichen die Unterbringung der Lampen-Baugruppe 30 innerhalb einer kugelförmigen lichtstreuenden Hülle 43, die in den Fig. 7a und 7b gezeigt ist, so daß eine kugelförmige Lampe entsteht. Bei dieser Ausführungsform sind ferner die beiden Schenkelteile der Lampenröhre 39a bis 39c von unterschiedlicher Länge, und das geschlossene Ende befindet sich an dem längeren Schenkel und liegt vorzugsweise auf derselben Höhe wie die Grundplatte 3 2 in Fig. 6. Die Elektroden 42a, 42b und 42c an den geschlossenen Enden der Röhren liegen also auf derselben Seite wie die gasdicht abgeschlossene Kammer 38, so daß die Leuchtstofflampen-Baugruppe 3 0 leicht mit einer Steuerschaltung verdrahtet werden kann. Erforderlichenfalls können die Lampenröhren 39a bis 39c,die jeweils an ihrem einen Ende an dem Lampensockel 31 frei tragend befestigt sind, auch an ihrem anderen, geschlossenen Ende gehaltert werden, wobei sie auf derselben Höhe wie die Grundplatte 32 liegen. Auf diese Weise wird die Halterung der Lampenröhren erheblich verstärkt. Die geschlossenen Enden der Lampenröhren 39a bis 39c liegen ferner radial auswärts vom Lampensockel 31, so daß die gasdicht abgeschlossene Kammer 35 des Lampensockels 31, die eine geringere axiale Abmessung als die Lampenröhren aufweist, in den zwischen den Lampenröhren 3 9a bis 39c gebildeten Zwischenraum eingefügt werden kann. Die Arbeitsweise dieser Leuchtstofflampen-Baugruppe ist im wesentlichen die gleiche wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind dieselben Grundbestandteile wie bei der nach den Fig. 6 und 7 vorhanden und mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, zu denen

die Zahl 20 hinzuaddiert wurde. Bei dieser Ausführungsform sind die geschlossenen Enden der U-förmigen Lampenröhren 59a, 59b und 59c in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6 angeordnet, jedoch nicht durch ein gesondertes Halterungsteil gehalten, sondern durch einen radialen Fortsatz der Grundplatte 52 des Lampensockels 51, wodurch die mechanische Festigkeit der Lampenhalterung für die drei Lampenröhren 59a bis 59c gesteigert wird. Überdies ist eine gute Wärmeableitung von der gemeinsamen Elektrode in Richtung zu den Elektroden an den Röhrenenden gewährleistet. Zu diesem Zweck ist die Grundplatte 52 vorzugsweise aus einem Metall wie Kupfer oder Eisen gebildet, dessen thermische Leitfähigkeit größer als die von Luft ist. Durch die bessere Wärmeabführung von der gemeinsamen Elektrode 58 zu den Elektroden 62a bis 62c an den geschlossenen Enden der Lampenröhren hin wird eine Verschlechterung der Lichtintensität vermieden, die durch einen Abfall der Quecksilberionendichte auf der Seite der Elektroden an den geschlos- senen Enden der Lampenröhren beim Anlegen der Gleichspannung verursacht würde; es wird also der Effekt der dunklen Lampenenden vermieden. Bei dieser Ausführungsform kann die Halterungsplatte 52, wie in Fig. 9 gezeigt, geteilt ausgeführt werden, mit einem ersten Abschnitt 52a, der an dem Bodenkörper 53 befestigt ist, und einem zweiten Abschnitt 52b, welcher nur die geschlossenen Enden der Lampenröhren 59a bis 59c trägt. Die beiden Abschnitte 52a und 52b sind zu einem einzigen Teil miteinander verbunden. Im übrigen sind die Ausbildung und Arbeitsweise dieser Ausführungsform ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Bei der weiteren, in Fig. 10, gezeigten Ausführungsform der Leuchtstofflampen-Baugruppe 70 sind dieselben Grundbestandteile wie bei der Ausführungsform nach den Fig. und 9 vorhanden und durch entsprechende Bezugszeichen bezeichnet, zu denen die Zahl 20 hinzuaddiert wurde. Bei dieser Ausführungsform sind die die Elektroden tragen-

den Enden der U-förmigen Lampenröhren, die bei den anderen Ausführungsformen zugeschmolzen sind, offen belassen und gasdicht mittels Glasfritte 84 an einer Grundplatte 72 befestigt, wodurch die mechanische Festigkeit der Halterung der U-förmigen Lampenröhren 79a, 79b und 79c gesteigert wird. Die Elektroden 82a bis 82c sind gasdicht in die Grundplatte 72 eingelassen und erstrecken sich in die so abgeschlossenen und befestigten Enden der Lampenröhren hinein. Die Arbeitsweise und sonstige Ausbildung der Ausführungsform sind im wesentlichen dieselben wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 besitzt die Leuchtstofflampen-Baugruppe 90 im wesentlichen dieselben Grundbestandteile wie die Ausführungsform nach Fig. 10, und diese Bestandteile sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, zu denen die Zahl 20 hinzuaddiert wurde. Bei dieser Ausführungsform haben die Schenkel der U-förmigen Lampenröhren 99a, 99b und 99c gleiche Länge, im Gegensatz zu den Ausführungsformen bei den Fig. 6 bis 10. Beide offenen Enden dieser Lampenröhren 99a bis 99c und die Elektroden 102a, 102b und 102c sind gasdicht an der Grundplatte 9 2 über Glassfritten in gleicher Weise wie Fig. 10 befestigt, befinden sich jedoch auf derselben Höhe. Ein Bodenkörper 93 ist gasdicht an die Unterseite der Grundplatte 92 angesetzt und bildet eine gasdicht abgeschlossene Kammer 95, in der eine gemeinsame Elektrode 98 untergebracht ist. Bei dieser Anordnung sind die Herstellung und Montage der Lampenröhren an der Grundplatte 92 erleichtert. Die sonstige Anordnung und die Arbeitsweise sind dieselben wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

In den Fig. 12 und 13 ist eine weitere Ausführungsform einer Leuchtstofflampen-Baugruppe 110 gezeigt, die im wesentlichen die gleichen Grundbestandteile wie die Ausführungsform nach Fig. 11 aufweist, welche mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet sind, zu denen die Zahl 20

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hinzuaddiert wurde. Die U-förmigen Lampenröhren 119a, 119b und 119c besitzen Schenkel von im wesentlichen gleicher Länge. Die einen Enden dieser Lampenröhren tragen jeweils eine gasdicht eingeschlossene Elektrode 122a bis 122c und sind an den Bodenkörper 113 angeordnet, ohne an diesem befestigt zu sein. Die anderen offenen Enden der Lampenröhren sind gasdicht an dem Bodenkörper 113 befestigt und stehen in Verbindung mit einer gasdicht abgeschlossenen Kammer 115. Die Enden aller Lampenröhren liegen auf einem gedachten Kreis auf dem Bodenkörper 113. Wenn diese Ausführungsform der Leuchtstofflampen-Baugruppe 110 in einer lichtstreuenden Kugelhülle untergebracht wird, so befinden sich alle sechs Schenkel der drei Lampenröhren im wesentlichen in gleichem Abstand von der Innenoberfläche der Kugel. Unregelmäßigkeiten der Lichtfarbe, die durch ungleichmäßige Abstände verursacht werden könnten, werden so vermieden, und das Farbmischungsverhalten wird verbessert. Die sonstige Anordnung und die Arbeitsweise sind bei dieser Ausführungsform dieselben wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Bei der in den Fig. 14 und 15 gezeigten Ausführungsform einer Leuchtstofflampen-Baugruppe 130 sind die entsprechenden Grundbestandteile wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 12 und 13 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, zu denen die Zahl 20 hinzuaddiert wurde. Bei dieser Ausführungsform ist ähnlich wie bei der nach Fig. 11 ein gasdicht an der Unterseite einer Grundplatte 132 angesetzter Bodenkörper 133 dreieckförmig ausgebildet, wie in Fig. 15 gestrichelt verdeutlicht ist. Auf diese Weise wird das Volumen der gasdicht abgeschlossenen Kammer 135 weiter vermindert, wodurch die Gesamtbaugröße der Leuchtstofflampen-Baugruppe 130 vermindert werden kann. Die Kammer 135 weist neben der gemeinsamen Elektrode eine Hilfselektrode 142d gleicher Polarität wie die Elektroden 142a bis 142c an den geschlossenen Enden der U-förmigen Lampenröhren 139a bis 139c auf, also von positiver Polarität, so daß ein Starter zwischen der Hilfs-

elektrode 14 2d und der gemeinsamen Elektrode 138 eingefügt werden kann. Die Lampen-Baugruppe kann daher selbst dann leicht gestartet werden, wenn der Entladungsweg zwischen den Elektroden an den geschlossenen Enden der Lampenröhren und der gemeinsamen Elektrode lang ist. Wenn ferner das Tastverhältnis für den Entladungsweg in der Kammer 135 durch Anwendung des Umschalters SW der in Fig. 3 gezeigten Einrichtung variabel gemacht wird, so kann die Kammer 135, in der keinerlei Leuchtstoffsubstanz vorhanden ist, als zusätzlicher Entladungsweg verwendet werden, der keine Farbfunktion besitzt, sondern eine Steuerfunktion oder Regulierfunktion für die Lichtabgabe. Bei dieser Ausführungsform wird ferner bevorzugt, daß die sechs Schenkel der drei U-förmigen Lampenröhren 139a, 139b und 139c im wesentlichen auf einem gedachten Kreis wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 12 und 13 liegen. Im übrigen ist die Anordnung und die Arbeitsweise im wesentlichen dieselbe wie bei den zuvor beschriebenen Au s führung s f ormen.

Bei der weiteren, in Fig. 16 gezeigten Ausführungsform der Leuchtstofflampen-Baugruppe 150 stimmen die Grundbestandteile mit der Ausführungsform nach den Fig. 14 und 15 überein und sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, zu denen die Zahl 20 hinzuaddiert wurde. Ein Saugröhrchen 156 ist nicht an die untere Seite des Lampensockels 153 angesetzt, sondern ragt von dessen Oberseite hoch und befindet sich also auf derselben Seite der Grundplatte 152 wie die Lampenröhren 159a, 159b und 159c. Bei dieser Anordnung kann die Länge des Saugröhrchens vergrößert werden, ohne die Gesamtgröße der Baugruppe 150 zu steigern. Die Montage des Absaugröhrchens an der Grundplatte in hochstehender Anordnung ist leichter als die an der Unterseite oder am Bodenkörper, und überdies wird das Absaugen vereinfacht. Hinsichtlich der sonstigen Anordnung und Arbeitsweise entspricht diese Ausführungsform den zuvor beschriebenen.

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Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 14 und 15 sowie 16, die mit einer Hilfselektrode versehen sind, sind weitere Ausgestaltungen vorgesehen. In Fig. 17a sind die gemeinsame Elektrode 178 und die Hilfselektrode 182d gemeinsam an einem Grundkörper 173 über einen gemeinsamen Klemmständer 185 mittels Glasfritte 186 befestigt. Wenn diese Elektroden getrennt voneinander angeordnet werden müssen, wie in Fig. 17b gezeigt, können eine gemeinsame Elektrode 178 * und eine Hilfselektrode 18 2d' unabhängig voneinander an dem Grundkörper 173' mittels getrennten Klemmständern befestigt werden. Wenn die gemeinsame Elektrode und die Hilfselektrode bogenförmig ausgebildet sind, wie in den Fig. 17a und 17b gezeigt, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Verminderung der Höhe der gasdicht abgeschlossenen Kammer von dreieckförmigem, waagerechtem Querschnitt.

Bei der in Fig. 18 gezeigten Ausführungsform der Leuchtstofflampen-Baugruppe 200 ist gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen eine andere Grundanordnung vorgesehen. Die Lampen-Baugruppe 200 umfaßt einen zentralen Lampensockel 201, der trommeiförmig gestaltet und aus Glasmaterial gebildet ist sowie eine Kammer 205 umgrenzt, in der eine gemeinsame Elektrode 2 08 gasdicht eingeschlossen ist. ü-förmige Lampenröhren 209a, 209b und 209c mit jeweils gleich langen Schenkeln sind ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 11 an wenigstens einem Schenkelende mit dem zentralen Lampensockel 201 verbunden, jedoch in Form eines einzigen Teiles. Die Innenräume dieser Lampenröhren stehen mit dem Innenraum der Kammer 205 über öffnungen 209a¹, 209b¹ und 209c¹ in Verbindung, die am Umfang des Lampensockels 21 in im wesentlichen regelmäßigen Abständen gebildet sind. Die axialen Enden der entsprechenden Schenkel sind verschlossen. Die Elektroden 212a, 212b und 212c von entgegengesetzter Polarität wie die gemeinsame Elektrode 208 sind gasdicht in die anderen Enden der Lampenröhren 209a bis 209c eingesiegelt. Mittels der in Fig. 3 gezeigten Steuereinrichtung

können die Entladungswege der Reihe nach zwischen der gemeinsamen Elektrode 208 und den verschiedenen Elektroden 212a bis 212c angesteuert werden, so daß die Lichtabgabe der Leuchtstofflampen-Baugruppe frei in der Farbe variiert werden kann, entsprechend der Färbung der Leuchtstoffsubstanzen 211 auf den Innenoberflächen der verschiedenen Lampenröhren.

Die Verbindung der Lampenröhren 209a bis 209c mit dem Lampensockel 201 sowie die Befestigung der Elektroden 208 und 201a bis 201c an der Kammer und an den Lampenröhren erfolgen durch An- bzw. Einschmelzen mittels eines Brenners. Die gesamte Baugruppe kann überaus kompakt ausgebildet werden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Lampenröhren 209a bis 209c mit ihren Schenkelteilen auf einem gedachten Kreis wie bei der Ausführungsform nach Fig. 13 liegen und infolgedessen jegliche Unregelmäßigkeit der Lichtfärbung vermieden wird. Zwar ragt bei der gezeigten Ausführungsform die Kammer 205 über die Enden der Lampenröhren hinaus, es ist aber auch möglich, diese Kammer 205 vollständig zwischen den Lampenröhren aufzunehmen, so daß sie über die Enden ihrer Schenkel nicht hinaussteht.

Die in Fig. 19 gezeigte Ausführungsform der Leuchtstofflampen-Baugruppe 3 00 enthält eine ü-förmige Lampen-Hauptröhre 3 09a mit Schenkelteilen von unterschiedlicher Länge, wobei der längere Schenkel an seinem Ende eine gemeinsame Elektrode 3 08 trägt, die gasdicht in diesem Ende eingesiegelt ist. Das kürzere Ende trägt eine Elektrode 312a von entgegengesetzter Polarität, die ebenfalls gasdicht in dieses geschlossene Ende eingesiegelt ist. Zwei ebenfalls ü-förmige Hilfs-Lampenröhren 309b und 309c mit Schenkeln gleicher Länge sind einstückig mit dem längeren Schenkelteil der Haupt-Lampenröhre 309a in der Nähe von dessen Ende verbunden und erstrecken sich parallel zu dieser. Die Verbindung erfolgt über Verbindungsstücke 309b' oder 309c¹, die axial einwärts von der gemeinsamen

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Elektrode 308 angeordnet sind. In das andere Schenkelende ist jeweils eine Elektrode 312b bzw. 312c von entgegengesetzter Polarität wie die gemeinsame Elektrode 308 gasdicht eingesiegelt. Diese Elektroden liegen also auf derselben Seite wie der kürzere Schenkel der Haupt-Lampenröhre 3 09a. Der längere Schenkel der Haupt-Lampenröhre 309a, welcher die gemeinsame Elektrode 308 trägt, bildet eine gasdicht abgeschlossene Kammer 3 05 an einem Teil dieses Schenkels, der sich von der Stelle der Verbindungsteile 309b' und 309c' bis zu dem verschlossenen, die Elektrode tragenden Ende erstreckt. Die verschiedenen Röhren können miteinander verschmolzen werden, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 18, und können auch in der gleichen Weise betrieben werden.

Wenn die Lampen-Baugruppe in der Ausführungsform nach Fig. 19 beispielsweise in einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, so sind mehrere dieser Lampen-Baugruppen in einer Anzeigevorrichtung untergebracht. Eine rechtwinkelig ausgebildete Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung ist in Fig. 20a gezeigt. Sie enthält Leuchtstofflampen-Baugruppen 410a bis 41Oe, die in Reihen und Spalten angeordnet sind und in der in Fig. 20b gezeigten Anordnung innerhalb des Gehäuses der Anzeigevorrichtung untergebracht sind.

Anstelle der zuvor als Beispiel genannten Farben rot, grün und blau können andersfarbige Leuchtstoffsubstanzen verwendet werden. Eine oder mehrere der Lampenröhren können ferner mit einer Leuchtstoffsubstanz beschichtet werden, die eine gewöhnliche Tageslichtbeleuchtung erzeugt. Die Farbtemperatur kann in geeigneter Weise selektiv verändert werden, was für den Fachmann keiner weiteren Erläuterung bedarf. Anstelle von drei Lampenröhren sind bei anderen Ausführungsformen eine größere oder eine geringere Anzahl von Lampen vorgesehen. Ferner können anstatt von geraden oder U-förmigen Lampenröhren auch solche verwendet werden, die zick-zack-förmig oder in ande-

rer Weise gestaltet sind. Gemäß einer Weiterbildung sind die Innenoberflächen der gasdicht abgeschlossenen Kammer, insbesondere die Innenoberflächen der Grundplatte, des Bodenkörpers usw. mit einem lichtreflektierenden Film beschichtet, um die Lichtintensität zu steigern.

L e e r s e i t β

Claims

— -* V-

PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER

Patentanwälte · European Patent Attorneys 3 5 2 5 9 3 S

Ernsbergerstraße 19 · 8000 München 60

19. Juli 1985 MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD.

1048, Oaza-Kadoma, Kadoma-shi
Osaka 571 / Japan

Unser Zeichen: M 1634

Patentansprüche

MjI Farbige Leuchtstofflampen-Baugruppe zur Abgabe von farbveranderlichem Licht, mit einer Mehrzahl von Lampen- v,

röhren, die jeweils mit einem Entladungsgas gefüllt und /*

auf ihrer Innenoberfläche mit Leuchtstoffsubstanzen von unterschiedlicher Farbe beschichtet sind sowie gasdicht an wenigstens einem Ende verschlossen und an diesem geschlossenen Ende mit einer gasdicht angeordneten Elektrode einer ersten Polarität versehen sind, während die Lampenröhren über ihre anderen Enden mit einem gasdicht abgeschlossenen Raum in Verbindung sind, in welchem eine gemeinsame Elektrode der entgegengesetzten Polarität angeordnet ist, und mit einer Einrichtung zur gesteuerten Erzeugung von Gasentladungen zwischen der gemeinsamen Elektrode und den Elektroden der erstgenannten Polarität, dadurch gekennzeichnet , daß der gasdicht abgeschlossene Raum durch eine Kammer gebildet ist, welche in unmittelbarer Nachbarschaft der genannten anderen Enden der Lampenröhren angeordnet und von geringerer Abmessung in Axialrichtung als die Axiallänge der Lampenröhren ist.

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2. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die Lampenröhren von
--' gerader Gestalt sind.
3. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lampenröhren U-förmig gestaltet sind.
4. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer durch einen Lampensockel gebildet ist, der eine Grundplatte und einen Bodenkörper umfaßt, und daß die genannten anderen Enden
der Lampenröhren offene Enden eines abgebogenen Schenkelteils der U-förmig ausgebildeten Lampenröhren sind, welehe an den Bodenkörper angekoppelt sind.
5. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die genannten offenen
Enden der U-förmigen Lampenröhren an den Bodenkörper über die Grundplatte angekoppelt sind, und daß die gemeinsame
* Elektrode ebenfalls an der Grundplatte befestigt ist.
6. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet , daß die abgebogenen Schenkelteile der U-förmigen Lampenröhren von unterschiedlicher Länge sind und die kürzeren Schenkelteile an den Bodenkörper sowie die längeren Schenkelteile an die Grundplatte angekoppelt sind, und daß die Grundplatte aus einem Material von hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.
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7. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die abgebogenen Schenkelteile der U-förmigen Lampenröhren von gleicher Länge
sind und an beiden Enden jeweils an einer Oberfläche der

Grundplatte befestigt sind, an deren anderer Oberfläche
der Bodenkörper befestigt ist, und daß die gemeinsame
Elektrode an dem Bodenkörper befestigt ist.

3 5 2ΐ 93 9 S
8. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schenkelteile der ü-förmigen Lampenröhren jeweils auf einem gedachten Kreis am Lampensockel angeordnet sind.
9. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Bodenkörper im waagerechten Querschnitt dreieckförmig ist.
10. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Hilfselektrode der erstgenannte Polarität vorgesehen und innerhalb der Kammer zugleich mit der gemeinsamen Elektrode angeordnet ist.
11. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundplatte mit einem Absaugrohr versehen ist, welches auf derjenigen Seite der Grundplatte hochragt, auf welcher die Lampenröhren angekoppelt sind.
12. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Lampenröhren Schenkelteile von gleicher Länge aufweisen, daß die Kammer einen trommeiförmigen Lampensockel umfaßt, der in der Mitte der Lampenröhren angeordnet ist und von diesen umgeben wird, und daß die anderen Enden der Lampenröhren an den Lampensockel angekoppelt sind.
13. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß eine der U-förmigen Lampenröhren Schenkelteile von unterschiedlicher Länge aufweist und die anderen U-förmigen Lampenröhren Schenkel von gleicher Länge aufweisen, daß der längere Schenkel der erstgenannten Lampenröhre an seinem einen Ende die genannte Kammer bildet, in welcher die gemeinsame Elektrode angeordnet ist, und daß die anderen Lampenröhren an ihrem einen Schenkel an den längeren Schenkel der erst-

genannten Lampenröhre über ein Verbindungsteil angekoppelt sind, das axial einwärts von der gemeinsamen Elektrode im längeren Schenkelteil liegt.
14. Leuchtstofflampen-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß drei U-förmige Lampenröhren vorgesehen sind.