WO1999065059A1 - Energiesparlampe sowie verfahren und vorrichtung für ihre herstellung - Google Patents

Energiesparlampe sowie verfahren und vorrichtung für ihre herstellung Download PDF

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WO1999065059A1
WO1999065059A1 PCT/EP1999/003891 EP9903891W WO9965059A1 WO 1999065059 A1 WO1999065059 A1 WO 1999065059A1 EP 9903891 W EP9903891 W EP 9903891W WO 9965059 A1 WO9965059 A1 WO 9965059A1
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energy
saving lamp
glass
glass body
lamp according
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PCT/EP1999/003891
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Norbert Langhoff
Andrej Vladimirovich Chterbakov
Valentin Ivanovich Beloglazov
Nikolaj Fedorovich Lebedev
Nina Borisovna Skibina
Original Assignee
IFG Institut für Gerätebau GmbH
Tegs Technology Equipment Glass Structure
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    • H01J61/56—One or more circuit elements structurally associated with the lamp
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/04—Forming tubes or rods by drawing from stationary or rotating tools or from forming nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03B7/00—Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
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    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/245—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases specially adapted for gas discharge tubes or lamps
    • H01J9/247—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases specially adapted for gas discharge tubes or lamps specially adapted for gas-discharge lamps

Definitions

  • Energy saving lamps are already widespread these days. Due to better effectiveness and longer service life, the proportion of energy-saving lamps sold is constantly increasing in comparison to other light sources on the international markets. This trend continues unabated, although the market prices for energy-saving lamps are considerably higher than the prices of conventional incandescent lamps. The aim of worldwide efforts in research and industry is generally to achieve a high luminous efficacy with low energy consumption and low production costs for the lamps. In the case of energy-saving lamps, the efficiency of the light generation is limited by the physical effect of the fluorescence yield of existing phosphors.
  • the current state of the art is characterized by the production of a complex vessel, which is usually constructed from a glass tube by bending or by joining individual tube pieces.
  • fluorescent lamps consist of an outer glass vessel which is filled, for example, with a noble gas-metal vapor mixture. In the lower part there are feet with two thermal emission electrodes locks that are connected to power supplies. A phosphor layer is applied to a glass tube inserted along the axis, which surrounds one of the specified electrodes. The socket contains the starter for the glow discharge, which is connected to one of the connections of each electrode. The number of glass tubes that limit the discharge distance is between one and eight, depending on the design solution.
  • Such fluorescent lamps are described in US 4199708 and US 4142125, as well as the author's certificate of the USSR No. 11985431. The disadvantage of such sources is the complicated manner of manufacture, the insufficient compactness and the consequently limited scope of application. Other known solutions are described in US 3501662 and DE 1246177 AI.
  • the object of the invention is to create a compact energy-saving lamp which is simple and inexpensive to produce, has good mechanical strength and has a long service life. gene enables and a high light output guaranteed.
  • a particular advantage of the invention is that the energy-saving lamp can be made very compact, in which the glass vessel of the energy-saving lamp consists of a seamlessly drawn glass body with individual channels and channels are connected to one another for the realization of discharge paths.
  • the glass body prefferably closed off by a dome and / or a floor and for the dome and / or floor to have connecting lines for connecting channels, the connecting lines being depressions.
  • Another very effective form of realization of the energy-saving lamp is that the glass body is sealed at at least one end.
  • Another advantage of the invention is the possibility of heat dissipation by the glass body having a central has channel and the central channel is open at the top.
  • An additional advantage of the invention resides in the variety of variations of the implementation forms, in that at least two channels are arranged and their shape and arrangement as well as the outer shape of the glass body can be adjusted in the manufacturing process.
  • Miniaturization of the overall structure of the energy-saving lamp is achieved in that components of the electronic ballast are arranged within the glass body.
  • passive electronic components of the ballast are arranged in the channels and / or the central channel.
  • ballast consists of an active and a passive part and that the assembly into a complete, functional ballast takes place by means of suitable plug connections.
  • a good light yield is achieved in that the central channel has a reflective layer which prevents the penetration of light from the channels into the central channel. It is also possible for elements of the electronic ballast to be arranged in the central channel or for a starter to be arranged in the central channel.
  • a high productivity of the vitreous manufacturing process results from the fact that the vitreous is seamlessly drawn from the melt in a multichannel manner, wherein the inner structure of the vitreous body is determined by a drawing mask and the outer shape of the vitreous body by a drawing plate.
  • a continuous production of the vitreous bodies is realized by a device in which at least one drawing device with a drawing assembly is arranged under a glass tub, which consists of a drawing mask determining the inner structure of the glass body and a drawing plate determining the outer shape of the glass body, the drawing mask in the drawing plate is positioned by hangers.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a form of realization of the energy-saving lamp according to the invention
  • 3 shows a rectangular embodiment of an energy-saving lamp with two channels
  • 4 shows a rectangular embodiment of an energy-saving lamp with several channels
  • Fig. 6 is a detailed view of the drawing assembly with a drawing mask and drawing plate
  • FIG. 7 shows a glass body with four channels in FIG. 6, manufactured with the pulling assembly according to FIG.
  • FIG. 10 shows a schematic illustration of a system with six drawing devices for the production of several thousand kg of drawn and pressed glass per day.
  • FIG. 1 and 2 show the side view and top view of a possible variant of a compact energy-saving fluorescent lamp, which in the present exemplary embodiment is filled with a mixture of mercury vapors with noble gas. It consists of a seamlessly drawn multichannel glass body 1, for example an eight-channel one, on the inner surface of which phosphor was applied. The volume of adjacent channels 11 is connected via openings 2. The thermal emission electrodes 3 are mounted on feet which are mounted in adjacent channels 11 which are not connected to one another. In the bottom 6, the on the side of the socket 5 is glazed or welded, the power supply lines 4 run. In the center, the bottom 6 and the dome 7 have openings which correspond to the openings in the glass body 1.
  • the base 6 and the dome 7 are made of pressed glass and are melted onto the glass body 1 with the aid of rings made of easily melting glass.
  • the central channel 12 is provided with a reflective reflection layer 9.
  • a starter 10 of the glow discharge is arranged in the interior 8 of this central channel 12, which starter is connected to a connection of each electrode 3.
  • Other lamp shapes are also possible, for example rectangular shapes, as shown in FIGS. 3 and 4, which can be used for mounting illuminated displays.
  • the production can also be carried out by drawing from the glass melt by means of a differently shaped drawing assembly 14.
  • the energy saving lamp works in the following way:
  • the elements of the electronic ballast After applying a voltage to the circuit, which contains the series-connected energy-saving lamp and a load resistor of a known type, the elements of the electronic ballast short the circuit. This causes the electrodes 3 to glow, as a result of which the mercury atoms are pre-ionized. Then the elements of the electronic ballast disconnect the circuit, creating a surge that ignites the discharge.
  • the problem of heat dissipation is solved by the central channel 12 which is open at the top and in which elements of the electronic ballast are arranged.
  • the mirror-like reflection layer 9 of the central channel 12, which has the function of an inner diffusion reflector realized, allows to improve the light characteristics of the lamp, in particular to increase the luminous efficacy.
  • the solution consists of dividing the ballast into an integrable electronic switching part and incorporating the inductance / capacitance into the central part of the glass body 1.
  • 11 miniaturized channels with dimensions in the ⁇ m range can be realized in addition to the channels.
  • a glass tube with an arbitrary number of individual channels 11 and an arbitrary length is drawn on a glass drawing machine using an appropriate molding tool. With a sufficient height of the glass drawing machine and thus an available long cooling zone, pipes can be drawn with high productivity.
  • the individual vessels are cut off from this according to the desired length.
  • the number of channels, the diameter and the length of the glass body 1 can be used to influence the luminosity of the energy-saving lamp.
  • the covering of the inner walls of the channels 11 with phosphors and the further assembly steps as well as the upper and lower covering of the glass body 1 take place in a specific manner.
  • Another advantage of this method is that a glass drawing machine can be implemented as part of the production line. This means that the respective producer is independent of glass tube supplies.
  • the glass forming systems are no longer required. 5
  • the pulling device 20 is shown in a stylized form. Under the glass trough 13, the drawing assembly 14 is arranged in an oven 17, the drawing assembly 14 consisting of a drawing mask 15 determining the internal structure of the glass body 1 and a drawing plate 16 determining the external shape of the glass body 1, as can be seen from FIG. 6 .
  • the drawing mask 15 is positioned in the drawing plate 16 by means of suspensions.
  • the drawn glass body 1 is fed to the cooling section 19 via a roller mechanism 18 and subsequently cut into the desired lengths.
  • a glass body 1 with four channels 11 produced according to the drawing plate 16 shown in FIG. 6 and the drawing mask 15 is shown in FIG. 7, FIG. 8 shows a glass body 1 with six channels 11.
  • This glass body 1 has the following in the present exemplary embodiment Parameters and properties:
  • FIG. 6 shows the essential part of the drawing assembly 14, which is the necessary ratio between the wall thickness of the sectors of the four-channel glass body 1 produces, with the reference numeral 15 the drawing mask or otherwise called the bell for the inner structure and with reference numeral 16 the drawing plate for the outer dimension, the geometry and the shape.
  • the drawing mask 15 is arranged suspended in the drawing plate 16.
  • the technological process consists of the following stages:
  • the glass blocks and the furnace 17 are prepared.
  • the drawing assembly 14 is introduced into the furnace 17 (FIG. 5).
  • the glass block is placed in the glass trough 13 above the pulling assembly 14, after which the furnace 17 is heated.
  • the technologically necessary auxiliary tip is pulled, then the pulled-out multichannel tube is inserted into the roller pulling mechanism.
  • the drawing speed is corrected until the nominal dimensions are reached.
  • the distance between the drawing mask 15 and the outer drawing plate 16 determines the thickness of the outer wall of the glass body 1.
  • FIG. 9 shows the system for the continuous vertical drawing of glass tubes of different structure from the glass melt, which are used as glass bodies 1 for the compact energy-saving lamps designed as fluorescent lamps. Only one pulling device 20 is shown schematically in FIG. 9. A continuous loading of the glass trough 13 with the corresponding raw materials allows an almost unlimited drawing process.
  • the productivity of the manufacture of the glass body 1 for the energy-saving lamps is significantly increased in that up to six or even more pulling devices 20 can be fed simultaneously from one glass trough 13 (see FIG. 10).
  • the drawing assembly 14 with the drawing mask 15 and drawing plate 16 is arranged under the molybdenum crucible 26. Via a second cooler 29, the now shaped glass body 1 reaches the roller mechanism 18 and further to the cutting device 31, from which the cut glass bodies are fed to the receiving shaft 32.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown here. Rather, it is possible to implement and implement further embodiment variants by combining and modifying the means and features mentioned, without leaving the scope of the invention.

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Energiesparlampe mit einem Glasgefäß (1) und einem elektronischen Vorschaltgerät (10), wobei das Glasgefäß (1) der Energiesparlampe aus einem nahtlos gezogenen Glaskörper mit einzelnen Kanälen (11) besteht und Kanäle (11) zur Realisierung von Entladungsstrecken miteinander verbunden sind. Das Verfahren zur Herstellung der Energiesparlampen beruht darauf, daß der Glaskörper aus der Schmelze mehrkanalig monolithisch nahtlos gezogen wird, wobei die innere Struktur des Glaskörpers durch eine Ziehmaske und die äußere Form des Glaskörpers durch eine Ziehplatte bestimmt wird. Eine Vorrichtung zur Herstellung der Glaskörper für die Energiesparlampen ist dadurch gekennzeichnet, daß unter einer Glaswanne mindestens eine Ziehvorrichtung mit einer Ziehbaugruppe angeordnet ist, welche aus einer die innere Struktur des Glaskörpers bestimmenden Ziehmaske und einer die äußere Form des Glaskörpers bestimmenden Ziehplatte besteht.

Description

Energiesparlampe sowie Verfahren und Vorrichtung für ihre Herstellung
Beschreibung
Energiesparlampen sind heutzutage bereits weitverbreitet. Wegen einer besseren Effektivität und längeren Le- bensdauer nimmt der Anteil verkaufter Energiesparlampen im Vergleich zu anderen Lichtquellen auf den internationalen Märkten ständig zu. Diese Tendenz hält ungebrochen an, obwohl die Marktpreise für Energiesparlampen erheblich über den Preisen konventioneller Glühlam- pen liegen. Ziel weltweiter Bemühungen in der Forschung und Industrie ist es generell, eine hohe Lichtausbeute bei niedrigem Energieverbrauch und niedrigen Herstellungskosten der Lampen zu erreichen. Bei den Energiesparlampen wird der Wirkungsgrad der Lichterzeugung begrenzt durch den physikalischen Effekt der Fluoreszenzausbeute vorhandener Leuchtstoffe.
Reserven zur Erhöhung der Markteffektivität bzw. der Senkung der Preise von Energiesparlampen bestehen ins- besondere bei der Verringerung der Herstellungskosten. Der gegenwärtige Stand der Technik wird charakterisiert durch die Herstellung eines aufwendigen Gefäßes, das in der Regel aus einem Glasrohr durch Biegen bzw. das Zusammenfügen einzelner Rohrstücke aufgebaut wird.
Bekannte Konstruktionen von Leuchtstofflampen bestehen aus einem äußeren Glasgefäß, das beispielsweise mit einem Edelgas-Metalldampf-Gemisch gefüllt ist. Im unteren Teil sind Füße mit zwei Thermoemissionselektroden ange- schlössen, die mit Stromzuführungen verbunden sind. Auf einem längs der Achse eingesetzten Glasröhrchen, das eine der angegebenen Elektroden umgibt, ist eine Leuchtstoffschicht aufgebracht. Die Fassung enthält den Starter für die Glimmentladung, der jeweils mit einem der Anschlüsse jeder Elektrode verbunden ist. Die Anzahl der Glasröhrchen, die die Entladungsstrecke begrenzen, liegt zwischen eins und acht in Abhängigkeit von der konstruktiven Lösung. Derartige Leuchtstofflampen sind beschrieben in der US 4199708 und US 4142125, sowie dem Autorenzertifikat der UdSSR Nr. 11985431. Der Nachteil solcher Quellen besteht in der komplizierten Herstellungsart, der ungenügenden Kompaktheit und dem infolgedessen eingeschränkten Anwendungsbereich . Weitere bekannte Lösungen sind beschrieben in der US 3501662 sowie der DE 1246177 AI.
Die Unzulänglichkeiten dieser bekannten Lösungen sind die vergleichsweise geringe Länge der Entladungsstrek- ken sowie Verdrehungen und Verbindungen von einzelnen Glaselementen der Leuchtstofflampen.
Bei den zur Zeit hergestellten kompakten Leuchtstofflampen ist stets ein gemeinsames Merkmal festzu- stellen - der rohrförmige Einkanalkolben, auf dessen Basis spiral- und U-förmige Lampen oder Doppelkolbenlampen, gegebenenfalls durch Stege verbunden, realisiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Energiesparlampe zu schaffen, welche einfach und preiswert herstellbar ist, eine gute mechanische Festigkeit sowie eine hohe Lebensdauer aufweist, Energieeinsparun- gen ermöglicht sowie eine hohe Lichtausbeute gewährleistet .
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Energiesparlampen anzugeben, welche die Herstellungstechnologie vereinfachen und eine effektive, variable Massenproduktion von Energiesparlampen mit einer kompakten Gestaltung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1, 20 und 22 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Energiesparlampe sehr kompakt ausgeführt werden kann, in dem das Glasgefäß der Energiesparlampe aus einem nahtlos gezogenen Glaskörper mit einzelnen Kanälen besteht und Kanäle zur Realisierung von Entladungs- strecken miteinander verbunden sind.
Dabei ist es möglich, daß der Glaskörper durch eine Kuppel und/oder einen Boden abgeschlossen ist und die Kuppel und/oder der Boden Verbindungsleitungen zur Ver- bindung von Kanälen aufweist, wobei die Verbindungsleitungen Vertiefungen sind.
Eine ebenfalls sehr effektive Realisierungsform der Energiesparlampe besteht darin, daß der Glaskörper an mindestens einem Ende zugeschmolzen ist.
Ein weitere Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit zur Wärmeableitung, indem der Glaskörper einen Zentral- kanal aufweist und der Zentralkanal nach oben offen ausgebildet ist .
Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht in der Variationsvielfalt der Realisierungsformen, indem min- destens zwei Kanäle angeordnet sind und deren Form und Anordnung sowie die äußere Form des Glaskörpers im Herstellungsprozeß einstellbar ist.
Eine Miniaturisierung des Gesamtaufbaus der Energie- sparlampe wird dadurch erreicht, daß Bauelemente des elektronischen Vorschaltgerätes innerhalb des Glaskörpers angeordnet sind.
So sind beispielsweise passive elektronische Bauele- mente des Vorschaltgerätes in den Kanälen und/oder dem Zentralkanal angeordnet .
Es ist weiterhin zweckmäßig, daß das Vorschaltgerät aus einem aktiven und einem passiven Teil besteht und das Zusammenfügen zu einem kompletten, funktionsfähigen Vorschaltgerät durch geeignete Steckverbindungen erfolgt.
Eine gute Lichtausbeute wird dadurch erreicht, daß der Zentralkanal eine Reflexionsschicht aufweist, welche das Eindringen von Licht aus den Kanälen in den Zentralkanal verhindert. Auch ist es möglich, daß in dem Zentralkanal Elemente des elektronischen Vorschaltgerätes angeordnet sind oder in dem Zentralkanal ein Star- ter angeordnet ist.
Eine hohe Produktivität des Glaskörperherstellungsverfahrens resultiert daraus, daß der Glaskörper aus der Schmelze mehrkanalig monolithisch nahtlos gezogen wird, wobei die innere Struktur des Glaskörpers durch eine Ziehmaske und die äußere Form des Glaskörpers durch eine Ziehplatte bestimmt wird.
Eine kontinuierliche Herstellung der Glaskörper wird durch eine Vorrichtung realisiert, bei welcher unter einer Glaswanne mindestens eine Ziehvorrichtung mit einer Ziehbaugruppe angeordnet ist, welche aus einer die innere Struktur des Glaskörpers bestimmenden Ziehmaske und einer die äußere Form des Glaskörpers bestimmenden Ziehplatte besteht, wobei die Ziehmaske in der Ziehplatte durch Aufhängungen positioniert ist .
Es ist möglich, daß mehrere Ziehvorrichtungen von einer Glaswanne beschickt werden, und daß an Stelle einer oder mehrerer Ziehvorrichtungen Preßvorrichtungen zur Herstellung der Kuppel und/oder des Bodens angeordnet sind.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von zumindest teilweise in der Figur dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Realisierungsform der erfindungsgemäßen Energiesparlampe ,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß Figur 1 in Draufsicht,
Fig. 3 eine rechteckig ausgebildete Realisierungs- form einer Energiesparlampe mit zwei Kanälen, Fig. 4 eine rechteckig ausgebildete Realisierungsform einer Energiesparlampe mit mehreren Kanälen,
Fig. 5 eine stilisierte Darstellung der Ziehvorrichtung,
Fig. 6 eine Detailansicht der Ziehbaugruppe mit Ziehmaske und Ziehplatte
Fig. 7 einen mit der Ziehbaugruppe gemäß Fig. 6 ge- fertigten Glaskörper mit vier Kanälen in
Schnittdarstellung,
Fig. 8 einen Glaskörper mit sechs Kanälen,
Fig. 9 eine detaillierte Darstellung der Ziehvorrichtung,
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Systems mit sechs Ziehvorrichtungen für eine Produk- tion von mehreren tausend kg gezogenem und gepreßtem Glas pro Tag.
Die Fig. 1 und 2 zeigen die Seitenansicht und Draufsicht einer möglichen Variante einer kompakten Ener- giesparleuchtstofflampe, welche im vorliegenden Aus- führungsbeispiel mit einem Gemisch von Quecksilberdämpfen mit Edelgas gefüllt ist. Sie besteht aus einem nahtlos gezogenen mehrkanaligen Glaskörper 1, z.B. einem achtkanaligen, auf dessen innerer Oberflä- ehe Leuchtstoff aufgebracht wurde. Das Volumen benachbarter Kanäle 11 ist über Öffnungen 2 verbunden. Die Thermoemissionselektroden 3 sind auf Füße montiert, die in benachbarten, nicht miteinander verbunden Kanälen 11 angebracht sind. Im Boden 6, der auf der Seite der Fassung 5 angeglast bzw. verschweißt ist, verlaufen die Stromzuführungen 4. Im Zentrum haben der Boden 6 und die Kuppel 7 Öffnungen, die mit den Öffnungen des Glaskörpers 1 übereinstimmen. Der Boden 6 und die Kuppel 7 bestehen aus ge- preßten Glas und sind mit Hilfe von Ringen aus leichtschmelzendem Glas an den Glaskörper 1 angeschmolzen. Der Zentralkanal 12 ist mit einer spiegelnden Reflexionsschicht 9 versehen. Im Innenraum 8 dieses Zentralkanals 12 ist im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel ein Starter 10 der Glimmentladung angeordnet, der jeweils mit einem Anschluß jeder Elektrode 3 verbunden ist . Es sind auch andere Lampenformen möglich, so z.B. rechteckige Formen, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, die zur Montage von Leuchtanzeigen eingesetzt werden können. Die Herstellung kann ebenfalls durch Ziehen aus der Glasschmelze mittels einer anders geformten Ziehbaugruppe 14 er olgen.
Die Energiesparlampe funktioniert in folgender Weise :
Nach Anlegen einer Spannung an den Stromkreis, der die in Reihe geschaltete Energiesparlampe und einen Lastwiderstand bekannten Typs enthält, schließen die Elemente des elektronischen Vorschaltgerätes den Stromkreis kurz. Dies bringt die Elektroden 3 zum Glühen, wodurch eine Vorionisierung der Quecksilberatome erfolgt. Danach trennen die Elemente des elektronischen Vorschaltgerätes den Stromkreis, wodurch ein Spannungsstoß erzeugt wird, der die Entladung zündet. Durch den oben offenen Zentralkanal 12, in dem Elemente des elektronischen Vorschaltgerätes angeordnet sind, wird das Problem der Wärmeableitung gelöst . Die spiegelartige Reflexionsschicht 9 des Zentralkanals 12, die die Funktion eines inneren Diffusionsreflektors realisiert, erlaubt die Lichtcharakteristika der Lampe zu verbessern, insbesondere die Lichtausbeute zu erhöhen.
Insgesamt verringern sich die Kosten für die Gefäßher- Stellung mit der vorgeschlagenen Technologie gegenüber der konventionellen erheblich.
Einer konsequenten Miniaturisierung, d.h. dem Aufbau als integrierter Festkδrperschaltkreis des Vorschaltge- rätes, steht der Fakt entgegen, daß die elektronische Schaltung große Induktivitäten und Kapazitäten benötigt. Diese lassen sich mit der üblichen Halbleitertechnologie nicht oder nur schwer realisieren. Erfindungsgemäß besteht die Lösung in einer Aufteilung des Vorschaltgerätes in einen integrierbaren elektronischen Schaltteil und die Aufnahme der Induktivität/Kapazität in den zentralen Teil des Glaskörpers 1. Mit Hilfe der Glasziehtechnik lassen sich zusätzlich zu den Kanälen 11 miniaturisierte Kanäle mit Abmessungen im μm-Bereich realisieren. Durch geeignete Formung, Füllung mit elektrisch leitendem und gegebenenfalls anderem Material und Verbindung dieser KanalStrukturen lassen sich auf einfache und billige Weise passive elektronische Bauelemente realisieren. Weiterhin können Funktionsschichten realisiert werden, welche aus verschiedenen Materialen zur Realisierung verschiedener Funktionen wie Isolation, Abschirmung, Dekoration usw. dienen. Das Zusammenfügen zu einem kompletten Vorschaltgerät erfolgt durch geeignete Steckverbindungen des aktiven Teils, welcher beispielsweise Transistor- und/oder Thyristorstrukturen enthält mit dem passiven, Induktivitäten und/oder Kapazitäten enthaltenden Teil des Vorschaltgerätes . Der Aufwand für diese Baugruppen der Energiesparlampen sinkt auf ca. 10% der bekannten konventionellen Lösung.
Die Kombination der vorgeschlagenen Innovationen für Glaskörper und elektronisches Vorschaltgerät führen zu einer sehr kompakt gestalteten Energiesparlampe, deren Herstellungskosten deutlich unter den gegenwärtig üblichen liegen.
Damit wird der Durchbruch zu einem Preisniveau möglich, der annähernd mit dem der Glühlampen vergleichbar ist.
Nachfolgend wird das Grundprinzip der Glaskörperherstellung erläutert. Auf einer Glasziehmaschine wird über ein entsprechendes Formwerkzeug ein Glasrohr mit einer beliebigen Zahl einzelner Kanäle 11 und einer beliebigen Länge gezogen. Bei einer hinreichenden Höhe der Glasziehanlage und damit einer verfügbaren langen Abkühlzone können Rohre mit hoher Produktivität gezogen werden. Daraus werden entsprechend der gewünschten Länge die einzelnen Gefäße abgeschnitten. Mit der Zahl der Kanäle, dem Durchmesser und der Länge des Glaskörpers 1 kann Einfluß genommen werden auf die Leuchtkraft der Energiesparlampe. Die Belegung der inneren Wände der Kanäle 11 mit Leuchtstoffen und die weiteren Monta- geschritte sowie die obere und untere Abdeckung des Glaskörpers 1 erfolgen in spezifischer Weise. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist, daß eine Glasziehanlage als Bestandteil der Fertigungslinie realisiert werden kann. Damit ist der jeweilige Produzent unabhän- gig von Glasrohrzulieferungen. In der technologischen Fertigungslinie entfallen die Anlagen für die Glasformung. In Fig. 5 ist die Ziehvorrichtung 20 in stilisierter Form dargestellt . Unter der Glaswanne 13 ist die Ziehbaugruppe 14 in einem Ofen 17 angeordnet, wobei die Ziehbaugruppe 14 aus einer die innere Struktur des Glaskörpers 1 bestimmenden Ziehmaske 15 und einer die äußere Form des Glaskörpers 1 bestimmenden Ziehplatte 16 besteht, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist.
Zur Realisierung der notwendigen freien Räume für den Ziehprozeß ist die Ziehmaske 15 in der Ziehplatte 16 durch Aufhängungen positioniert.
Der gezogene Glaskörper 1 wird über einen Rollenmechanismus 18 der Abkühlstrecke 19 zugeführt und nachfolgend in die gewünschten Längen geschnitten. Ein gemäß der in Fig. 6 dargestellten Ziehplatte 16 und der Ziehmaske 15 hergestellter Glaskörper 1 mit vier Kanälen 11 ist in Fig. 7 dargestellt, Fig. 8 zeigt einen Glaskörper 1 mit sechs Kanälen 11. Dieser Glaskörper 1 hat im vorliegenden Ausführungsbei- spiel folgende Parameter und Eigenschaften:
• vierkanaliger nahtlos gezogener Gefäßrohling
• Wandstärke des Glasrohlings 0,8 ... 1,2 mm
• Dicke der Zwischenwände 0,6 ... 1 mm • Genauigkeit der geometrischen Abmessungen der Glasrohlinge ± 0,1 mm
• Winkel der Verdrehung der Glasrohlinge beim Ziehen - weniger als 1 Grad über die Länge von 1 m
• Glassorte der gezogenen Glasrohlinge entspricht denen hochwertiger Gläser.
In Fig. 6 ist der wesentliche Teil der Ziehbaugruppe 14 dargestellt, der das notwendige Verhältnis zwischen der Wandstärke der Sektoren des vierkanaligen Glaskörpers 1 herstellt, wobei mit Bezugszeichen 15 die Ziehmaske oder anders genannt das Glöckchen für die innere Struktur und mit Bezugszeichen 16 die Ziehplatte für die äußere Abmessung, die Geometrie und die Form bezeichnet ist. Die Ziehmaske 15 ist in der Ziehplatte 16 aufge- hängt angeordnet .
Der technologische Prozeß besteht aus folgenden Etappen:
Zuerst erfolgt die Vorbereitung der Glasblöcke und des Ofens 17. In den Ofen 17 wird die Ziehbaugruppe 14 eingebracht (Fig. 5) . Über der Ziehbaugruppe 14 wird der Glasblock in der Glaswanne 13 angebracht, danach wird der Ofen 17 erhitzt. Sobald der Ofen 17 die Arbeitspa- rameter erreicht hat, wird die technologisch notwendige Hilfsspitze gezogen, dann die ausgezogene vielkanalige Röhre in den Rollenziehmechanismus eingeführt. Nach einer vorangehenden Bestimmung der Abmessungen wird die Ziehgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Nennabmessun- gen korrigiert .
Der Abstand zwischen der Ziehmaske 15 und der äußeren Ziehplatte 16 bestimmt die Dicke der Außenwandung des Glaskörpers 1.
Die Entwicklung der prinzipiell neuen hocheffektiven Konstruktion, Technologie und technologischen Ausrüstungen zur Herstellung von komplexen Leuchtstofflampen auf der Basis von nahtlos gezogenen vielkanaligen Glas- körpern ermöglicht die Herstellung von Energiesparlampen beliebiger vorgegebener Form und beliebiger Anzahl innerer Kanäle (Querschnitte als Kreis, Ellipse, Quadrat, Dreieck, Trapez u.a.). Mit einem solchen Rohling ist die Entwicklung von vielen neuen Varianten von Lampen möglich, die sich von den bisher existierenden durch eine geringere Masse, demzufolge auch geringeren Materialaufwand, verbesserte lichttechnische Parameter und besonderer Kompaktheit auszeichnen.
Fig. 9 zeigt die Anlage zum kontinuierlichen vertikalen Ziehen von Glasröhren unterschiedlicher Struktur aus der Glasschmelze, die als Glaskörper 1 für die kompak- ten als Leuchtstofflampen ausgebildeten Energiesparlampen eingesetzt werden. In der Fig. 9 ist nur eine Ziehvorrichtung 20 schematisch dargestellt. Eine kontinuierliche Beschickung der Glaswanne 13 mit den entsprechenden Rohstoffen gestattet einen nahezu zeitlich un- begrenzten Ziehprozeß.
Die Produktivität der Herstellung der Glaskörper 1 für die Energiesparlampen wird wesentlich dadurch gesteigert, daß aus einer Glaswanne 13 bis zu sechs oder auch mehr Ziehvorrichtungen 20 gleichzeitig gespeist werden können (siehe Fig. 10) .
Anstelle von Ziehvorrichtungen 20 in Fig. 10 können auch Pressen eingesetzt werden, die aus der Glaswanne gespeist werden. In diesen Pressen kann dann die Kuppel 7 und der Boden 6 der Energiesparlampe hergestellt wer- den .
Als Altemativlösung ist es auch möglich, die Glaskörperstruktur ohne gepreßte Kuppel 7 durch Verschweißung zu schließen. Dabei ist jedoch zu sichern, daß die Öff- nungen 2 zwischen den benachbarten Kanälen 11 erhalten bleiben, die in den mehrkanaligen Glaskörper 1 die Realisierung eines bügeiförmigen Entladungskanals ermöglichen. Nachfolgend wir die in Fig. 9 detailliert dargestellte Vorrichtung zum kontinuierlichen vertikalen Ziehen von Glaskörpern 1 unterschiedlicher Struktur aus der Glasschmelze beschrieben. Aus der Glaswanne 13 gelangt das flüssige Glas über ei- nen in einer Buchse 22 geführten Kolben 21, welcher die Durchflußmenge reguliert, in das Ansatzrohr 23, welches von einem Kühler 24 umgeben ist. Danach gelangt das Glas in den Elektroofen 25, in welchem ein Molybdäntiegel 26 angeordnet ist. Unter dem Molybdäntiegel 26 ist die Ziehbaugruppe 14 mit Ziehmaske 15 und Ziehplatte 16 angeordnet. Über einen zweiten Kühler 29 gelangt der nunmehr geformte Glaskörper 1 zu dem Rollenmechanismus 18 und weiter zur Schneidvorrichtung 31, von welcher die geschnittenen Glaskörper dem Aufnahmeschacht 32 zu- geführt werden.
Eine bevorzugte Realisierungsform des Verfahrens für die Herstellung von kompakten Energiesparlampen umfaßt folgende Schritte:
- Schmelzen des Glases im Wannenofen vertikales Ziehen der Glasrohlinge für die Glaskörper Schneiden der Glaskörper auf Länge Pressen der Kuppeln und Böden Verkleben der Kuppel mit dem Glaskörper - Aufbringen des Leuchtstoffes
Montage und Oxidation des Kathodenteils Verkleben des Glasgefäßes mit dem Boden Abpumpen der Energiesparlampe und Füllen mit Quecksilber - Entfernen des Pumpstengels
Testdurchläufe und Kontrolle der Parameter der Energiesparlampe . Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Energiesparlampe mit einem Glasgefäß und einem elektronischen Vorschaltgerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasgefäß der Energiesparlampe aus einem nahtlos gezogenen Glaskörper (1) mit einzelnen Kanälen (11) besteht und Kanäle (11) zur Realisierung von Entladungsstrecken miteinander verbunden sind.
2. Energiesparlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung benachbarter Kanäle über Öffnun- gen (2) realisiert ist.
3. Energiesparlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (1) durch eine Kuppel (7) und/oder einen Boden (6) abgeschlossen ist und die Kuppel (7) und/oder der Boden (6) Verbindungsleitungen zur Verbindung von Kanälen (11) aufweist.
Energiesparlampen nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen Vertiefungen sind.
Energiesparlampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (1) an mindestens einem Ende zu- geschmolzen ist.
Energiesparlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Thermoemissionselektroden (3) in benachbarten, nicht miteinander verbundenen Kanälen (11) angeordnet sind.
7. Energiesparlampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (1) einen Zentralkanal (12) aufweist .
8. Energiesparlampe nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkanal (12) nach oben offen ausgebildet ist.
9. Energiesparlampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kanäle (11) angeordnet sind und deren Form und Anordnung sowie die äußere Form des Glaskörpers (1) im Herstellungsprozeß einstellbar ist .
10. Energiesparlampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Glaskörpers (1) kreisför- mig oder rechteckig ist .
11. Energiesparlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bauelemente des elektronischen Vorschaltgerätes innerhalb des Glaskörpers (1) angeordnet sind.
12. Energiesparlampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß passive elektronische Bauelemente des Vorschaltgerätes in den Kanälen (11) und/oder dem Zentralkanal (12) angeordnet sind.
13. Energiesparlampe nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, daß die passiven Bauelemente Kapazitäten und/oder Induktivitäten sind.
14. Energiesparlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschaltgerät aus einem aktiven und einem passiven Teil besteht und das Zusammenfügen zu einem kompletten, funktionsfähigen Vorschaltgerät durch geeignete Steckverbindungen erfolgt .
15. Energiesparlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Wände der Kanäle (11) zumindest teilweise mit Leuchtstoffen beschichtet sind.
16. Energiesparlampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkanal (12) eine Reflexionsschicht (9) aufweist, welche das Eindringen von Licht aus den Kanälen (11) in den Zentralkanal (12) verhindert .
17. Energiesparlampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zentralkanal (12) Elemente des elektronischen Vorschaltgerätes angeordnet sind.
18. Energiesparlampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zentralkanal (12) ein Starter (10) angeordnet ist.
19. Energiesparlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (2) benachbarter Kanäle (11) wechselweise oben/unten angeordnet sind.
20. Verfahren zur Herstellung von Energiesparlampen mit einem Glaskörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper aus der Schmelze mehrkanalig monolithisch nahtlos gezogen wird, wobei die innere Struktur des Glaskörpers durch eine Ziehmaske und die äußere Form des Glaskörpers durch eine Ziehplatte bestimmt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Glaskörpers mit einer Kuppel und/oder einem Boden durch Ringe aus leichtschmelzendem Glas realisiert wird.
22. Vorrichtung zur Herstellung von Glaskörpern für Energiesparlampen, dadurch gekennzeichnet, daß unter einer Glaswanne (13) mindestens eine Ziehvorrichtung (20) mit einer Ziehbaugruppe (14) angeordnet ist, welche aus einer die innere Struktur des Glaskörpers (1) bestimmenden Ziehmaske (15) und einer die äußere Form des Glaskörpers (1) bestimmenden Ziehplatte (16) besteht.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehmaske (15) in der Ziehplatte (16) durch Aufhängungen positioniert ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ziehvorrichtungen (20) von einer Glas- wanne (13) beschickt werden.
25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer oder mehrerer Zielvorrichtungen (20) Preßvorrichtungen zur Herstellung der Kuppel (7) und/oder des Bodens (6) angeordnet sind.
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DE4313017A1 (de) * 1993-04-21 1994-12-22 Kuemmerling Andreas Flächenförmige Kompakt-Leuchtstofflampe
DE4312743A1 (de) * 1993-04-20 1994-12-22 Kuemmerling Andreas Zylinderförmige Kompakt-Leuchtstofflampe

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