DE4442203A1 - Entladungsgefäß für eine Kompaktlampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Entladungsgefäß für eine kompak­ te Niederdruckentladungslampe nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Niederdruckentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflam­ pen, werden in großem Umfange zur elektrischen Lichterzeu­ gung eingesetzt. Im Vergleich zu Glühlampen zeichnen sie sich durch eine höhere Lichtausbeute sowie eine längere Lebensdauer aus. Die Lichterzeugung bei Niederdruckentla­ dungslampen erfolgt über den Prozeß einer Gasentladung in einem Entladungsgefäß: In einem elektrischen Feld beschleu­ nigte Elektronen regen durch Stöße Gasatome an, welche die aufgenommene Anregungsenergie nach kurzer Zeit in Form von UV-Lichtquanten wieder abgeben, welche ihrerseits im Leucht­ stoff, der auf den Innenwänden des Entladungsgefäßes aufge­ bracht ist, in sichtbares Licht umgewandelt werden.

Für die Effizienz der Lichterzeugung ist eine gewisse Länge des Entladungsweges und damit des Entladungsgefäßes unum­ gänglich. Geometrisch kleine Lampen machen es erforderlich, den Entladungsweg zu falten. Derartige Niederdruckentla­ dungslampen, die sich durch einen gefalteten Entladungsweg und damit kleine Abmessungen auszeichnen, werden als Kom­ paktlampen bezeichnet. Der Entladungsweg wird bei den bekannten Kompaktlampen durch eine Aneinanderreihung von zwei oder mehr U-Rohren realisiert, wobei die U-Rohre durch einen Entladungskanal miteinander verbunden sind.

Aus der DE 36 32 810 C2 ist eine kompakte Leuchtstofflampe bekannt, die aus einem Entladungsgefäß, einem Hauptkörper und einem Sockel besteht. Das Entladungsgefäß besteht aus U-förmig, W-förmig oder sattelförmig gebogenen Gasentla­ dungsröhren, die in gleichem Abstand zur Mittenachse oder sternförmig um die Mittenachse der Leuchtstofflampe angeord­ net und über Gasentladungskanäle miteinander verbunden sind. Bei den in gleichen Mittenabstand angeordneten Gasent­ ladungsröhren entsteht ein bei weitestgehend geschlossener zylindrischer Außenfläche des Entladungsgefäßes großer freier Innenraum, der zu einem entsprechend großen Außenum­ fang der Kompaktlampe führt und damit ihre Einsatzmöglich­ keiten als Ersatz für eine Glühlampe begrenzt. Die sternför­ mige Anordnung der Gasentladungsröhren bedingt eine kompli­ zierte geometrische Form der Gasentladungsröhren und führt zu einer für die Lichtabstrahlung ungünstigen Außenfläche.

Aus der DE 34 37 212 A1 ist eine Niederdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß bekannt, das aus mehreren Rohrseg­ menten besteht, die miteinander gasdicht mittels Glaslot verbunden sind. Die durch U- oder trapezförmige Umkehrstel­ len miteinander verbundenen Rohrsegmente sind mäanderförmig um die Mittenachse der Niederdruckentladungslampe angeord­ net und bilden ein Vieleck, wobei die zwischen den miteinan­ der verbundenen Rohrsegmenten aufgespannten Ebene einen von der Anzahl der Rohrsegmente abhängigen Winkel einschließen, so daß eine geschlossene Vieleck-Kontur gebildet wird.

Auch diese Konfiguration der Rohrsegmente eines Entladungs­ gefäßes schließt einen großen Innenraum ein, der ein ent­ sprechendes Volumen des Entladungsgefäßes bedingt, so daß auch hier der Ersatz von Glühlampen durch die aus dieser Druckschrift bekannte Niederdruckentladungslampe begrenzt ist. Die Anordnung der Umkehrstellen zur Verbindung der Rohrsegmente und deren gasdichte Verbindung mit den Rohrseg­ menten bedingt einen hohen Herstellungsaufwand und schließt gleichwohl die Gefahr von undichten Stellen des Gasentla­ dungsgefäßes und damit der mangelnden Funktionssicherheit der Niederdruckentladungslampe ein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entladungsge­ fäß für eine kompakte Niederdruckentladungslampe zu schaf­ fen, das mit geringem Aufwand herstellbar ist und eine große lichtabstrahlende Außenfläche bei geringem Bauvolumen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwischen den Schenkeln der U-förmig gebogenen Gasentladungs­ röhren aufgespannten Ebenen parallel zueinander verlaufen und daß die Achsen der Gasentladungsröhren geometrisch auf den Eckpunkten eines geradzahligen Vielecks angeordnet sind und im wesentlichen den gleichen Abstand zueinander aufwei­ sen.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die Herstellung eines Entladungsgefäßes für kompakte Niederdruckentladungs­ lampen mit geringem Herstellungsaufwand zur Verbindung der einzelnen Gasentladungsröhren und eine im wesentlichen geschlossene lichtabstrahlende Außenfläche, deren Abmessun­ gen minimal sind, so daß sich die kompakte Niederdruckentla­ dungslampe als vollwertiger Ersatz für Glühlampen mit minimaler Leistungsaufnahme eignet.

Eine alternative Ausführungsform mit denselben erfindungsge­ mäßen Vorteilen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gasent­ ladungsröhren des Entladungsgefäßes zumindest teilweise in­ einandergeschachtelt angeordnet sind.

Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Gasentladungsröh­ ren des Entladungsgefäßes geometrisch auf den Eckpunkten eines geradzahligen Vielecks angeordnet sind und im wesent­ lichen den gleichen Abstand zueinander aufweisen, und daß die Gasentladungsröhren des Entladungsgefäßes zumindest teilweise ineinandergeschachtelt angeordnet sind.

Während die Ineinanderschachtelung der Gasentladungsröhren einen minimalen Außenumfang des Entladungsgefäßes schafft, ermöglicht die Anordnung der Achsen der Gasentladungsröhren auf den Eckpunkten eines geradzahligen Vielecks eine regel­ mäßige Struktur des Entladungsgefäßes, so daß eine geschlos­ sene, lichtabgebende Außenfläche bei minimaler Grundfläche geschaffen wird, die einen Einsatz der kompakten Nieder­ druckentladungslampe anstelle einer Glühlampe auch bei geringem Platzangebot ermöglicht.

In allen Varianten der erfindungsgemäßen Lösung wird der Innenraum des Entladungsgefäßes minimal gehalten, so daß die für den Hauptkörper bzw. die Sockelhülse erforderliche Grundfläche sehr klein gehalten werden kann.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spielen soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch-perspektivische Darstellung einer kompakten Niederdruckentladungslampe im Vergleich zu einer Glühlampe;

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch ein Entladungsge­ fäß mit drei U-förmigen, parallel zueinander abgeordneten Gasentladungsröhren;

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt durch ein Entladungsge­ fäß mit vier parallel zueinander angeordneten, U-förmigen Gasentladungsröhren;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht auf einen Teil eines Entladungsgefäßes mit zwei parallel zueinan­ der angeordneten Gasentladungsröhren unterschied­ licher Höhe;

Fig. 5 bis 7 Seitenansichten und eine Draufsicht auf eine Kompaktlampe mit vier zum Teil ineinander ver­ schachtelten U-förmigen Gasentladungsröhren;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der Kompaktlampe gemäß den Fig. 5 bis 7.

Die in Fig. 1 in schematisch-perspektivischer Ansicht dargestellte kompakte Niederdruckentladungslampe weist einen zylinderförmigen Grundkörper 1 auf, dessen Oberseite mit einem Entladungsgefäß 2 mit mehreren U-förmigen Gasent­ ladungsröhren und dessen kegelstumpfförmige Unterseite mit einem Lampensockel 3 verbunden ist. Der Lampensockel 3 kann wahlweise als Schraubsockel oder Bajonettsockel in an sich bekannter Weise ausgebildet sein. Die Bauform der in Fig. 1 dargestellten kompakten Niederdruckentladungslampe ist in ihrer Höhe und ihrem Umfang einer gestrichelt darge­ stellten Glühlampe 4 weitestgehend angepaßt, so daß die Nie­ derdruckentladungslampe geeignet ist, Glühlampen gleicher Strahlungsleistung bei deutlich verringerter Leistungsauf­ nahme auch dort zu ersetzen, wo der zur Aufnahme der Lampe verfügbare Raum gering und dem der Glühlampe angepaßt ist.

Diese kompakte Bauform der Niederdruckentladungslampe wird im wesentlichen durch die Größe des Entladungsgefäßes 2 und des Grundkörpers 1 bestimmt, da der Lampensockel 3 wegen der zur Aufnahme von Glühlampen vorhandenen Lampenfassungen vorgegeben ist. Maßnahmen zur Minimierung des Bauvolumens des Entladungsgefäßes 2 werden im folgenden anhand der Fig. 2 bis 8 dargestellt und erläutert.

Fig. 2 zeigt einen waagerechten Schnitt durch ein Entla­ dungsgefäß mit drei U-förmigen Gasentladungsröhren 21, 22, 24, deren zwischen den Schenkeln der U-förmigen Gasentla­ dungsröhren gebildeten Ebenen parallel zueinander verlau­ fen. Die mittlere Gasentladungsröhre 22 weist einen größe­ ren Achsabstand der beiden Rohrschenkel auf, der größer ist als der Achsabstand der Rohrschenkel der beiden äußeren Ga­ sentladungsröhren 21, 24. Über Gasentladungskanäle 51, 52 ist die mittlere Gasentladungsröhre 22 mit den beiden äußeren Gasentladungsröhren 21, 24 verbunden.

Die Achsen A der Schenkel der Gasentladungsröhren 21, 22, 24 liegen in dieser Anordnung auf einem Kreis K1, dessen Mittelpunkt mit der Mittenachse des Entladungsgefäßes zusammenfällt. Anstelle von auf einem Kreis K1 angeordneten Achsen der einzelnen Schenkel der Gasentladungsröhren 21, 22, 24 ist auch deren Anordnung auf den Eckpunkten eines geradzahligen Vielecks möglich, wobei der Abstand der Achsen zueinander konstant ist.

Infolge dieser Bauform wird eine im wesentlichen geschlosse­ ne Außenkontur des Entladungsgefäßes bei minimalem, zwi­ schen den Gasentladungsröhren eingeschlossenem Innenraum erzielt, so daß ein minimaler Außenumfang geschaffen wird.

Fig. 3 zeigt einen horizontalen Schnitt durch ein Entla­ dungsgefäß mit vier parallel zueinander angeordneten Gasent­ ladungsröhren 21, 22, 23, 24, von denen die beiden mittle­ ren, U-förmigen Gasentladungsröhren 22, 23 einen größeren Schenkelabstand als die beiden äußeren Gasentladungsröhren 21, 24 aufweisen. Die beiden mittleren Gasentladungsröhren 22, 23 sind über einen Entladungskanal 54 miteinander und über Entladungskanäle 53, 55 jeweils mit einer der beiden äußeren U-förmigen Gasentladungsröhren 21, 24 verbunden.

Auch in dieser Konfiguration befinden sich die Achsen der parallelen Schenkel der Gasentladungsröhren 21, 22, 23, 24 auf den Eckpunkten eines geradzahligen Vielecks oder - entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 3 - auf einem Kreis K2, dessen Mittelpunkt durch die Mittenachse des Entladungsgefäßes geht. Der Achsabstand a der beiden Schen­ kel der beiden äußeren Gasentladungsröhren 21, 24 sowie der Achsabstand zwischen den einzelnen Gasentladungsröhren 21, 22, 23, 24 ist konstant, so daß bei der gleichförmigen Aufteilung der Schenkel der Gasentladungsröhren 21, 22, 23, 24 eine geschlossene Außenkontur entsteht, die eine optima­ le Lichtabgabe ermöglicht, wobei gleichzeitig der zwischen den Gasentladungsröhren 21, 22, 23, 24 eingeschlossene Innenraum und damit der Umfang des Entladungsgefäßes mini­ mal ist.

Durch eine variable Bauhöhe der Gasentladungsröhren wird eine weitere Annäherung an die Längsschnittkontur einer Glühlampe gemäß Fig. 1 geschaffen, so daß die Einsatzmög­ lichkeiten einer kompakten Niederdruckentladungslampe mit einem derart geformten Entladungsgefäß weiter verbessert werden. Vorzugsweise ist gemäß Fig. 4 der Abstand a zwi­ schen den U-förmigen Bögen der einzelnen Gasentladungsröh­ ren gleich dem Achsabstand der parallelen Schenkel der Gasentladungsröhren.

In den Fig. 5 bis 8 ist eine Kompaktlampe mit einem Entladungsgefäß 2 aus vier über Querverbindungen miteinan­ der verbundenen U-förmigen Gasentladungsröhren 21, 22, 23, 24 dargestellt, die sich durch eine besonders kompakte Bauweise des Entladungsgefäßes 2 auszeichnet.

Gemäß Fig. 8 besteht die Kompaktlampe aus dem Entladungsge­ fäß 2, das aus den vier parallel zueinander angeordneten U-förmigen Entladungsröhren 21, 22, 23, 24 gebildet wird, und einem Grundkörper 1, der mit einem als Schraubfassung ausgebildeten Sockel analog der bei Glühlampen verwendeten Schraubfassung versehen ist. Der Grundkörper 1 weist die Vorschaltelektronik in ebenfalls kompakter Bauweise auf.

Wie der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 8 sowie den Seitenansichten gemäß den Fig. 5 und 6 und der Draufsicht gemäß Fig. 7 zu entnehmen ist, weisen die beiden äußeren Gasentladungsröhren 21, 24 eine geringere Höhe und einen geringeren Schenkelabstand als die beiden mittleren Gasentladungsröhren 22, 23 auf, so daß die beiden äußeren Gasentladungsröhren 21, 24 teilweise innerhalb der mittleren Gasentladungsröhren 22, 23 angeordnet werden können. Dadurch wird der Abstand der Außenwände der beiden äußeren Gasentladungsröhren 21, 24 zur Verringerung der Um­ fangsfläche der so gebildeten Kompaktlampe verringert.

Die Draufsicht gemäß Fig. 7 verdeutlicht, daß die Umrißli­ nie, die das aus den vier Entladungsröhren 21, 22, 23, 24 gebildete Entladungsgefäß umfaßt, deutlich innerhalb des zy­ lindrischen Grundkörpers 1 liegt. Die Verbindung der einzel­ nen Gasentladungsröhren 21 bis 24 erfolgt über Querverbin­ dungen, die analog zum vorbeschriebenen Verfahren herge­ stellt werden. In der Draufsicht gemäß Fig. 10 ist die Querverbindung 54 zwischen den beiden mittleren Gasentla­ dungsröhren 22, 23 dargestellt, während die Querverbindun­ gen zwischen den äußeren und den mittleren Gasentladungsröh­ ren 21, 22 bzw. 23, 24 infolge der überdeckten bzw. ge­ schachtelten Anordnung der Gasentladungsröhre nicht erkenn­ bar sind.

Claims (6)

1. Entladungsgefäß für eine kompakte Niederdruckentladungs­ lampe mit mehreren über Gasentladungskanäle miteinander verbundenen, U-förmig gebogenen Gasentladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schenkeln der U-förmig gebogenen Gasentladungsröhren (21, 22, 23, 24) aufgespannten Ebenen parallel zueinander verlaufen und daß die Achsen der Gasentladungsröhren (21, 22, 23, 24) geometrisch auf den Eckpunkten eines geradzahligen Vielecks angeordnet sind und im wesentlichen den gleichen Abstand zueinander aufweisen.

2. Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achsen der Gasentladungsröhren (21, 22, 23, 24) geometrisch auf einem Kreis angeordnet sind, dessen Mittelpunkt in der Symmetrieachse des Entladungs­ gefäßes liegt.

3. Entladungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Höhe der Gasentladungsröhren (21, 22, 23, 24) von der Symmetrieachse des Entladungsge­ fäßes (2) zu den Seitenrändern abnimmt.

4. Entladungsgefäß für eine kompakte Niederdruckentladungs­ lampe mit mehreren über Gasentladungskanäle miteinander verbundenen, U-förmig gebogenen Gasentladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungsröhren (21, 22, 23, 24) des Entla­ dungsgefäßes (2) zumindest teilweise ineinandergeschach­ telt angeordnet sind.

5. Entladungsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Höhe und der Schenkelabstand der Gasentla­ dungsröhren (21, 22, 23, 24) von der Mitte zum Rand des Entladungsgefäßes (2) verringert, wobei die Entladungs­ röhren (21, 24) mit geringerer Höhe und geringerem Schen­ kelabstand zumindest teilweise innerhalb der lichten Weite der Gasentladungsröhren (22, 23) im mittleren Bereich verlaufen.

6. Entladungsgefäß nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Gasentladungs­ röhren (21, 22, 23, 24) des Entladungsgefäßes (2) geome­ trisch auf den Eckpunkten eines geradzahligen Vielecks angeordnet sind und im wesentlichen den gleichen Abstand zueinander aufweisen, und daß die Gasentladungsröhren (21, 22, 23, 24) des Entladungsgefäßes (2) zumindest teilweise ineinandergeschachtelt angeordnet sind.