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Lumineszenzlampe Die Erfindung bezieht sich auf eine Lumineszenzlampe,
die aus einem elektrischen Entladungsgefäß besteht, bei. deal ein Strahlungskörper
mit lumineszenzfähiger Schicht verwendet wird, dessen elektrische Anschlüsse einander
benachbart sind. Solche Lumineszenzlampen, deren Entladungsgefäß in der Regel rohrförmig
gestaltet ist, sind an sich bekannt; jedoch besitzen die bisher bekanntgewordenen
Ausführungsformen den Nachteil, daß sie bei den zum Betrieb solcher Lampen gebräuchlichen
Spannungen eine erhebliche Länge aufweisen, so daß Lumineszenzlampen .dieser Ausbildung
sich in der Praxis gegenüber den gebräuchlichen Metalldmahtglühlampen nur teilweise
durchsetzen konnten.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch. daß die den Entladungsraum
begrenzenden, mit Leuchtstoff bedeckten Flächen eine jeweils doppelt und symmetrisch
ausgeführte Entladungsbahn bilden, :deren. Länge größer ist als die doppelte Länge
der Lampe, wobei der Querschnitt der Entladungsbahn bei der Niederspannungsentladung
möglichst groß sein. soll.
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Hierdurch kann eine außerordentlich geringe Länge der Röhre erzielt
werden; ferner ist die Lichtausbeute bei einer solchen Lumineszenzlampe außerordentlich
groß, wobei gleichzeitig eine sehr gleichmäßige und intensive Helligkeit auf der
ganzen Oberfläche der Entladungslampe erzielt werden kann.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Lampe aus einem
inneren; mit lumineszenzfähi;ger Schicht überzogenen Strahlungskörper,
der
zusammen mit einer äußeren durchsichtigen Hülle die gewünschte Entladungsbahn bildet.
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Wenngleich das Entladungsgefäß der Erfindung nicht notwendigerweise
zylindrisch geformt sein muß, hat sich aber gleichwohl diese Form für den Bau von
Lumineszenzlampen als besonders zweckmäßig erwiesen.
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Bei :einer Ausführungsart der Erfindung liegt in dem Entladungsgefäß
ein beiderseits geschlossenes Wellrohr, dessen Wellung in Doppelschraubenform ausgeführt
ist. Die beiden schraubenlinienförmigen Stromkanäle, die durch die Einfügung dieses
Formkörpers in das Entladungsgefäß :entstehen, werden an dessen :einem Ende miteinander
verbunden, während am anderen Ende des Entladungsgefäßes die beiden Stromzuführungen
je in einen der beiden schraubenlinienförmigen Kanäle einmünden. Der Entladungsstrom
durchläuft bei dieser Ausführungsart der Erfindung zuerst die eine Schraubenlinie,
kehrt am Ende des Entladungsgefäßes um und fließt durch die andere Schraubenlinienbahn
zur Stromquelle zurück. Eine -solche Ausführung hat den großen Vorteil, daß die
beiden Stromzuführungen an einem Ende des Entladungsgefäßes angeordnet sind, so
daß die Lumineszenzlampe mit einem Sockel versehen sein kann, ähnlich denjenigen,
die bei Metalldrahtglühlampen gebräuchlich sind.
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In an sich bekannter Weise ist die Oberfläche des Strahlungskörpers
mit einer lumineszenzfähigen Schicht versehen, die beim Stromdurchgang zum Leuchten
gebracht wird. Es können aber auch Teile der Innenwandung des Entladungsgefäßes
mit Leuchtstoff bedeckt sein, wenn dies im Hinblick auf die Lichtausbeute der Lampe
oder die Farbe der Strahlung zweckmäßig erscheint. Die Ausführung der Lumineszenzlampe
mit dem Wellrolu.-, dessen Wellung in Doppelschraubenlinienform ausgeführt ist,
,ergibt eine ganz erhebliche Steigerung der Länge :der Strombahn gegenüber der Länge
des Entladungsgefäßes, da hierbei der Strom das Entladungsgefäß .hin und zurück,
und zwar jedesmal längs einer Schraubenlinie, durchläuft.
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Eine noch weitergehende Steigerung der Länge der Entladungsbahn, welche
die Lampe auch für höhere Spannungen geeignet macht, ohne ihre Außendimensionen
zu vergrößern, wird erfindungsgemäß dadurch .ermöglicht, daß als Strahlungskörper
ein an der Innenwandung des Entladungsgefäßes dicht anliegendes gerilltes Profilrohr
Verwendung findet, bei welchem die Begrenzungswände der -Rillen zusammen mit der
Wandung des Entladungsgefäßes einzelne geradlinige Stromkanäle ergeben, in denen
der- Entladungsstrom :ein oder auch mehrmals hin- und zurückgeführt werden kann.
Zweckmäßig wird eine geradzahlige Rillenzahl vorgesehen, damit der Strom an demselben
Ende des Entladungsrohres wieder austritt, an welchem .er in dasselbe eingetreten
ist, um die Socklung an einem Ende der Lampe zu ermöglichen. Der Strahlungskörper
kann zwei, vier, sechs oder mehr Rillen aufweisen. Die Stromzuführung erfolgt mit
Rücksicht auf die Socklung der Lampe vorzugsweise an dem eilen Ende der Lampe, während
am anderen Ende derselben die Zusammenschaltung der Rillen so. ausgeführt wird,
daß :ein Stromweg von einer Rille zur anderen geschaffen wird. Die Rillenflächen
werden je nach Bedarf ganz oder auch teilweise mit lumineszenzfähigen Stoffen bedeckt.
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Sind vier :oder mehr Rillen vorgesehen, so müssen die :einzelnen von
den Rillenwänden und der Wandung des Entladungsgefäßes gebildeten Strom. kanäle
gut ,gegeneinander abgedichtet sein, was der Fall ist, wenn :der Strahlungskörper
dicht passend in dem Entladungsgefäß sitzt. Diese Abdichtung der Kanäle gegeneinander
läßt sich dadurch vereinfachen und verbessern, daß das Entladungsgefäß auf seiner
Innenseite mit Führungsrillen versehen wird, in welche die Begrenzungswände der
Rillen des Strahlungskörpers :eingreifen.
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Lumineszenzlampen, die mit einem gerillten Profilrohr als Strahlungskörper
ausgerüstet sind, können je nach der Zahl der vorhandenen Rillen für jede in Frage
kommende Netzspannung gebaut werden, :ohne daß die Dimensionen der Lampe nennenswerte
Veränderungen ,erfahren.
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Wenn :es .erwünscht ist, mit Rücksicht auf einen genügenden Querschnitt
der Strambahn die Zahl der Rillen .des Strahlungskörpers zu begrenzen, so kann :eine
Steigerung der Länge der Entladungsbahn auch dadurch herbeigeführt werden, daß die
Rillen des Strahlungskörpers in Schraubenlinienform ,angeordnet werden. Eine solche
Form des Strahlungskörpers :entsteht, wenn man sich diesen um seine Mittelachse
tordiert vorstellt. Bei der praktischen Ausführung wird allerdings nicht der Weg
der Tordierung beschritten, sondern der Strahlungskörper kann z. B. in einer Form
gegossen, geblasen oder gepreßt werden, je nachdem, welche dieser Herstellungsweisen
die bei den betreffenden Werkstoffen ,geeignetere ist. Vorzugsweise werden: die
Strahlungskörper aus einem durchsichtigen Werkstoff, z. B. Glas, hergestellt, damit
der leuchtenden Strahlung :ein .möglichst vielseitiger Weg gegeben wird, jedoch
können selbstverständlich auch weniger durchsichtige :oder auch verspiegelte Werkstoffe
Verwendung finden.
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Wenn .es darauf ankommt, die Lumineszenzlampe in besonders :einfacher
Weise und vor :allem unter weitgehender Materialersparnis beim Aufbau des Strahlungskörpers
herzustellen, so wird erfindungsgemäß dieser .aus einem beiderseits geschlossenen
zylindrischen Rohr hergestellt, über welchem senkrecht zur Achse .des Rohres ein
vorzugsweise geradflächiger Wendelstreifen aufgebracht wird, dessen äußere Begrenzung
bis an die Innenwandung des Entladungsgefäßes heranreicht. Hierdurch entsteht :ein
schraubenförmig verlaufender Entladungskanal, der seitlich durch den z. B. aus Glimmer
bestehenden Wendelstreifen und im übrigen durch die beiden konzentrisch übereinanderliegenden
Rohre begrenzt wird. Dabei kann die Anordnung wiederum so getroffen sein, daß der
Schraubengang im Rohr hin-und zurückgeführt ist, so daß der Entladungsstrom an einem
Ende des Entladungsgefäßes ein- und ausgeführt werden kann und am anderen Ende des
Entladungsgefäläes
in dünn zur Rückleitung des Stromes vorgesehenen Schraubengang umgeleitet wird.
In jedem Falle wird zweckmäßig sowohl der zylindrische Teil des Strahlungskörpers,
der z. B. aus Glas bestehen kann, wie auch der vorzugsweise aus Glimmer bestehende
Wendelstreifen mit einer lumineszierenden Schicht bedeckt.
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Ein anderer Vorschlag für die Ausführungsfornz der Lumineszenzlampe,
bei dem gleichfalls ein 7y]indrisches Rohr als Träger der lumineszierenden Schicht
verwendet wird, sieht vor, daß auf diesem Rohr Stege errichtet werden, die parallel
zur Längsachse des Entladungsgefäßes geführt sind und bis an die Innenwandung desselben
heranreichen. Auf diese Weise entstehen um das zylindrische Rohr herum einzelne
durch die Stege voneinander getrennte Stromkanäle, in welchen der Entladungsstrom
wiederholt hin- und zurückgeführt werden kann. Es ist auch z. B. möglich, die Kanalwände
mit verschiedenfarbig leuchtenden Lumineszenzstoffen zu versehen, um eine bestimmte
Mischfarbe in der Gesamtstrahlung der Lampe zu erzielen. Selbstverständlich muß
auch in diesem Falle wieder das innere Rohr beiderseitig geschlossen sein, um zu
vermeiden, daß die elektrische Entladung durch den Innenraum des Rohres erfolgt.
Werden die auf dem zylindrischen Rohr errichteten Stege in Schraubenlinienform auf
dem inneren Rohr angeordnet, so -ergibt sich ein verlängerter Stromweg, ähnlich
wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen mit schraubenlinienförmiger Stromführung.
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Es ist nicht erforderlich, daß bei der zuletzt beschriebenen Lumineszenzlampe
Strahlungskörper und Entladungsgefäß zwei lose Einzelkörper bilden. Vielmehr können
beide auch durch Verschmelzung, Verkittung od. dgl. miteinander verbunden sein,
so daß die Lampe nur aus einem einzigen mit Stromkanälen versehenen Verbundkörper
besteht. Dies gilt auch für die im folgenden beschriebene Ausführungsform.
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Die Wandung des inneren Rohres muß nämlich nicht notwendigerweise
zylindrisch geformt sein, sondern kann auch elliptisch gekrümmt und dann z. B. in
der Richtung ihres größeren Durchmessers bis ,an die Wandung des Entladungsgefäßes
herangeführt sein. Bei einer solchen Ausführung ergeben sich, wenn das elliptische
Rohr von einem hohlzylindrischen Entladungsgefäß umgeben ist, ohne weiteres zwei
Entladungskanäle, die von der Wandung des Strahlungskörpers und derjenigen des Entladungsgefäßes
-begrenzt sind. Diese Entladungskanäle können eine weitere Aufteilung durch Zwischenwände
erfahren, um den Strom jeweils in ihnen hin- und zurückzuführen, und sie können
auch in Schraubenlinienform ;angeordnet sein, was ohne weiteres dadurch zu erreichen
ist, daß das Innenrohr mit dem elliptischen Querschnitt in Schraubenlinienform ausgeführt
wird.
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Wird der elliptische Strahlungskörper sehr flach gewählt, so geht
er im Grenzfall in eine ebene Trennwand über, die auch verdrillt angeordnet werden
kann. Auch bei dieser Ausführungsart der Lampe kann die Strombahn hin- und zurückgeführt
werden und somit die Sockelung der Lampe am einen Ende erfolgen.
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Es sind selbstverständlich zahlreiche weitere Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes möglich. So können z. B. auch die Wandungen des Entladungsgefäßes
gewellt sein oder ihre Oberflächen können auch anderweitige Krümmungen aufweisen,
denen entsprechende Krümmungen der Oberfläche des Strahlungskörpers gegenüberliegen.
Wesentlich für die Erfindung ist stets eine solche Formgebung und gegenseitige Anordnung
von Entladungsgefäß und Strahlungskörper, daß die Strombahn gegenüber der Länge
des Entladungsgefäßes vergrößert wird. Die hier erwähnten Ausführungsformen dienen
also nur als Beispiele.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in beispielsweisen Ausführungsformen
in den Fig. I bis 12 dargestellt. Es zeigt Fig. t die Luminesz@enzlampe mit einem
Wellrohr als Strahlungskörper im Längsschnitt, Fig.2 :einen Querschnitt der Lampe
nach der Linie II-II der Fig. i, Fig.3 die Lumineszenzlampe mit einem Rillenrohr
als Strahlungskörper im Längsschnitt, Fig. ¢ einen Querschnitt der Lampe nach der
Linie IV- IV der Fig. 3, Fig.5 die Lumineszenzlampe mit einem Rillenrohr anderer
Ausführung im Längsschnitt, Fig.6 .einen Querschnitt der Lampe nach der Linie VI-VI
der Fig. 5, Fig.7 die Lumineszenzlampe mit einem zylindrischen Rohr und darüber
schraubenlinienförmig gewundenem, radial erstrecktem Glimmerstreifen als Strahlungskörper
im Längsschnitt, Fig.8 einen Querschnitt durch die Lampe nach der Linie VIII-VIII
der Fig. 7, Fig.9 die Lumineszenzlampe mit -einem zylindrischen Rohr und darüber
in Schraubenlinienform angeordneten Stegen als Strahlungskörper im Längsschnitt,
Fig. io einen .Querschnitt durch die Lampe nach der Linie X-X der Fig. 9; Fig. i
i die Lumineszenzlampe mit einer Trennwand in ,schraubenlinienförmiger Anordnung
als Strahlungskörper im Längsschnitt und Fig. 12 einen Querschnitt der Lampe nach
der Linie XI-XI der Fig. i i.
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Die in den Figuren im Länge- und Querschnitt dargestellte Lumineszenzlampe
besteht aus dem zylindrischen Rohr i, das vorzugsweise aus Glas besteht und allseitig
geschlossen ist, nachdem es zuvor auf den für Lumineszenzlampen .geeigneten Luftverdünnungsgrad
evakuiert wurde. Im Innern dieses das Entladungsgefäß bildenden Rohres i ist der
Strahlungskörper 2 angeordnet, der im Falle der Fig. i aus einem Wellrohr besteht,
dessen Wellung in Schraubenlinienform angeordnet und hin- und zurückgeführt ist.
Das Wellrohr 2 ist zweckmäßig aus durchsichtigem Material, z. B. Glas, hergestellt;
seine Oberfläche 3 ist mit einem lumineszenzfähigen Stoff überzogen, von der Art,
wie ,sie bei Lumineszenzlampen an sich bekannt sind.
Das Entladungsgefäß
besitzt Stromzuführungen 4 und 5, die auf einer Seite des Entladungsgefäßes i liegen
und somit durch einen der gebräuchlichen Glühlampensockel ersetzt werden können.
Die Stromzuführungen führen ,durch die Wandung des Strahlungskörpers 2 hindurch.
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D-er Entladungsstrom durchläuft zunächst die eine Schraubenlinie und
wird ,am Ende des: Entladungsgefäßes in der Umleitung 6 in die andere Schraubenlinie
übergeleitet, um schließlich seine Strombahn an der gleichen Seite des Entladungsgefäßes
zu beenden, an welcher der Strom in dieses eingetreten ist. Die beiden schraubenförmigen
Wellungen des Rohres sind parallel zueinander angeordnet, so ,däß überschneidungen
nicht stattfinden. Das Wellrohr muß mit seinen äußeren Begrenzungslinien wiederum
dicht an dem Entladungsgefäß i anliegen, damit der Entladungsstrom seine ihm vorgeschriebene
Bahn -einhält und nicht etwa auf der Wegstrecke ,aus :einer Schrauhenlini@e in die
andere übertretest kann.. Die Oberfläche 3 des Strahlungskörpers ist wieder mit
einem lumineszenzfähigen Stoff bedeckt. .
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Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lumineszenzlampe ist als Strahlungskörper 2 ein Rillenrohr vorgesehen, das vier
Rillen 7 bis i o aufweist. Der Strom wird beispielsweise von der Stromzuführung
5 her der Rille 9 zugeführt und geht dann im Umkehrraum 6 in die gegenüberliegende
Rille 7 über. Aus dieser wird er am Stromzuführungsende des Entladungsgefäßes .der
Rille 8 zugeführt und kehrt nach abermaliger Umkehr am ,anderen Ende des Rohres
durch die Rille io zur Stromzuführung 4 zurück. Die Strombahn ist also bei diesem
Rohr nahezu viermal so lang, als die Länge des Entladungsgefäßes i beträgt. Um eine
sichere Abdichtung der einzelnen Rillen gegeneinander zu gewährleisten, ruht der
wiederum mit einem lumineszenzfähigen Stoff überzogene Strahlungskörper mit seinen
vier Kanten i 1, 12, 13, 14 in Führungsrillen, 15, 16, 17, 18 des Entladungsgefäßes
i. Der enge und verlängerte Stromweg zwischen den Kanten des Strahlungskörpers und
den Nutenbegrenzungsflächen des , Entladungsgefäßes verhindert finit Sicherheit
einen übergang der Entladung von einer Rille zur anderen.
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Werden abweichend von der beschriebenen Ausführungsart des Strahlungskörpers
dessen Rillen in Schraubenlinienform angeordnet, so entsteht eine Lumineszenzlampe,
wie säe in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Dabei kann z. B. der Entladungsstrom
seinen Weg über die Rille 8 und nach Umleitung am Ende des Entladungsgefäßes über
die Rille i o zurücknehmen, worauf er am Stromzuführungsende auf die Rille 7 übergeleitet
und nach wiederholter Umleitung am anderen Ende seinen Weg durch die Rille 9 nehmen
kann. Die Benutzung der vier Rillen. ergibt durch die wiederholte Hin- und Zurückführung
des Entladungsstromes etwa die vierfache Weglänge gegenüber der Länge des Entladungsgefäßes,
wenn von der schraubenlinienförmigen Anordnung abgesehen wird. Wird diese mit Iaerücksichtigt,
so ergibt sich ein Entladungsweg für den Strom, der noch weit länger ist, als der
vierfachen Länge des Entladungsgefäßes entspricht.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der Lumineszenzlampe zeigen
die Fig. 7 und B. Bei der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsform besteht
der Strahlungskörper aus einem zylindrischen Rohr 2 mit einem senkrecht darüber
angebrachten Wendelstreifen i g, der z. B. aus Gliinmer bestehen kann und zweckmäßig
in Schraubenlinienform hin- und zurückgeführt wird, so da:ß ein doppelschraubenlinienförmiger
Kanal entsteht, durch den der Entladungsstrom mit einem Umkehrpunkt 6 hin- und hergeführt
werden kann. Die Wände des Wendelstreifens sowohl wie auch die Oberfläche :des zylindrischen
Rohres 2 sind in diesem Falle mit 1i mineszenzfähigem Stoff überzogen. Die Entladung
vollzieht sich in dem schraubenlinienförmigen Kanal, und ein überspringen vom Hinweg
in den Rückweg ist nicht zu befürchten, wenn die äußere Begrenzungslinie des Wendelstreifens
die innere Wandung des Entladungsgefäßes i berührt. Diese Ausführungsform des Strahlungskörpers
ergibt infolge der bei ihr möglichen :sehr geringen Ganghöhe der Schraubenlinie
einen um ein Vielfaches gegenüber der Länge des Entladungsgefäßes gesteigerten Stromweg
für den Entladungsstrom.
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Als sehr zweckmäßig kann ferner eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lumineszenzlampe gelten, wie :säe in,den Fig. 9 und io dargestellt ist. Auch hier
findet wieder ein hohlzylindrisches Rohr 2 als Strahlungskörper Verwendung. Auf
diesem Rohr sind längs angeordnete Trennstege 2o senkrecht zur Oberfläche :des Rohres
errichtet, die sich bis zur Wandung i des: Entladungsgefäßes erstrecken, wodurch
zwischen den Trennstegen 20, dein Strahlungskörper 2 und der Wandung i der Lampe
Längskanäle entstehen, die hintereinandergeschaltetwerdenkönnen. DenLängskanälen
wird zweckmäßig durch entsprechende Anordnung der Stege Schraubenlinienform gegeben,
um die Weglänge des Entladungsstromes weiter zu steigern. Die in Fig. 9 und io dargestellte
Lampe kann z. B. so gebaut sein, :daß der Strom durch den Kanal ? i hin- und durch
den Kanal 22 zurückgeführt wird. Nach Umleitung am Stromzuführungsende in den Kanal
23 und erneuter Umleitung am entgegengesetzten Ende in den Kanal 24 kehrt der Strom
dann erneut zum Stromzuführungsende zurück. Die Aufteilung in vier Kanäle 20, 21,
22, 23 bringt außerdem den Vorteil mit sich, daß z. B. in jedem' derselben ein besonderer
Lumineszenzstoff verwendet werden kann und daß diese Lumineszenzstoffe in den vier
Kanälen derart ausgewählt "verden, daß sie eine in der 1VEschung besonders geeignete
Farbe für die Gesamtstrahlung der Lampe ergeben. Strahlungskörper 2 und Entladungsgefäß
i brauchen nicht notwendigerweise getrennte Teile darzustellen, sondern die LumineszenzIampe
nach Fig. 9, 1o kann auch aus einem Stück gefertigt werden, was z. B. entweder durch
Glasbläserarbeit
ioder durch Blasen oder Pressen in der Form erfolgen kann.
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Die Wandurig des Strahlungskörpers 2 braucht nicht notwendig hohlzylindrisch
geformt zti sein, sondern kann auch einen elliptischen Querschnitt aufweisen, wogegen
die das Entladungsgefäß begrenzende Wandung zylindrisch geformt ist. Im Grenzfall,
wenn der elliptische Strahlungskörper besonders flach ausgeführt ist, geht er in
eine einfache Scheidewand über, die das Entladungsgefäß in zwei Stromkanäle aufteilt
(vgl. Fig. i i und 12). Auch bei dieser Ausführungsart ist :es zweckmäßig, wenn
von der Führung des Entladungsstromes in einer Schraubenlinie Gebrauch gemacht wird.
Eine .entsprechende Ausführung der Lampe ergibt sich, wenn man sich die Trennwand
tordiert vorstellt.
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Bei jeder der dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Lumineszenzlampe, bei welcher die Stromzuführung an einem Ende des Entladungsrohres
erfolgt, ist die Anwendung normaler Glühlampensockel möglich. Durch die Vergrößerung
des Stromweges für den Entladungsstrom infolge Hin- und Zurückführung und/oder schraubenlinienförmige
Führung des Stromes -ergibt sich für das Entladungsrobr eine derart verminderte
Längenausdehnung, daß auch bei höheren Betriebsspannungen die Länge der Lampe in
tragbaren Grenzen verbleibt.