DE4027783A1 - Gasentladungsgeraet fuer kompaktlampen - Google Patents

Description

Kompaktlampen, auch Sparlampen genannt, sind in den letzten Jahren aufgrund ihres geringen Stromverbrauchs von nur etwa einem Fünftel im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen stark gefragt.

Leider besitzen die bisherigen Konstruktionen einige gravierende Nachteile, nämlich eine wesentliche größere Baulänge als Glühlampen und sie benötigen aufwendige elektronische Vorschaltgeräte um die Lampen zu starten und ihre Stromaufnahme zu Begrenzen, was oft zu klobigen und plumpen Lösungen führte.

Aufgabe der Erfindung ist eine möglichst große Leuchtfläche bei gedrängtem Aufbau und sparsamen Aufwand zu erzielen.

Herkömmliche Kompaktlampen benützen fast ausschließlich dünne Rohre von etwa 10 bis 12 mm Durchmesser, welche als mehrere parallel angeordnete, aber in Serie geschaltete Stäbe verbunden werden.

Fig. 1 bis 2 stellen eine solche bekannte Anordnung dar. Eine bessere Lösung kann man durch eine gewendelte Ausführung der Rohre erreichen, wie sie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Hier ergeben sich bereits bei gleicher Baugröße größere Rohrlängen und damit höhere Leistungen.

Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Verbesserung, indem der Innenraum der Wendel so gestaltet ist, daß zumindest Teile des Vorschaltgerätes im Zentrum der Leuchtwendel untergebracht werden können, was entweder eine verkürzte Ausführung der Lampe bei gleicher Leistung, oder eine höhere Leistung bei gleicher Baulänge gestattet.

Allen beschriebenen Ausführungen haftet jedoch der gemeinsame Nach­ teil an, daß zwischen den Rohren nichtleuchtende Zonen bestehen, und die Rohre sich gegenseitig überdecken und sich dadurch abschatten.

Um die angeführten Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Gasentladungsgefäß der Kompaktlampe aus einer Außenhülle (2), welche etwa dem Außendurchmesser der Kompaktlampe entspricht, aufzubauen und nicht, wie bisher, aus einer Kombination von dünnen Rohren, wobei die erforderlichen Elektrodenanschlüsse derart angeordnet sind, daß sie direkt mit dem Vorschaltgerät, aber lösbar, in einfacher Weise zu einer kompletten Kompaktlampe verbunden werden können.

Damit erzielt man eine geschlossene Leuchtfläche mit bester Aus­ nutzung der Oberfläche. Die sonst vorhandenen Zwischenräume entfallen und die geschlossene Außenhülle kann einfach gereinigt werden, was bei den bisherigen Kompaktlampen fast unmöglich ist und zu baldigen Lichteinbußen führte.

Um die Gasentladung und ihre gleichmäßige Verteilung optimal zu gestalten, wird vorgeschlagen, die erste der beiden erforderlichen Elektrode auf einer Seite der Außenhülle (2) anzuordnen und die zweite Elektrode (5) auf der gegenüberliegende Seite der Außenhülle vorzusehen, wobei deren Anschluß (6) über ein abgedichtetes möglichst zentral gelegenes Innenrohr (8) nach außen geführt wird, vorzugsweise in Richtung des Anschlusses (4) der ersten Elektrode (3).

Der Durchmesser des Innenrohres (8) wird erfindungsgemäß so gewählt, daß sich zwischen Innenrohr (8) und Außenhülle (2) ein optimaler Abstand von maximal 12 mm ergibt. Das sichert erfahrungsgemäß gute Eigenschaften der Gasentladung, aber eine solche Dimensionierung gestat­ tet auch die Unterbringung von Teilen des Vorschaltgerätes (7) innerhalb des Innenrohres (8) und ermöglicht günstigere Baulängen der Kompaktlampe.

Kostensparend wirkt sich auch die erfindungsgemäße Konstruktion aus, nur die Innenseite der Außenhülle (2) mit einem teuren Leuchtstoff­ belag (9) zu beschichten. Das Innenrohr (8) muß nicht mit einem Leucht­ stoffbelag versehen werden. Es wird vielmehr empfohlen, das Innenrohr (8) mit einem gutreflektierenden Belag zu versehen, welcher die Intensität der Bestrahlung des Leuchtstoffbelages erhöht.

Ein innenseitiger elektrisch leitender Belag am Innenrohr (8), kann durch seinen elektrostatischen Einfluß auf den Zündvorgang diesen begünstigen und stellt eine weitere Verbesserungsmöglichkeit der Erfindung dar. Eine derartige unsichtbare Anbringung eines Belages zur Zündhilfe ist bei den bisherigen Konstruktionen nicht möglich.

Die rotationssymmetrische Form eines erfindungsgemäßen Gasentladungsgefäßes begünstigt die Anordnung von ringförmigen Elektroden. Besonders die Elektrode (3) läßt sich vorteilhaft entweder als Drahtring, oder als gewendelter Drahtring bei beheizten Elektroden, oder auch als aufgedampfte leitende Schicht ausführen, welche sogar eine einfache Beheizung in bekannter Art gestattet.

Unter bestimmten Voraussetzungen, bei hohen Qualitätsanforderungen ist es zweckmäßig die Ringelektrode (10) in mehrere Segmente (11) aufzuteilen und jedem Segment (11) Anschlüsse (12) zuzuordnen.

Diese Segmente können entweder von dem Vorschaltgerät zyklisch in schneller Folge angesteuert werden, oder sie können gemeinsam oder in Gruppen über elektrische Koppelungselemente (13) geschaltet werden. Als Koppelungselemente (13) kommen sowohl induktive als auch ohmsche oder kapazitive Verbindungen in Frage, welche sich besonders bei einem Aufdampfen der Segmente (11) einfachst und kostengünstig herstellen lassen.

Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Homogeniesierung der Entladung besteht darin zumindest an einer Elektrode eine Art Ionisierungskammer in Form eines Hohlraumes (14) vorzusehen. Eine solche Ionisierungskammer begünstigt bei Wechselstrombetrieb die Aufrechterhaltung der Entladung, aber auch eine bessere räumliche Verteilung derselben.

Auch die Beheizung der Elektroden ist erfindungsgemäß ohne weiteres möglich, sofern man die zusätzlich erforderlichen Heizanschlüsse (15,16) vorsieht. Das gleiche gilt für zusätzliche Zündelektroden (17).

Die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen ist in keiner Weise als umfassend oder beschränkend aufzufassen, sondern dient lediglich zur besseren Darstellung des Erfindungsgedankens.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen bisherige Ausführungsformen von Kompakt­ lampen, die meist mit Leuchtrohren (18) in Stab- oder Wendelform ausgeführt wurden. Die lichttechnisch nicht genutzten Zwischenräume (22) sind klar erkennbar, ebenso die gegenseitige Abschattung der sich überdeckenden Leuchtröhren (18).

Die Ausführung Fig. 5, zeigt die mögliche räumliche Verkürzung der Baulänge einer Kompaktlampe, indem man einen Teil (22) des Vor­ schaltgerätes (7) in die Wendel eintauchen läßt.

Den Beispielen ist gemeinsam, daß das Vorschaltgerät (7) mit dem Sockel (20) zum Einsetzen in eine Fassung fest verbunden ist.

Fig. 7 zeigt den Schnitt durch eine Kompaktlampe mit erfindungsgemäßem Gasentladungsgefäß. Die dicht abgeschlossene Außenhülle (2) kann mit den Anschlüssen (4) und (6) welche die beiden Elektroden (3) und (5) mit dem Vorschaltgerät (7) verbinden an diesem angesteckt werden. In der schematischen Darstellung Fig. 7 wurden die Anschlüsse (4) und (6) als einfache Steckanschlüsse gezeichnet, aber jede andere Art der Verbindung als Bajonett-Anschluß oder ähnliche Lösungen sind möglich. Fig. 8 zeigt die klare Form der Kompaktlampe von unten.

Wesentlich ist die Anordnung der zweiten Elektrode (5) am unteren Ende des Innenrohres (8) um eine gleichmäßige Ausbildung der Gasent­ ladung zu erreichen. Der zugehörige Anschluß (6) ist im Innenrohr (8) mit der Elektrode (5) verbunden.

Fig. 9 zeigt ein wesentlich verbessertes Beispiel eines erfindungsgemäßen Gasentladungsgefäßes. In diesem Beispiel ist das Volumen des Entladungsraumes durch einen größeren Radius des Innenrohres (8) verringert. Der Abstand zwischen Innenrohr (8) und Außenhülle (2) ist verkleinert. Billigeres Evakuieren und Füllen mit Gas ist die Folge.

Das Innenrohr (8) ist mit einer Beschichtung (21) versehen, die mehrere Aufgaben erfüllen kann. Als elektrisch leitende Schicht begünstigt sie kapazitiv das Zündverhalten der Gasentladung. Als gut reflektierende Schicht reflektiert sie die im Gasentladungsraum auftretende Ultraviolettstrahlung und regt den Leuchtstoffbelag (9) zur intensiveren Lichtabgabe an. Eine höhere Lichtausbeute ist die Folge.

Da nur die Außenhülle (2) einen Leuchtstoffbelag (9) besitzt, werden nur tatsächlich Licht aussendende Flächen beschichtet und bisher abgedeckte oder abgeschattete Teilflächen nicht unnötig mit den sehr teuren Leuchtstoffen belebt. Eine weitere Kostensenkung ist die Folge.

Die in Fig. 9 schematisch als aufgedampfte, ringförmige Elektrode (10) mit ihren Anschlüssen (12) hat direkte Verbindung zum Vorschalt­ gerät (7), welches auch über den Anschluß (6) mit der Elektrode (5) in Verbindung steht.

Auch der schematisch dargestellte Hohlraum (14) im Bereich der Elektrode (5) begünstigt die Gasentladung. Er stellt eine Ionisierungs­ kammer dar, welche eine gleichförmige Funktion fördert.

Der Fig. 9 ist klar zu entnehmen, daß infolge der Unterbringung von Teilen des Vorschaltgerätes (7) im Innenrohr (8) die gesamte Baulänge der Kompaktlampe (1) verkleinert werden kann.

Fig. 10 zeigt ein schematisches Schaltbild einer ringförmigen Elek­ trode (10), welche in mehrere Segmente (11) unterteilt ist. Jedes Segment (11) hat einen Anschluß (12) welcher mit dem Vorschaltgerät (7) in Verbindung steht. Das Vorschaltgerät (7) steuert die einzelnen Segmente in schneller Folge zyklisch an, so daß die den Segmenten (11) zugeordneten Bereiche der Gasentladung flimmerfrei beaufschlagt werden.

Fig. 11 zeigt eine andere Variante der Ansteuerung der Segmente (11). In diesem Beispiel sind die Segmente (11) durch Kopplungselemente (13) verbunden, so daß sie unabhängig voneinander arbeiten können.

Fig. 12 zeigt ebenfalls schematisch, daß auch die Beheizung der Elektroden (3) oder (5) ohne weiteres möglich ist. Es sind lediglich zusätzliche Heizanschlüsse (15, 16) erforderlich.

Auch zusätzliche Zündelektroden (17) sind in bekannter Art möglich und in Fig. 12 schematisch dargestellt.

Aus den Beispielen sind die Erfindungsgedanken gut erkennbar und die allgemeine breite Auslegung der Erfindung deutlich. Alle bisher üblichen Konstruktionen können unbeschränkt angewendet werden. Sei es in der Art der Steckverbindungen, oder in Bezug auf die Schalt­ bilder der elektronischen Vorschaltgeräte oder der verschiedenen Fassungen. Auch die verwendeten Materialien für die Bauteile, ob Glas, Kunststoff oder Metall sind dem Konstrukteur überlassen.

Claims (13)

1. Gasentladungsgefäß für Kompaktlampen, bestehend aus einer evakuierten oder gasgefüllten, zumindest teilweise transparenten, allseitig dicht geschlossenen Außenhülle, die zumindest mit zwei Elektroden mit Anschlüssen zur Stromzuführung von einem Vorschaltgerät, ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch­ messer der Außenhülle (2) etwa dem Außendurchmesser der Kompakt­ lampe (1) entspricht und die Elektrodenanschlüsse derart angeordnet sind, daß sie mit dem Vorschaltgerät (7) direkt, aber lösbar, zu einer kom­ pletten Kompaktlampe (1) verbindbar sind.

2. Gasentladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf einer Seite der Außenhülle (2) die erste Elektrode (3) mit ihrem Anschluß (4) angeordnet ist und die zweite Elektrode (5) auf der etwa gegenüberliegenden Seite der Außenhülle (2) vorgesehen ist, wobei deren Anschluß (6) über ein etwa zentral ange­ ordnetes, abgedichtetes Innenrohr (8) nach außen geführt ist.

3. Gasentladungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet. daß der Durchmesser des Innenrohres (8) so groß ist, daß sich zwischen Innenrohr (8) und Außenhülle (2) ein optimaler Abstand von maximal 12 Millimetern ergibt.

4. Gasentladungsgefäß nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in das Innenrohr (8) zumindest Teile des Vorschaltgerätes (7) hineinragen.

5. Gasentladungsgefäß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Innenseite der Außenhülle (2) mit einem Leuchtstoffbelag (9), zumindest teilweise beschichtet ist.

6. Gasentladungsgefäß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (8) zumindest teilweise, mit einem leitenden und/oder gut reflektierenden Belag versehen ist.

7. Gasentladungsgefäß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Elektroden (3,5) ringförmig ausgebildet ist.

8. Gasentladungsgefäß nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmige Elektrode segmentförmig unter­ teilt ist und jedem Segment (11) Anschlüsse (12) zugeordnet sind.

9. Gasentladungsgefäß nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Segmente (11) über ihre Anschlüsse (12) von dem Vorschaltgerät (7) zyklisch angesteuert werden.

10. Gasentladungsgefäß nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Segmente (11) alle gemeinsam, oder in Gruppen über elektrische Koppelungselemente (13) vom Vorschaltgerät (7) angesteuert werden.

11. Gasentladungsgefäß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest um eine der Elektroden (3, 5) ein Hohlraum (14) als Ionisierungskammer vorhanden ist.

12. Gasentladungssgefäß nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung der Elektroden (3, 5) weitere Heizanschlüsse (15, 16) vorhanden sind.

13. Gasentladungsgefäß nach einem oder mehreren der vorstehenden Anschlüsse, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Zündung der Gasentladung Zündelektroden (17) vorhanden sind.