EP0466749B1 - Leuchtstofflampe - Google Patents

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EP0466749B1
EP0466749B1 EP90905491A EP90905491A EP0466749B1 EP 0466749 B1 EP0466749 B1 EP 0466749B1 EP 90905491 A EP90905491 A EP 90905491A EP 90905491 A EP90905491 A EP 90905491A EP 0466749 B1 EP0466749 B1 EP 0466749B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluorescent lamp
discharge vessel
lamp according
rectifier
resistance wire
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP90905491A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0466749A1 (de
Inventor
Claus Reinig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
REINIG, WERNER
Original Assignee
Reinig Werner
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Filing date
Publication date
Application filed by Reinig Werner filed Critical Reinig Werner
Priority to AT90905491T priority Critical patent/ATE90476T1/de
Publication of EP0466749A1 publication Critical patent/EP0466749A1/de
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Publication of EP0466749B1 publication Critical patent/EP0466749B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies

Definitions

  • the invention relates to a fluorescent lamp, in particular a mercury discharge lamp, with a translucent discharge vessel, a ballast and a lamp connection device which serves to make electrical contact with the network.
  • fluorescent lamps generally consist of an elongated glass discharge vessel, at the ends of which glow electrodes are melted. As a rule, the vessel is evacuated and filled with krypton, argon and mercury.
  • Known fluorescent lamps are usually operated on mains voltage.
  • a choke coil and a glow starter are required to ignite the gas discharge.
  • the choke and the starter cause additional consumption of energy or a reduction in the efficiency, and also an inductive or reactive current load on the AC network. In addition, further compensation and radio interference suppression measures are necessary.
  • Fluorescent lamps with an attached power supply unit are also known, which rectify the AC voltage from the network for DC operation.
  • the direct current must be modulated and / or chopped at high frequency in order to prevent polarization at the glow electrode ends of the discharge vessel; otherwise mercury present in the discharge vessel would precipitate at one end of the discharge vessel, which would then become unusable within a few hours.
  • high-pressure sodium vapor lamps are known (US Pat. No. 3,755,708, US Pat. No. 3,757,159), which, although also gas discharge lamps, are not fluorescent lamps. These are each equipped with a heating wire, but without an integrated ballast.
  • US Pat. No. 4,654,774 proposes a direct current supply for discharge lamps, but without the use of a heating wire or an ignition network; the structural design of the lamp connection base is also shown.
  • Philips SL lamp Philips, Compact Lighting Catalog, 4/81, pp. 139-140; "How does it work? The technology in the life of today ", published by the natural science and technology editorial team of the Bibliographical institute in 1986, Meyers Lexikonverlag Mannheim / Vienna / Zurich).
  • the ballast is formed with a fixed choke coil so that it can be operated with alternating current. Consequently, this previously known lamp is not provided with a heating wire, which would be superfluous in AC operation.
  • the disadvantages described above are accepted.
  • the problem underlying the invention arises, while avoiding the disadvantages mentioned, of creating an energy-saving and at the same time reliable operation fluorescent lamp with only little additional circuitry, in particular standard fluorescent tubes commercially available.
  • the ballast has an ignition network and an AC rectifier which in each case have direct current in the discharge vessel and an ohmic heating wire extending along and in thermal contact therewith Continuous operation feeds, and that the supply device with the lamp connection device is structurally integrated.
  • the discharge vessel is in constant thermal contact with a heater structurally integrated with the fluorescent lamp during operation according to the invention, with which the operating temperature for the discharge gas located in the vessel can be optimized.
  • Mercury as a discharge gas for example, can thus be heated to a temperature at which it is constantly in the vapor or gaseous state (exceeding its boiling point temperature), and is therefore distributed throughout the entire discharge vessel due to the heating and not at one of the glow electrode ends of the discharge vessel precipitates, although the glow electrodes are subjected to direct current operation and the discharge vessel is therefore polarized.
  • Another advantage achieved by the invention is that the contents of the discharge vessel can be kept at an optimum operating temperature in terms of efficiency; it can thus achieve a high luminous efficacy with a relatively low operating voltage or low power consumption. Practical considerations and tests have shown that the energy costs are only approx. 33% compared to an AC-operated fluorescent tube in throttle / starter operation.
  • the heating device is advantageously realized by an ohmic heating resistor which contacts the discharge vessel in a thermal connection.
  • This idea can be further developed particularly advantageously in that the heating resistor is inserted in a current-limiting manner in the circuit of the glow electrodes of the discharge vessel, in particular is connected in series with the glow electrodes.
  • the discharge vessel is under positive or negative pressure (low, high and high pressure lamps) in relation to atmospheric pressure.
  • the heating device in particular the heating resistor, is designed as a heating wire resting on the outer wall of the discharge vessel.
  • the heating wire is shaped or arranged according to an expedient realization of the invention so that it extends over the entire length of the tubular discharge vessel along helix lines or helical lines.
  • the heating wire running on the outer surface of the discharge vessel can have an optically disruptive effect.
  • a heat-insensitive thread, wire or other strand is stretched from one end to the other end of the discharge vessel, around which the heating wire is wound in helical or helical form.
  • the strand forms, as it were, a core or a core wire for the heating wire to guide it, and thus stabilizes the mounting of the heating wire on the outer wall of the discharge vessel.
  • a particularly advantageous development of the invention consists in having the strand and / or the discharge vessel to surround a transparent outer shell made of plastic or glass. Especially when the strand with the heating wire wrapped around it runs on the outside of the discharge vessel, the outer shell forms a suitable insulation against external environmental influences and serves for additional stabilization and at the same time to increase safety and reliability.
  • the heating wire is to be arranged in the interior of the discharge vessel, it is particularly expedient for insulation from the discharging gas and at the same time for mechanical stabilization and to increase the service life to surround the strand with the heating wire thereon with a rigid and / or insulating tube.
  • the arrangement of the heating device according to the invention makes it possible to operate the fluorescent lamp with direct current, despite the polarization that occurs. As a result, it is advantageous to couple the AC rectifier to the glow electrodes in the discharge vessel and / or the heating device - in each case to supply them with direct current.
  • the ignition network is connected upstream of one of the glow electrodes and provided with one or more stabilizing diodes and coupling and / or smoothing capacitors; these are arranged and dimensioned so that the ignition network initiate the discharge process and stabilize the continuous discharge operation can, where it is coupled on the input side to the rectifier and / or AC voltage source.
  • a realization of the ignition network within the scope of the invention consists in that it comprises two stabilizing diodes connected in series and a capacitor connected in parallel with these diodes, this series parallel connection being connected on the input side to the rectifier output and on the output side to one of the glow electrodes.
  • the stabilizing diodes serve to keep the electrical voltage of the downstream glow electrode constant with respect to the opposite, other glow electrode, while the smoothing capacitor reduces the residual ripple of the rectification of the AC network.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is that the (stabilizing) diode closest to the glow electrode is connected with its input terminal to a capacitor which is dimensioned as a differentiating element and which is connected on its opposite side directly to the AC network.
  • this capacitor couples the AC voltage applied to the glow electrode via the stabilizing diode, a surge of current being brought into the discharge vessel due to its differentiating properties. This is sufficient to start the gas discharge in the vessel.
  • the rectifier it is expedient to arrange four diodes in a bridge circuit, as is known per se, in which case an AC load resistor is connected to the bridge rectifier on its input side and / or one or more charging capacitors are connected in parallel on its output side.
  • the charging capacitors serve for integrating smoothing of the output voltage of the rectifier; they also have the extraordinary advantage that they initially act as short-circuiting current sinks during the switch-on phase until they are charged; in the meantime, the gas-igniting effect of the differentiating coupling capacitor discussed above can develop undisturbed or unimpaired.
  • the ballast device comprising the AC rectifier and ignition network according to the invention is structurally integrated with or in the lamp connection device, which is used to produce electrical contact, and is in particular made in one piece with it.
  • the connection device can be provided as a screw base with a standard external thread for screwing into a corresponding socket which is connected to a mains plug; on the other hand, a power cord with a plug can lead directly into the screw base.
  • the heating device 2 is designed as a helical heating wire and is arranged on the outer wall 5 of the bulb.
  • One end of the heating wire is applied to the negative pole 6 which is led directly out of the rectifier circuit 3, and the other end is connected to the connecting pin 8b of one of the two pin bases 9 via a clamping shoe 7.
  • the connection pins 8 on each of the ends of the fluorescent tube or the discharge vessel 1 merge into the inside of the (not shown) glow electrodes.
  • the heating wire 2 runs helically or helically around a strand 10, which thus forms an inner guide core for the heating wire and is attached to the end of the fluorescent tube 1 facing away from the clamping shoe 7 on the outer wall by means of an adhesive connection 11 (shown schematically).
  • the other, opposite end of the strand 10 is fastened within the clamping shoe 7, which in turn is fastened by clamping around the connecting pin 8.
  • a mechanical tension of the strand 10 is achieved between the ends of the fluorescent tube or the discharge vessel 1, and the strand 10 can thus serve as an inner guide core for mechanically stabilizing the position of the heating wire filament 2.
  • That connecting pin 8a which lies at the end of the fluorescent tube 1 facing away from the clamping shoe 7, is connected via an electrical connecting line 12 to a positive pole 13, which is led out of the rectifier circuit 3 indirectly via the ignition circuit 4.
  • the rectifier circuit 3 is fed on the input side from a 220 V AC network, a load resistor R L for generating a defined input voltage being connected in parallel to the two output terminals of the AC network (for example phase and center conductor).
  • the rectifier 3 comprises four diodes D1, D2, D3 and D4, which are arranged in a conventional manner in a bridge circuit.
  • a charging capacitor C L1 and C L2 are connected in parallel to the plus and minus outputs of this bridge rectifier circuit 3 and one of the output terminals of the AC voltage source with 220 V.
  • the ignition network 4 is immediately connected to the output of the rectifier 3 with positive polarity. It has the two stabilizing diodes D5 and D6 arranged in series, to which a smoothing capacitor C G is connected in parallel. Furthermore, the ignition and stabilization circuit 4 also has a coupling capacitor C K , one connection of which is connected directly to an output terminal of the 220 V AC source, and the other connection of which is connected directly to an input of one of the stabilization diodes D5, D6, preferably that of the Connection pin 8a of the fluorescent tube 1 arranged next to the stabilizing diode D6 is connected.
  • Suitable dimensioning values for the load resistance R L are 100-680k ⁇ , 2.2 ⁇ F for the two charging capacitors C L1 and C L2 , 0.082 ⁇ F for the coupling capacitor C K and 0.1 ⁇ F for the smoothing capacitor C G.
  • a resistance of 600 ⁇ / m has proven to be useful for the heating wire.
  • the charging capacitors C L1 , C L2 When the 220 V AC voltage source is switched on, the charging capacitors C L1 , C L2 must first be charged; as a result, they initially serve as short-circuiting current sinks.
  • the current flowing through the load resistor R L generates a corresponding voltage drop, which is differentiated by the coupling capacitor C K to a current surge or a current peak, which reaches the positive pole 13 via the downstream stabilizing diode D6 and the connecting line 12 to the connecting pin 8a of the fluorescent tube .
  • the energy supply in this case into the fluorescent tube 1 or the discharge vessel 1 is sufficient to ignite the gas discharge process.
  • the charging capacitors C L1 , C L2 are largely charged after their time constant, which is influenced by the load resistor R L , the voltage drop across the load resistor R L is reduced in such a way that the coupling capacitor C K loses its noticeable influence and therefore for the Continuous operation is a sufficiently stable, uniform DC voltage between the pins 8 at the two opposite ends of the fluorescent tube 1.
  • FIG. 2 the arrangement shown in FIG. 1 made of fluorescent tube 1 with heating wire 2 lying thereon and strand 10 wrapped therefrom is surrounded by an outer shell in the manner of a housing.
  • this has the shape of a (plastic) tube which is closed at one end by a plug 15 which is pressed into the press fit.
  • a base housing 16 with a standard external thread 17 and contact element 18 is attached to the other end of the outer casing 14. External threads 17 and contact element 18 insulated therefrom serve for connection to an alternating current source as shown in FIG. 1.
  • the circuit components also shown in FIG. 1, namely rectifier 3 or ignition circuit 4 are optional applied to a board, housed within the base housing 16. 3, the fluorescent lamp arrangement can be screwed via its base housing 16 into a conventional lamp or light bulb socket 19 with an internal thread (not shown). From the socket 19 leads a power cord 20 with plug 21 for connection to a conventional socket.
  • the embodiment according to FIG. 4 differs from that according to FIG. 2 or 3 in that the base 16 is replaced directly by the mains plug 21, in which the mentioned ballast can be accommodated.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

Leuchtstofflampe, insbesondere Quecksilberentladungslampe, mit einem lichtdurchlässigen Entladungsgefäß (1), mit dem ein ohmscher Heizdraht (2) in thermischem Kontakt steht, mit einem sich längs des Entladungsgefäßes erstreckendem wärme-empfindlichen Faden (10), z.B. Glasfaser, Draht oder sonstigen Strang, der vom Heizdraht als dessen innere Führungsseele vorzugsweise wendelförmig umgeben ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchtstofflampe, insbesondere Quecksilberentladungslampe, mit einem lichtdurchlässigen Entladungsgefäß, einem Vorschaltgerät und einem - elektrischen Kontakt zum Netz dienenden - Lampen-Anschlußeinrichtung.
  • Wie bekannt, bestehen Leuchtstofflampen in der Regel aus einem langgestreckten Entladungsgefäß aus Glas, an dessen Enden Glühelektroden eingeschmolzen sind. In der Regel ist das Gefäß evakuiert und mit Krypton, Argon und Quecksilber gefüllt. Der Betrieb bekannter Leuchtstofflampen erfolgt meist an Netzspannung. Hierbei ist zum Zünden der Gasentladung eine Drosselspule und ein Glimmzünder (sogenannter Starter) notwendig. Allerdings führen die Drossel und der Starter einen zusätzlichen Verbrauch an Energie bzw. eine Verminderung des Wirkungsgrades sowie eine induktive bzw. Blindstrombelastung des Wechselstromnetzes herbei. Zudem sind weitere Kompensations- und Funkentstörmaßnahmen notwendig.
  • Zwar sind auch Leuchtstofflampen mit angebautem Netzteil bekannt, welches die Wechselspannung aus dem Netz für Gleichstrombetrieb gleichrichtet. Jedoch muß der Gleichstrom hochfrequent moduliert und/oder zerhackt werden, um ein Polarisieren an den Glühelektrodenenden des Entladungsgefäßes zu verhindern; andernfalls würde sich im Entladungsgefäß vorhandenes Quecksilber an einem Ende des Entladungsgefäßes niederschlagen, welches dann innerhalb einiger Stunden unbrauchbar würde.
  • Ferner sind Natriumdampf-Hochdrucklampen bekannt (US-A 3 755 708, US-A 3 757 159), die zwar auch Gasentladungs-Strahler, jedoch keine Leuchtstofflampen darstellen. Diese sind jeweils mit einem Heizdraht ausgestattet, allerdings ohne integriertes Vorschaltgerät. In der US-A-4 654 774 wird eine Gleichstromversorgung für Entladungslampen vorgeschlagen, allerdings ohne die Verwendung eines Heizdrahtes oder eines Zündnetzwerkes; noch ist die bauliche Ausgestaltung des Lampen-Anschlußsockels aufgezeigt.
  • Schließlich ist eine gattungsgemäße Niederdruck-Gasentladungslampe mit Quecksilber-Füllung gemäß den anfangs genannten Merkmalen bekannt: Philips-SL-Lampe (Philips, Compact Lighting Catalogue, 4/81, S. 139 - 140; "Wie funktioniert das? Die Technik im Leben von heute", herausgegeben von der Redaktion Naturwissenschaft und Technik des bibliographischen Instituts 1986, Meyers Lexikonverlag Mannheim/Wien/Zürich). Darin ist das Vorschaltgerät mit einer fest eingebauten Drosselspule gebildet, so daß der Betrieb mit Wechselstrom erfolgt. Folgerichtig ist diese vorbekannte Lampe nicht mit einem Heizdraht versehen, der bei Wechselstrom-Betrieb überflüssig wäre. Andererseits werden die eingangs beschriebenen Nachteile in Kauf genommen.
  • Nach alledem ergibt sich das der Erfindung zugrundeliegende Problem, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine stromsparende und gleichzeitig im Betrieb zuverlässige Leuchtstofflampe mit nur geringem zusätzlichen Schaltungsaufwand zu schaffen, wobei insbesondere marktgängige Standard-Leuchtstoffröhren verwendbar sind. Zur Lösung wird bei einer Leuchtstofflampe mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Vorschaltgerät ein Zünd-Netzwerk sowie einen Wechselspannungs-Gleichrichter aufweist, der dem Entladungsgefäß und einem sich daran entlang erstreckenden und mit diesem in thermischem Kontakt stehenden, ohmschen Heizdraht jeweils Gleichstrom im Dauerbetrieb zuführt, und daß das Vorschlatgerät mit der Lampen-Anschlußeinrichtung baulich integriert ausgeführt ist.
  • Also steht das Entladungsgefäß bei erfindungsgemäßem Betrieb in ständigem, thermischen Kontakt mit einer mit der Leuchtstoff-Lampe baulich integrierten Heizeinrichtung, mit welcher sich die Betriebstemperatur für das im Gefäß befindliche Entladungsgas optimieren läßt. Quecksilber als Entladungsgas beispielsweise kann so auf eine Temperatur geheizt werden, auf der es sich ständig im dampf- bzw. gasförmigen Zustand befindet (Überschreiten von dessen Siedepunkttemperatur), sich mithin durch die Erwärmung im gesamten Entladungsgefäß verteilt und sich nicht an einem der Glühelektrodenenden des Entladungsgefäßes niederschlägt, obgleich die Glühelektroden einem Gleichstrombetrieb unterworfen sind und mithin das Entladungsgefäß polarisiert ist. Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß das Entladungsgefäß mit seinem Inhalt auf einer hinsichtlich des Wirkungsgrades optimalen Betriebstemperatur gehalten werden kann; es läßt sich so bei verhältnismäßig niedriger Betriebsspannung bzw. niedrigem Stromverbrauch eine hohe Lichtausbeute erzielen. Praktische Überlegungen und Versuche haben gezeigt, daß die Energiekosten nur ca. 33% im Vergleich zu einer wechselstrombetriebenen Leuchtstoffröhre im Drossel/Starter-Betrieb betragen.
  • Mit Vorteil ist die Heizeinrichtung durch einen ohmschen Heizwiderstand realisiert, der das Entladungsgefäß in thermischer Wirkungsverbindung kontaktiert. Dieser Gedanke läßt sich noch besonders vorteilhaft dadurch weiterbilden, daß der Heizwiderstand in den Stromkreis der Glühelektroden des Entladungsgefäßes strombegrenzend eingefügt, insbes. in Reihe zu den Glühelektroden geschaltet wird. Hierbei wird der an sich bei jeder Leuchtstofflampe zwingend notwendige Ballast-Widerstand, der im Falle des Gleichstrombetriebs u.a. zur Strombegrenzung dient, mit der Heizeinrichtung baulich integriert und kann mithin zwei Funktionen ausfüllen, nämlich einerseits als Ballast-/Strombegrenzungs-/Vorschaltwiderstand dienen und andererseits das Entladungsgefäß nebst dessen Inhalt beheizen.
  • Meist steht das Entladungsgefäß gegenüber dem Atmosphärendruck unter Über- oder Unterdruck (Nieder-, Hoch- und Höchstdrucklampen). Dem trägt eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung dadurch Rechnung, daß die Heizeinrichtung, insbesondere der Heizwiderstand, als auf der Außenwand des Entladungsgefäßes aufliegender Heizdraht ausgebildet ist. Um dabei eine gleichmäßige, symmetrische Temperaturverteilung innerhalb des Entladungsgefäßes zu erreichen, ist nach einer zweckmäßigen Erfindungsrealisierung der Heizdraht so geformt bzw. angeordnet, daß er sich über die gesamte Länge des rohrförmigen Entladungsgefäßes längs Wendellinien bzw. Schraubenlinien verlaufend erstreckt.
  • Im leuchtenden Betrieb der Leuchtstofflampe kann der auf der Außenfläche des Entladungsgefäßes verlaufende Heizdraht optisch störend wirken. Dem wird mit einer weiteren Erfindungsausbildung begegnet, indem von dem einen Ende zu dem anderen Ende des Entladungsgefäßes ein wärmeunempfindlicher Faden, Draht oder sonstiger Strang gespannt wird, um den der Heizdraht in Wendel- bzw. Schraubenlinienform herumgeführt ist. Der Strang bildet dabei für den Heizdraht zu dessen Führung gleichsam eine Seele oder einen Kerndraht und stabilisiert so die Halterung des Heizdrahtes auf der Außenwand des Entladungsgefäßes.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, den Strang und/oder das Entladungsgefäß mit einer durchsichtigen Außenhülle aus Kunststoff oder Glas zu umgeben. Vor allem wenn der Strang mit herumgewickeltem Heizdraht auf dem Entladungsgefäß außen verläuft, bildet die Außenhülle eine zweckmäßige Isolierung gegen äußere Umgebungseinflüsse und dient zur zusätzlichen Stabilisierung und gleichzeitig der Erhöhung von Sicherheit und Zuverlässigkeit.
  • Soll andererseits der Heizdraht im Inneren des Entladungsgefäßes angeordnet werden, ist es zur Isolation vor dem sich entladenden Gas und gleichzeitig zur mechanischen Stabilisierung und Erhöhung der Lebensdauer besonders zweckmäßig, den Strang mit dem darauf befindlichen Heizdraht mit einer starren und/oder isolierenden Röhre zu umgeben.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Heizeinrichtung ist es möglich, die Leuchtstofflampe mit Gleichstrom zu betreiben, trotz der dabei erfolgenden Polarisierung. Infolgedessen ist es vorteilhaft, den Wechselspannungs-Gleichrichter mit den Glühelektroden im Entladungsgefäß und/oder der Heizeinrichtung - jeweils zu deren Versorgung mit Gleichstrom - zu koppeln.
  • Bei Gleichstrombetrieb entfallen induktive Blindleistung verursachende Impedanzen wie z.B. Drosselspulen zum Zünden der Gasentladung. Infolgedessen wird das Problem aufgeworfen, bei unter Gleichspannung stehenden Glühelektroden im Entladungsgefäß die Gasentladung in Gang zu bringen. Hierfür ist in Weiterbildung der Erfindung das Zündnetzwerk einer der Glühelektroden vorgeschaltet und mit einer oder mehreren Stabilisierungsdioden und Koppel- und/oder Glättungskondensatoren versehen; diese sind so angeordnet und dimensioniert, daß das Zündnetzwerk den Entladungsvorgang einleiten und den Dauerentladungsbetrieb stabilisieren kann, wobei es eingangsseitig mit dem Gleichrichter und/oder Wechselspannungsquelle gekoppelt ist. Eine im Rahmen der Erfindung liegende Realisierung des Zündnetzwerkes besteht darin, daß es zwei in Reihe geschaltete Stabilisierungsdioden und einen diesen Dioden parallel geschalteten Kondensator umfaßt, wobei diese Serien-Parallelschaltung eingangsseitig mit dem Gleichrichterausgang und ausgangsseitig mit einer der Glühelektroden verbunden ist. Die Stabilisierungsdioden dienen zur Konstanthaltung der elektrischen Spannung der nachgeschalteten Glühelektrode gegenüber der entgegengesetzten, anderen Glühelektrode, während der Glättungskondensator die Restwelligkeit der Gleichrichtung des Wechselstromnetzes vermindert.
  • Zum Einleiten des Zündens der Gasentladung besteht eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung darin, daß die der Glühelektrode nächstliegende (Stabilisierungs-) Diode mit ihrer Eingangsklemme mit einem als Differenzierglied dimensionierten Kondensator verbunden ist, welcher auf seiner entgegengesetzten Seite direkt mit dem Wechselstromnetz verbunden ist. In der Einschaltphase der Leuchtstofflampe koppelt dieser Kondensator die angelegte Wechselspannung über die Stabilisierungsdiode an die Glühelektrode, wobei aufgrund seiner differenzierenden Eigenschaften ein Stromstoß in das Entladungsgefäß herbeigeführt wird. Dieser ist ausreichend, um die Gasentladung im Gefäß in Gang zu bringen.
  • Zur Realisierung des Gleichrichters ist es zweckmäßig, vier Dioden in Brückenschaltung anzuordnen, wie an sich bekannt, wobei dann dem Brückengleichrichter an seiner Eingangsseite ein Wechselstromlastwiderstand und/oder an seiner Ausgangsseite ein oder mehrere Ladekondensatoren parallel geschaltet werden. Die Ladekondensatoren dienen, wie an sich bekannt, zur integrierenden Glättung der Ausgangsspannung des Gleichrichters; zudem haben sie noch den außerordentlichen Vorteil, daß sie während der Einschaltphase zunächst als kurzschließende Stromsenken wirken, bis sie aufgeladen sind; währenddessen kann die die Gasentladung zündende Wirkung des oben erörterten, differenzierenden Koppelkondensators sich ungestört bzw. unbeeinträchtigt entfalten.
  • Der Erzielung eines ansprechenden Aussehens und einer kompakten Bauweise dient es, daß erfindungsgemäß das Wechselspannungs-Gleichrichter und Zündnetzwerk umfassende Vorschaltgerät baulich mit der bzw. in der Lampen-Anschlußeinrichtung, der der Herstellung von elektrischen Kontakt dient, integriert, insbesondere mit dieser einstückig ausgeführt ist. Die Anschlußeinrichtung kann dabei als Schraubsockel mit Standard-Außengewinde zum Einschrauben in eine entsprechende Fassung, die mit einem Netzstecker verbunden ist, versehen sein; andererseits kann ein Netzanschlußkabel mit Stecker direkt in den Schraubsockel führen.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    die Anordnung der Leuchtstoffröhre und der dazugehörigen, elektronischen Schaltungskomponenten,
    Fig. 2
    eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Leuchtstoffröhren-Anordnung in teilweise geschnittener Längsansicht,
    Fig. 3
    eine abgebrochen dargestellte Außenansicht auf das Ende der erfindungsgemäßen Leuchtstoffröhre,
    Fig. 4
    eine abgewandelte Ausführung in Fig. 3 entsprechender Ansicht.
  • Wesentliche Teile der dargestellten Anordnung sind gemäß Fig. 1 eine marktübliche Einstiftsockel-Leuchtstoffröhre 1 mit Heizeinrichtung 2 sowie die Wechselstrom-Gleichrichterschaltung 3 und die Zündschaltung 4. Die Heizeinrichtung 2 ist im Beispiel als wendelförmig verlaufender Heizdraht ausgebildet und auf der Kolbenaußenwand 5 aufliegend angeordnet. Das eine Ende des Heizdrahtes ist an dem unmittelbar aus der Gleichrichterschaltung 3 herausgeführten Minuspol 6 angelegt, und das andere Ende ist über einen Klemmschuh 7 mit dem Anschlußstift 8b eines der beiden Einstiftsockel 9 verbunden. Die Anschlußstifte 8 an je einem der Enden der Leuchtstoffröhre bzw. des Entladungsgefäßes 1 gehen in dessen Inneren in die (nicht gezeichneten) Glühelektroden über. Der Heizdraht 2 umläuft wendel- bzw. schraubenlinienförmig einen Strang 10, der so eine innere Führungsseele für den Heizdraht bildet und an dem dem Klemmschuh 7 abgewandten Ende der Leuchtstoffröhre 1 auf der Außenwand mittels einer Klebeverbindung 11 (schematisch gezeichnet) angebracht ist. Das andere, entgegengesetzte Ende des Stranges 10 ist innerhalb des Klemmschuhs 7 befestigt, der seinerseits durch Klemmung um den Anschlußstift 8 befestigt ist. Hierdurch wird eine mechanische Spannung des Stranges 10 zwischen den Enden der Leuchtstoffröhre bzw. des Entladungsgefäßes 1 erreicht, und der Strang 10 kann so als innere Führungsseele zur mechanischen Stabilisierung der Lage der Heizdrahtwendel 2 dienen.
  • Derjenige Anschlußstift 8a, der an dem dem Klemmschuh 7 abgewandten Ende der Leuchtstoffröhre 1 liegt, ist über eine elektrische Anschlußleitung 12 mit einem Pluspol 13 verbunden, der aus der Gleichrichterschaltung 3 mittelbar über die Zündschaltung 4 herausgeführt ist. Die Gleichrichterschaltung 3 wird eingangsseitig aus einem 220 V-Wechselstromnetz gespeist, wobei ein Lastwiderstand RL zur Erzeugung einer definierten Eingangsspannung den beiden Ausgangsklemmen des Wechselstromnetzes (z.B. Phasen- und Mittelpunktsleiter) parallel geschaltet ist. Der Gleichrichter 3 umfaßt vier Dioden D₁, D₂, D₃ und D₄, die in an sich bekannter Weise in Brückenschaltung angeordnet sind. Parallel zu den Plus- und Minus-Ausgängen dieser Brückengleichrichterschaltung 3 sowie einer der Ausgangsklemmen der Wechselspannungsquelle mit 220 V sind jeweils ein Ladekondensator CL1 und CL2 geschaltet.
  • Während der Minusausgang 6 direkt mit der Heizeinrichtung 2 verbunden ist, ist dem Ausgang des Gleichrichters 3 mit positiver Polarität unmittelbar das Zündnetzwerk 4 nachgeschaltet. Es weist die beiden in Reihe angeordneten Stabilisierungsdioden D₅ und D₆ auf, denen ein Glättungskondensator CG gemeinsam parallel geschaltet ist. Ferner weist die Zünd- und gleichzeitig Stabilisierungsschaltung 4 noch einen Kopplungskondensator CK auf, dessen einer Anschluß direkt mit einer Ausgangsklemme der 220 V-Wechselstromquelle, und dessen anderer Anschluß direkt mit einem Eingang von einer der Stabilisierungsdioden D5, D6, vorzugsweise mit dem der dem Anschlußstift 8a der Leuchtstoffröhre 1 nächstliegend angeordneten Stabilisierungsdiode D6 verbunden ist. Geeignete Dimensionierungswerte für den Lastwiderstand RL sind 100-680kΩ, für die beiden Ladekondensatoren CL1 und CL2 2,2 µF, für den Kopplungskondenstaor CK 0,082 µF und für den Glättungskondensator CG 0,1 µF. Für den Heizdraht hat sich ein Widerstandsbelag von 600 Ω/m als zweckmäßig erwiesen.
  • Beim Einschalten der 220 V-Wechselspannungsquelle müssen die Ladekondensatoren CL1, CL2 erst noch aufgeladen werden; sie dienen infolgedessen zunächst als kurzschließende Stromsenken. Der dabei über den Lastwiderstand RL fließende Strom erzeugt einen entsprechenden Spannungsabfall, der vom Kopplungskondensator CK zu einem Stromstoß bzw. einer Stromspitze differenziert wird, die über die nachgeschaltete Stabilisierungsdiode D6 zum Pluspol 13 und über die Anschlußleitung 12 an den Anschlußstift 8a der Leuchtstoffröhre gelangt. Die dabei erfolgende Energiezufuhr in die Leuchtstoffröhre 1 bzw. das Entladungsgefäß 1 ist ausreichend, um den Gasentladungsvorgang zu zünden. Wenn die Ladekondensatoren CL1, CL2 nach Ablauf ihrer Zeitkonstante, die vom Lastwiderstand RL mit beeinflußt ist, weitgehend aufgeladen sind, ist der Spannungsabfall an dem Lastwiderstand RL derart vermindert, daß der Kopplungskondensator CK seinen spürbaren Einfluß verliert und mithin für den Dauerbetrieb eine ausreichend stabile, gleichmäßige Gleichspannung zwischen den Anschlußstiften 8 an den beiden entgegengesetzten Enden der Leuchtstoffröhre 1 liegt.
  • Gemäß Fig. 2 ist die in Fig. 1 gezeigte Anordnung aus Leuchtstoffröhre 1 mit darauf aufliegendem Heizdraht 2 und davon umwickelten Strang 10 von einer Außenhülle gehäuseartig umgeben. Diese weist im gezeichneten Beispiel die Form eines (Kunststoff-)Rohres auf, das am einen Ende mit einem im Klemmsitz eingepreßten Pfropfen 15 verschlossen ist. Am anderen Ende der Außenhülle 14 ist ein Sockelgehäuse 16 mit Standard-Außengewinde 17 und Kontaktelement 18 aufgesteckt. Außengewinde 17 und davon isoliertes Kontaktelement 18 dienen dem Anschluß an eine Wechselstromquelle wie in Fig. 1 gezeichnet. Zudem sind die ebenfalls in Fig. 1 dargestellten Schaltungskomponenten, nämlich Gleichrichter 3 oder Zündschaltung 4, gegebenenfalls auf eine Platine aufgebracht, innerhalb des Sockelgehäuses 16 untergebracht. Nach Fig. 3 läßt sich die Leuchtstofflampenanordnung über ihr Sockelgehäuse 16 in eine übliche Lampen- oder Glühbirnen-Fassung 19 mit (nicht dargestelltem) Innengewinde einschrauben. Aus der Fassung 19 führt ein Netzkabel 20 mit Stecker 21 für den Anschluß an eine übliche Steckdose.
  • Natürlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, das Netzkabel 20 mit Stecker 21 direkt durch das Sockelgehäuse 16 zum Wechselstrom-Gleichrichter 3 gemäß Fig. 1 zu führen; hierbei können das Außengewinde 17 und das Kontaktelement 18, welche zusammen der Bildung eines geschlossenen Wechselstromkreises dienen, entfallen.
  • Die Ausführung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 2 oder 3 dadurch, daß der Sockel 16 durch den Netzstecker 21 direkt ersetzt ist, in dem das genannte Vorschaltgerät untergebracht sein kann.

Claims (11)

  1. Leuchtstofflampe, insbesondere Quecksilberentladungslampe, mit einem lichtdurchlässigen Entladungsgefäß (1), einem Vorschaltgerät und einem - elektrischen Kontakt zum Netz dienenden - Lampen-Anschlußeinrichtung (16, 18; 21), dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschaltgerät ein Zünd-Netzwerk (4) sowie einen Wechselspannungs-Gleichrichter (3) aufweist, der dem Entladungsgefäß (1) und einem sich daran entlang erstreckenden und mit diesem in thermischem Kontakt stehenden, ohmschen Heizdraht (2) jeweils Gleichstrom im Dauerbetrieb zuführt, und daß das Vorschaltgerät mit der Lampen-Anschlußeinrichtung (16, 18; 21) baulich integriert ausgeführt ist.
  2. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß, auf dessen Außenwand (5) aufliegend sich der Heizdraht (2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeunempfindlicher Strang (10) vom einen zum anderen Ende des Entladungsgefäßes (1) gespannt und vom Heizdraht (2) als dessen innere Führungsseele vorzugsweise wendelförmig umgeben ist.
  3. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Heizdraht (2) und/oder das Entladungsgefäß (1) umgebende durchsichtige Außenhülle (14) aus Kunststoff oder Glas.
  4. Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strang (10) mit dem darauf befindlichem Heizdraht (2) von einer starren und/oder isolierenden Röhre umgeben und gegebenenfalls innerhalb des Entladungsgefäßes (1) angeordnet ist.
  5. Leuchtstofflampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungs-Gleichrichter (3) mit Glühelektroden (8) im Entladungsgefäß (1) und dem Heizdraht (2) jeweils zur Gleichstromversorgung gekoppelt ist.
  6. Leuchtstofflampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das einer der Glühelektroden (8) vorgeschaltete Zünd-Netzwerk (4) eine oder mehrere Stabilisierungsdioden (D5, D6) und Koppel- und/oder Glättungskondensatoren (CK, CG) aufweist, zum Einleiten und Stabilisieren des Entladungsvorganges ausgebildet und eingangsseitig mit dem Gleichrichter (3) und/oder der Wechselspannungsquelle (220 V~) gekoppelt ist.
  7. Leuchtstofflampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündnetzwerk (4) zwei in Reihe geschaltete Stabilisierungs-Dioden (D5, D6) und einen diesen parallel geschalteten Glättung-Kondensator (CG) aufweist, wobei diese Serien-/Parallelschaltung eingangsseitig mit dem Gleichrichter (3) und ausgangsseitig mit einer der Glühelektroden (8a) verbunden ist.
  8. Leuchtstofflampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der Glühelektrode (8a) nächstliegende Diode (D6) eingangsseitig über einen als Differenzierglied dimensionierten Koppelkondensator (CK) mit der Wechselstromquelle (220 V~) verbunden ist.
  9. Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (3) als Diodenbrückengleichrichter (D1 - D4) ausgebildet ist, dem eingangsseitig ein Wechselstromlastwiderstand (RL) und/oder ausgangsseitig ein oder mehrere Ladekondensatoren (CL) parallelgeschaltet sind.
  10. Leuchtstofflampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (16, 18; 21) als Schraubsockel (16) mit Außengewinde (17) ausgeführt und/oder mit einem Netzkabel und/oder -stecker (20, 21) versehen ist.
  11. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (1) eine geradlinig langgestreckte Form aufweist.
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