WO2000022651A1 - Energiesparlampe mit elektronischem vorschaltgerät - Google Patents

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WO2000022651A1
WO2000022651A1 PCT/EP1999/007817 EP9907817W WO0022651A1 WO 2000022651 A1 WO2000022651 A1 WO 2000022651A1 EP 9907817 W EP9907817 W EP 9907817W WO 0022651 A1 WO0022651 A1 WO 0022651A1
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energy
gas discharge
inner cover
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PCT/EP1999/007817
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Daniel Muessli
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Daniel Muessli
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/56—One or more circuit elements structurally associated with the lamp
    • 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
    • H05B41/02—Details
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    • 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
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    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the invention relates to energy-saving lamps with an electronic ballast according to the preamble of claim 1.
  • Energy-saving lamps are usually built so that the user can easily replace them with the well-known light bulbs with Edison thread, bayonet base or the like. For this reason, many energy-saving lamps are equipped with an Edison thread, for example size E 27/30.
  • DE-A 36 11 611 discloses a standard circuit for the electronic ballasts. A distinction is made between the following components: mains rectifier with interference suppressor and charging capacitor, inverter with two switching transistors and an oscillating circuit transformer with three galvanically isolated windings, lamp ballast and gas discharge lamp.
  • the electrical and electronic components of the ballast are usually built on a printed circuit board with printed conductor tracks.
  • the first obstacle is the high voltages to which the electronics are exposed. These are the AC mains voltage with 230 V, the rectified AC mains voltage with 400 V and the lamp supply voltage, which reaches values of 1,500 V and more before the gas discharge is ignited.
  • the switching transistors which reach housing temperatures of approx. 140 ° C due to the relatively high oscillation frequency of 20 to 80 kHz.
  • Heat also arises in the various Chokes, because these have to be wound with small wire thicknesses due to the required miniaturization.
  • Another heat source are the magnetic stray fields, which emanate from the chokes, in particular from the lamp ballast, and which induce corresponding short-circuit currents in the adjacent metal parts, for example the lamp base.
  • the gas discharge lamp also generates heat, especially its heating electrodes.
  • the present invention is based on the object of improving and developing the known energy-saving lamps in such a way that the electronic ballast can be accommodated completely in a standardized lamp base.
  • the solution according to the invention is based on a large number of measures which mutually support one another in order to achieve the set goal of accommodating the electronic ballast completely in the lamp base, preferably in a screw base of size E 27.
  • the switching transistors are therefore arranged on the printed circuit board so that they can give off their heat well to the metal parts of the lamp base.
  • the switching transistors are arranged in such a way that their heat sinks lie against the base of the lamp base, so that special insulation measures are not necessary.
  • the printed circuit board While in the known energy-saving lamps the printed circuit board is located outside the lamp base, in the solution according to the invention it is placed directly in the lamp base. There it is held with the help of a special inner cover, which is placed on top of the lamp base, preferably snapped onto it in a non-detachable manner.
  • the lamp base has several, preferably four openings on its upper edge, and the inner cover has an edge with corresponding latching cams. This ensures that the inner cover cannot be removed unintentionally. Electrical safety is thus guaranteed.
  • the inner cover is preferably designed such that it closes the lamp base tightly. This protects the electronic components and the printed circuit board against the harmful effects of air pollution, humidity, etc.
  • the inner cover is metallized on the outside. This metallization acts as a shield and at the same time as a light reflector.
  • the ring core has a flat rectangular shape and sits in a suitable recess in the printed circuit board.
  • the three windings are designed as printed conductor tracks, one half winding each on the printed circuit board, the corresponding second half windings being accommodated on an additional board.
  • the resonant circuit transmitter is completed by pushing the additional plate upside down through the toroid and placing it on the printed circuit board. After soldering the corresponding transformer is finished. At the same time, the toroid is fixed in the printed circuit board.
  • the shape and arrangement of the lamp ballast also contribute to the miniaturization of the electronic ballast.
  • An open ferrite body is used as the winding body, so that the wire winding can be applied very easily.
  • the wound winding body is then inserted and glued into a cutout, preferably at the upper edge of the printed circuit board. In this way, the lamp ballast has a maximum distance from the metal parts of the lamp base and a minimum distance from the gas discharge lamp.
  • the lamp ballast generates considerable stray fields, which still induce considerable short-circuit currents in the metal parts of the lamp base.
  • a U-shaped magnetic core is also attached, which overlaps the wound ferrite coil former with a sufficient air gap.
  • This U-core reduces the stray fields of the choke.
  • it offers the possibility of specifically changing the inductance and thus the AC resistance of the ballast choke during production, so that gas discharge lamps of different wattages can be operated on otherwise identical ballasts.
  • a double-sided metallization of the printed circuit board also contributes to the miniaturization of the ballast electronics.
  • the gas discharge lamp which is known to consist of one or more mostly U-shaped glass tubes, must be mechanically firmly and permanently connected to the lamp base.
  • a base cap made of insulating material is usually used, which is connected to the lamp base on the one hand and to which the gas discharge lamp is attached on the other hand, generally with the aid of a so-called cement.
  • Such a base attachment is also used in the energy-saving lamp according to the invention. This is in two parts, the lower part according to an advantageous embodiment having a central opening whose diameter is larger than the diameter of the external contact part, but smaller than the diameter of the edge of the lamp base.
  • the gas discharge lamp can also be attached in the following manner.
  • a holding device on the inner cover which corresponds in shape and length to the glass tube or the glass tubes of the gas discharge lamp and holds them in a clamped manner. It is understood that the resilient elements of the holding device are located in the center of the gas discharge lamp, so that the radiation of the light is not hindered.
  • a permanent attachment between the gas discharge lamp and the holding device on the lid can be made with a suitable adhesive.
  • an additional holding bracket is provided which holds the gas discharge lamp, for example in the area of the so-called hot kiss. Additional devices are then attached to the inner cover, on which the retaining bracket is anchored.
  • Show it 1 is an energy saving lamp in a perspective view
  • FIG. 2 shows the energy-saving lamp of FIG. 1 as a partial exploded view
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the lamp base with the electronic ballast of the energy-saving lamp according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a plan view of a first inner cover which closes the lamp base
  • FIG. 5 shows a section through the inner cover of FIG. 4 along the line V-V
  • FIG. 6 is a plan view of a second inner cover
  • Fig. 7 is a side view of the inner cover of Fig. 6 and
  • FIG. 8 shows a partial longitudinal section through an energy-saving lamp with an envelope bulb.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an energy-saving lamp, essentially consisting of a lamp base 10, here in the form of a screw base with Edison thread E 27.
  • a lamp base 10 here in the form of a screw base with Edison thread E 27.
  • a gas discharge lamp 30 consisting of two U-shaped glass tubes 31 can also be seen.
  • a lamp cap 20 consisting of an upper part 22 and a lower part 21 can be seen, which connects the lamp base 10 and the gas discharge lamp 30 and thereby the ends of the glass tubes 31 covers.
  • Fig. 2 shows the energy saving lamp of Fig. 1 as an explosive.
  • the lamp base 10 which is closed by an inner cover 60. This will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6. It can also be seen connecting wires 50 emerging from the inner cover 60 of an electronic ballast housed in the lamp base 10, which is described in more detail with reference to FIG. 4, and the connecting wires 32 of the gas discharge lamp 30 melted into the glass tubes 31.
  • the energy-saving lamp can be mounted with the lower part 21 of the lamp cap 20 removed. If the connecting wires 32, 50 are connected to one another, the lower part 21 of the lamp cap 20 is pushed onto the lamp base 10. For this purpose, it has a central opening, the diameter of which is larger than the diameter of the thread 11, but smaller than the diameter of the upper edge of the base 10. As soon as the two parts 21, 22 of the lamp attachment are connected to one another, for example by welding or gluing, the energy saving lamp is finished as shown in Fig. 1.
  • the metal thread 11 has in the region of the upper edge four openings 15 distributed around the circumference (see FIG. 3), into which four locking grooves 63 (see FIGS. 4 and 5) arranged on the inner cover 60 are engaged.
  • the inner cover 60 sits non-detachably on the lamp base 10, so that the ballast electronics 40 (FIG. 3) accommodated in the lamp base 10 are protected against external influences such as air pollution, air humidity, etc.
  • the connecting wires 50 to the ballast electronics 40 are passed through corresponding openings 67 in the inner cover 60.
  • FIG. 3 schematically shows a longitudinal section through the screw base 10.
  • the metal thread 11, the central contact 13 and the base block 12 made of insulating material connecting these two are shown.
  • the supporting element of the ballast electronics 40 is a printed circuit board 41, which is in the base 10.
  • the printed circuit board 41 is provided with conductor tracks on both sides and carries all electrical and electronic components. Of these, however, only those that are essential for understanding the invention are shown.
  • a lamp ballast consisting of a ferrite coil body 44 with winding 45 and a U-shaped magnetic core 46 encompassing the coil body 44 with a sufficient air gap Throttle 44, 45 to catch outgoing stray fields, so that they do not generate heat-generating short-circuit currents in the metal thread 11.
  • the U-core 46 offers the possibility of changing the inductance of the lamp ballast 44, 45 and thus its AC resistance by changing its position. As a result, gas discharge lamps 30 with different power consumption can be operated on the otherwise unchanged ballast electronics 40.
  • the two switching transistors 48 can be seen on the right and left. These are arranged in such a way that their heat sinks rest on the base block 12. As a result, the heat loss generated in the switching transistors 48 reaches the metal thread 11 by the shortest route, which thus serves as a heat sink. Since the base stone 12 consists of insulating material, special insulation measures are unnecessary.
  • the printed circuit board 41 has a recess at this point, so that the ring core 43 protrudes approximately half over the front side and half over the rear side of the printed board 41. It is held by an additional plate 42 which is inserted through the ring core 43.
  • the three windings of the resonant circuit transformer are implemented as printed windings (not shown), one half of the windings being accommodated on the printed circuit board 41 and the other half on the additional plate 42.
  • the additional plate 42 is placed upside down on the printed circuit board 41 so that the corresponding partial windings can be soldered to one another. In this way, the three windings can be produced much faster and more space-saving than with conventional ballasts, in which three wire windings have to be wound onto the toroid by hand and finally soldered to the printed circuit board.
  • the magnetic core 47 of the interference suppression choke can still be seen on the printed circuit board 41.
  • Fig. 4 as a plan view and Fig. 5 as a section show a first inner cover 60.
  • This has a base plate 61, under which a peripheral edge 62 is provided.
  • the edge 62 carries on its outside the locking cams 63, which inseparably connect the inner cover 60 to the lamp base 10.
  • two holding grooves 66 are provided opposite one another, which hold the printed circuit board 41 to the right and left, so that it remains securely in the lamp base 10.
  • the base plate 61 of the inner cover 60 has four openings 67, provided on the inside with nozzles through which the connecting wires 50 of the ballast electronics 40 are passed. Lugs 64 on the circumference of the inner cover 60 prevent the inner cover 60 from being pressed into the lamp base 10. A bulge 65 creates space for the lamp ballast 44, 45.
  • FIG. 6 and 7 show a second inner cover 60 'which is particularly intended for energy-saving lamps which have an envelope bulb 1 (FIG. 8), e.g. in the form of light bulbs.
  • the second inner cover 60 ' differs from the first inner cover 60 in that a lamp holding device 70, 71 is provided on its outside.
  • This lamp holding device 70, 71 is shaped in such a way that the glass tubes 31 of the gas discharge lamp 30 can be plugged on from above.
  • Elastic lips lie against the glass tubes 31 from the inside and hold them in place by friction. The radiation of the light generated by the gas discharge lamp 30 is not disturbed.
  • a suitable adhesive for example a silicone adhesive or a cement, can be used to permanently fix the gas discharge lamp 30 to the lamp holder 70, 71.
  • 7 shows a further device for permanently fastening the gas discharge lamp. It is a holding bracket 73, the ends of which are anchored to holding devices 72 and which is guided over the hotkiss of the gas discharge lamp 30.
  • FIGS. 6 and 7 show a partial longitudinal section through an energy-saving lamp in which the gas discharge lamp 75 is covered by an envelope bulb 1 in the form of an incandescent lamp.
  • the gas discharge lamp 75 is seated on the inner cover 60 'of FIGS. 6 and 7.
  • the holding bracket 73 the ends of which are anchored to the holding devices 72, is guided over the hot kiss 74 of the gas discharge lamp 75.
  • the connection between the lamp base 10 and the envelope bulb 1 is produced by a base attachment 76.
  • a reflector 77 is arranged below the gas discharge lamp 30, which reflects the light of the gas discharge lamp 30 and, above all, the heat of the heating filaments in the gas discharge lamp 30 upward, so that the ballast electronics installed in the base 10 are not additionally heated.

Landscapes

  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung sind Energiesparlampen mit elektronischem Vorschaltgerät. Das Vorschaltgerät umfasst eine Printplatte, die in den Lampensockel (10) gestellt wird und auf der sich alle elektronischen Bauelemente befinden. Diese sind so angeordnet, dass die im Betrieb erzeugte Wärme optimal an das metallische Gewinde (11) des Lampensockels (10) abgegeben werden kann, wobei der zwischen Gewinde (11) und Zentralkontakt (13) positionierte, aus Isoliermaterial bestehende Sockelstein (12) für die erforderliche Isolierung sorgt. Die Gasentladungslampe (30), bestehend aus U-förmig gefalteten Glasröhren (31), ist mit Hilfe eines aus zwei Teilen (21, 22) bestehenden Lampenaufsatzes (20) am Lampensockel (10) befestigt.

Description

Energiesparlampe mit elektronischem Vorschaltgerät
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft Energiesparlampen mit elektronischem Vorschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Energiesparlampen werden üblicherweise so gebaut, dass der Benutzer sie ohne weiteres gegen die altbekannten Glühlampen mit Edison-Gewinde, Bajonett-Sockel oder dergleichen austauschen kann. Aus diesem Grunde sind viele Energiesparlampen mit einem Edison-Gewinde, beispielsweise der Größe E 27/30, ausgerüstet.
Die DE-A 36 11 611 offenbart eine Standardschaltung für die elektronischen Vorschaltgeräte. Man unterscheidet folgende Komponenten: Netzgleichrichter mit Entstörglied und Ladekondensator, Wechselrichter mit zwei Schalttransistoren und einem Schwingkreistransformator mit drei galvanisch getrennten Wicklungen, Lampenvorschaltdrossel und Gasentladungslampe.
Die elektrischen und elektronischen Bauteile des Vorschaltgerätes sind üblicherweise auf einer Printplatte mit gedruckten Leiterbahnen aufgebaut.
Um die Energiesparlampe möglichst kompakt zu halten, wird allgemein versucht, das elektronische Vorschaltgerät in den Lampensockel zu integrieren. Der dazu vorzunehmenden Miniaturisierung stehen jedoch zwei große Hindernisse entgegen.
Das erste Hindernis sind die hohen Spannungen, denen die Elektronik ausgesetzt ist. Dies sind die Netzwechselspannung mit 230 V, die gleichgerichtete Netzwechselspannung mit 400 V und die Lampenversorgungsspannung, die vor dem Zünden der Gasentladung Werte von 1.500 V und mehr erreicht.
Das weitaus größere Hindernis ist jedoch die Wärme, die von den elektronischen Bauteilen des Vorschaltgerätes ausgeht. Hier sind in erster Linie zu nennen die Schalttransistoren, die aufgrund der relativ hohen Schwingfrequenz von 20 bis 80 kHz Gehäusetemperaturen von ca.140 °C erreichen. Wärme entsteht auch in den diversen Drosseln, da diese wegen der erforderlichen Miniaturisierung mit geringen Drahtstärken bewickelt werden müssen. Eine weitere Wärmequelle sind die magnetischen Streufelder, die von den Drosseln, insbesondere von der Lampenvorschaltdrossel ausgehen und die in den benachbarten Metallteilen, beispielsweise des Lampensockels, entsprechende Kurzschlußströme induzieren. Schließlich erzeugt auch die Gasentladungslampe Wärme, besonders deren Heizelektroden.
Folge der geschilderten Hindernisse ist, dass die elektronischen Vorschaltgeräte der handelsüblichen Energiesparlampen wenigstens teilweise außerhalb des Lampensockels sitzen und so die Baulänge, gegebenenfalls auch den Durchmesser der Energiesparlampen im Vergleich zu den herkömmlichen Glühlampen nicht unerheblich vergrößern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Energiesparlampen derart zu verbessern und weiterzuentwickeln, dass das elektronische Vorschaltgerät komplett in einem genormten Lampensockel untergebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Energiesparlampen mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf einer Vielzahl von Maßnahmen, die sich gegenseitig unterstützen, um so das gesetzte Ziel zu erreichen, das elektronische Vorschaltgerät komplett im Lampensockel, vorzugsweise in einem Schraubsockel der Größe E 27 unterzubringen.
Da das Hauptproblem wie oben geschildert die Wärmeentwicklung ist, wurde zunächst für die Schalttransistoren eine geeignete Wärmesenke gesucht und mit dem metallischen Außenkontaktteil des Lampensockels auch gefunden. Die Schalttransistoren werden daher auf der Printplatte so angeordnet, dass sie ihre Wärme gut an die Metallteile des Lampensockels abgeben können. Vorzugsweise werden die Schalttransistoren so angeordnet, dass ihre Kühlkörper am Sockeistein des Lampensockels anliegen, so dass sich besondere Isoliermaßnahmen erübrigen.
Während sich bei den bekannten Energiesparlampen die Printplatte außerhalb des Lampensockels befindet, wird sie bei der erfindungsgemäßen Lösung direkt in den Lampensockel hineingestellt. Dort wird sie mit Hilfe eines besonderen Innendeckels gehalten, der oben auf den Lampensockel aufgesetzt, vorzugsweise unlösbar auf gerastet wird.
Zu diesem Zweck besitzt der Lampensockel gemäß einer Weiterbildung an seinem oberen Rand mehrere, vorzugsweise vier Durchbrechungen, der Innendeckel einen Rand mit korrespondierenden Rastnocken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Innendeckel nicht unbeabsichtigt abgenommen werden kann. Die elektrische Sicherheit ist somit gewahrt.
Vorzugsweise ist der Innendeckel so ausgebildet, dass er den Lampensockel dicht abschließt. Dadurch sind die elektronischen Komponenten sowie die Leiterbahnen der Printplatte gegen die schädlichen Einflüsse von Luftverschmutzungen, Luftfeuchtigkeit usw. geschützt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Innendeckel außen metallisiert. Diese Metallisierung wirkt als Abschirmung und gleichzeitig als Lichtreflektor.
Eine besonders platz-, montagekosten- und montagezeitsparende Lösung wurde für den Schwingkreisübertrager und seine drei galvanisch getrennten Windungen realisiert. Der Ringkern besitzt eine flache Rechteckform und sitzt in einer passenden Aussparung in der Printplatte. Die drei Wicklungen sind als gedruckte Leiterbahnen ausgeführt, wobei jeweils eine Halbwicklung auf der Printplatte, die damit korrespondierenden zweiten Halbwicklungen auf einer Zusatzplatte untergebracht sind. Der Schwingkreisübertrager wird komplettiert, indem die Zusatzplatte kopfüber durch den Ringkern gesteckt und auf die Printplatte abgelegt wird. Nach dem Verlöten der korrespondierenden Halbwicklungen ist der Übertrager fertig. Gleichzeitig ist der Ringkern in der Printplatte fixiert.
Auch Form und Anordnung der Lampenvorschaltdrossel tragen zur Miniaturisierung des elektronischen Vorschaltgerätes bei. Als Wickelkörper wird ein offener Ferrit- Körper verwendet, so dass die Drahtwicklung sehr einfach aufgebracht werden kann. Der bewickelte Wickelkörper wird dann in einen Ausschnitt vorzugsweise am oberen Rand der Printplatte eingesetzt und eingeklebt. Auf diese Weise hat die Lampenvorschaltdrossel einen maximalen Abstand zu den Metallteilen des Lampensockels und einen minimalen Abstand zur Gasentladungslampe.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Lampenvorschaltdrossel erhebliche Streufelder erzeugt, die in den Metallteilen des Lampensockels noch erhebliche Kurzschlußströme induzieren. Aus diesem Grund ist zusätzlich ein U-förmiger Magnetkern angebracht, der mit ausreichendem Luftspalt den bewickelten Ferrit- Spulenkörper übergreift. Dieser U-Kern reduziert die Streufelder der Drossel. Gleichzeitig bietet er die Möglichkeit die Induktivität und damit den Wechselstromwiderstand der Vorschaltdrossel während der Produktion gezielt zu verändern, so dass Gasentladungslampen unterschiedlicher Leistung an ansonsten identischen Vorschaltgeräten betrieben werden können.
Zur Miniaturisierung der Vorschaltelektronik trägt auch eine zweiseitige Metallisierung der Printplatte bei.
Bei allen Energiesparlampen muss die Gasentladungslampe, die bekanntlich aus einer oder mehreren meist U-förmig gefalteten Glasröhren besteht, mechanisch fest und dauerhaft mit dem Lampensockel verbunden werden. Hierzu wird üblicherweise ein Sockelaufsatz aus Isoliermaterial verwendet, der einerseits mit dem Lampensockel verbunden ist und an dem andererseits die Gasentladungslampe befestigt wird, allgemein mit Hilfe eines sogenannten Zementes. Auch bei der erfindungsgemäßen Energiesparlampe wird ein solcher Sockelaufsatz verwendet. Dieser ist zweiteilig, wobei das untere Teil gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eine zentrale Öffnung besitzt deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Außenkontaktteils, jedoch kleiner als der Durchmesser des Randes des Lampensockels.
Für den Fall, dass über die Gasentladungsröhre ein sogenannter Hüllkolben, beispielsweise in Glühlampenform, gestülpt wird, läßt sich die Gasentladungslampe auch auf folgende Weise befestigen.
Auf dem Innendeckel befindet sich gemäß einer Weiterbildung eine Haltevorrichtung, die nach Form und Länge mit dem Glasrohr bzw. den Glasröhren der Gasentladungslampe korrespondiert und diese klemmend festhält. Es versteht sich, dass die federnden Elemente der Haltevorrichtung im Zentrum der Gasentladungslampe liegen, damit die Abstrahlung des Lichtes nicht behindert wird.
Eine dauerhafte Befestigung zwischen der Gasentladungslampe und der Haltevorrichtung auf dem Deckel kann mit einem geeigneten Kleber hergestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein zusätzlicher Haltebügel vorgesehen, der die Gasentladungslampe hält, beispielsweise im Bereich des sogenannten Hotkiss. Auf dem Innendeckel sind dann zusätzliche Vorrichtungen angebracht, an denen der Haltebügel verankert wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der restlichen Unteransprüche.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 eine Energiesparlampe in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 die Energiesparlampe der Fig. 1 als Teil-Sprengbild,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Lampensockel mit dem elektronischen Vorschaltgerät der Energiesparlampe nach Fig. 1 ,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen ersten Innendeckel, der den Lampensockel verschließt,
Fig. 5 einen Schnitt durch den Innendeckel der Fig. 4 entlang der Linie V-V,
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen zweiten Innendeckel,
Fig. 7 eine Seitenansicht des Innendeckels der Fig. 6 und
Fig. 8 einen Teillängsschnitt durch eine Energiesparlampe mit Hüllkolben.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Energiesparlampe, im wesentlichen bestehend aus einem Lampensockel 10, hier in Form eines Schraubsockels mit Edison-Gewinde E 27. Man erkennt ein Schraubgewinde 11, einen Zentralkontakt 13 und einen diese beiden verbindenden, aus Isoliermaterial bestehenden Sockelstein 12.
Man erkennt des weiteren eine Gasentladungslampe 30, bestehend aus zwei U-förmig gefalteten Glasröhren 31. Schließlich erkennt man einen aus einem oberen Teil 22 und einem unteren Teil 21 bestehenden Lampenaufsatz 20, der Lampensockel 10 und Gasentladungslampe 30 miteinander verbindet und dabei die Enden der Glasröhren 31 abdeckt.
Fig. 2 zeigt die Energiesparlampe der Fig. 1 als Sprengbild. Man erkennt den Lampensockel 10, der durch einen Innendeckel 60 verschlossen ist. Dieser soll anhand der Fig. 5 und 6 noch näher beschrieben werden. Man erkennt des weiteren aus dem Innendeckel 60 austretende Anschlußdrähte 50 eines im Lampensockel 10 untergebrachten elektronischen Vorschaltgerätes, welches anhand der Fig. 4 näher beschrieben wird, und die in die Glasröhren 31 eingeschmolzenen Anschlußdrähte 32 der Gasentladungslampe 30.
Aus der Darstellung in Fig. 2 geht hervor, dass die Energiesparlampe bei abgenommenem Unterteil 21 des Lampenaufsatzes 20 montiert werden kann. Sind die Anschlußdrähte 32, 50 miteinander verbunden, wird das untere Teil 21 des Lampenaufsatzes 20 auf den Lampensockel 10 aufgeschoben. Es besitzt zu diesem Zweck eine zentrale Öffnung, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Gewindes 11 , jedoch kleiner als der Durchmesser des oberen Randes des Sockels 10 Sobald die beiden Teile 21, 22 des Lampenaufsatzes miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben, ist die Energiesparlampe wie in Fig. 1 dargestellt fertig.
Das Metallgewinde 11 besitzt im Bereich des oberen Randes vier am Umfang verteilte Durchbrechungen 15 (siehe Fig. 3), in die vier am Innendeckel 60 angeordnete Rastnuten 63 (siehe Fig. 4 und 5) eingerastet sind. Dadurch sitzt der Innendeckel 60 unlösbar auf dem Lampensockel 10, so dass die im Lampensockel 10 untergebrachte Vorschaltelektronik 40 (Fig. 3) gegen äußere Einflüsse wie Luftverschmutzung, Luftfeuchtigkeit usw. geschützt ist. Die Anschlußdrähte 50 zur Vorschaltelektronik 40 sind durch entsprechende Öffnungen 67 im Innendeckel 60 hindurchgeführt.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch den Schraubsockel 10. Dargestellt sind das Metallgewinde 11 , der Zentralkontakt 13 und der diese beiden verbindende Sockelstein 12 aus Isoliermaterial.
Tragendes Element der Vorschaltelektronik 40 ist eine Printplatte 41, die im Sockel 10 steht. Die Printplatte 41 ist beidseitig mit Leiterbahnen versehen und trägt sämtliche elektrischen und elektronischen Komponenten. Von diesen sind allerdings nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen dargestellt. Am oberen Rand sitzt in einem Ausschnitt der Printplatte 41 eine Lampenvorschaltdrossel, bestehend aus einem Ferrit-Spulenkörper 44 mit Wicklung 45 und einem den Spulenkörper 44 mit ausreichendem Luftspalt umgreifenden U-förmigen Magnetkern 46. Der U-Kern 46 hat die Aufgabe, die von der Drossel 44, 45 ausgehenden erheblichen Streufelder aufzufangen, so dass diese in dem Metallgewinde 11 keine wärmeerzeugenden Kurzschlußströme erzeugen. Gleichzeitig bietet der U-Kern 46 die Möglichkeit, durch Verändern seiner Position die Induktivität der Lampenvorschaltdrossel 44, 45 und damit deren Wechselstromwiderstand zu verändern. Dadurch lassen sich an der ansonsten unveränderten Vorschaltelektronik 40 Gasentladungslampen 30 mit unterschiedlicher Leistungsaufnahme betreiben.
Am unteren Ende der Printplatte 41 erkennt man rechts und links die beiden Schalttransistoren 48. Diese sind so angeordnet, dass ihre Kühlkörper am Sockelstein 12 anliegen. Dadurch gelangt die in den Schalttransistoren 48 erzeugte Verlustwärme auf kürzestem Wege zu dem Metallgewinde 11 , welches somit als Wärmesenke dient. Da der Sockelstein 12 aus Isoliermaterial besteht, erübrigen sich besondere Isoliermaßnahmen.
Im Zentrum der Printplatte 41 erkennt man den Ringkern 43 des Schwingkreisübertragers. Die Printplatte 41 hat an dieser Stelle eine Aussparung, so dass der Ringkern 43 etwa zur Hälfte über die Vorderseite und zur Hälfte über die Rückseite der Printplatte 41 hinausragt. Gehalten wird er durch eine Zusatzplatte 42, die durch den Ringkern 43 hindurchgesteckt ist.
Die drei Wicklungen des Schwingkreisübertragers sind als gedruckte Wicklungen (nicht dargestellt) realisiert, wobei jeweils eine Hälfte der Wicklungen auf der Printplatte 41, die jeweils andere Hälfte auf der Zusatzplatte 42 untergebracht ist. Die Zusatzplatte 42 wird kopfüber auf die Printplatte 41 gelegt, so dass die korrespondierenden Teilwicklungen miteinander verlötet werden können. Auf diese Weise lassen sich die drei Wicklungen sehr viel schneller und platzsparender herstellen als bei den herkömmlichen Vorschaltgeräten, bei denen drei Drahtwicklungen von Hand auf den Ringkern aufgewickelt und schließlich mit der Printplatte verlötet werden müssen. Als drittes magnetisches Bauelement erkennt man auf der Printplatte 41 noch den Magnetkern 47 der Netzentstördrossel.
Fig. 4 als Draufsicht und Fig. 5 als Schnitt zeigen einen ersten Innendeckel 60. Dieser besitzt eine Basisplatte 61 , unter der ein umlaufender Rand 62 vorgesehen ist. Der Rand 62 trägt an seiner Außenseite die Rastnocken 63, die den Innendeckel 60 unlösbar mit dem Lampensockel 10 verbinden.
Auf der Innenseite des Deckelrandes 62 sind einander gegenüberliegend zwei Haltenuten 66 vorgesehen, die die Printplatte 41 rechts und links festhalten, so dass diese sicher im Lampensockel 10 stehen bleibt.
Die Basisplatte 61 des Innendeckels 60 besitzt vier Öffnungen 67, auf der Innenseite mit Düsen versehen, durch die die Anschlußdrähte 50 der Vorschaltelektronik 40 hindurchgeführt werden. Nasen 64 am Umfang des Innendeckels 60 verhindern, dass der Innendeckel 60 in den Lampensockel 10 hineingedrückt werden kann. Eine Auswölbung 65 schafft Platz für die Lampenvorschaltdrossel 44, 45.
Die Fig. 6 und 7 zeigen einen zweiten Innendeckel 60', der besonders für Energiesparlampen gedacht ist, die einen Hüllkolben 1 (Fig. 8), z.B. in Glühlampenform, besitzen. Der zweite Innendeckel 60' unterscheidet sich von dem ersten Innendeckel 60 dadurch, dass auf seiner Außenseite eine Lampenhaltevorrichtung 70, 71 vorgesehen ist. Diese Lampenhaltevorrichtung 70, 71 ist so geformt, dass die Glasröhren 31 der Gasentladungslampe 30 von oben aufgesteckt werden können. Dabei legen sich elastische Lippen von innen gegen die Glasröhren 31 und halten diese durch Reibung fest. Die Abstrahlung des von der Gasentladungslampe 30 erzeugten Lichtes wird nicht gestört.
Zur dauerhaften Befestigung der Gasentladungslampe 30 an der Lampenhalterung 70, 71 kann ein geeigneter Kleber verwendet werden, beispielsweise ein Silikonkleber oder ein Zement. Fig. 7 zeigt eine weitere Vorrichtung zur dauerhaften Befestigung der Gasentladungslampe. Es handelt sich um einen Haltebügel 73, dessen Enden an Haltevorrichtungen 72 verankert werden und der über den Hotkiss der Gasentladungslampe 30 geführt wird.
Fig. 8 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Energiesparlampe, bei der die Gasentladungslampe 75 von einem Hülikolben 1 in Glühlampenform überdeckt ist. Die Gasentladungslampe 75 sitzt auf dem Innendeckel 60' der Fig. 6 und 7. Der Haltebügel 73, dessen Enden an den Haltevorrichtungen 72 verankert sind, ist über den Hotkiss 74 der Gasentladungslampe 75 geführt. Die Verbindung zwischen dem Lampensockel 10 und dem Hüllkolben 1 stellt ein Sockelaufsatz 76 her. Unterhalb der Gasentladungslampe 30 ist ein Reflektor 77 angeordnet, der das Licht der Gasentladungslampe 30 und vor allem die Wärme der Heizwendeln in der Gasentladungslampe 30 nach oben reflektiert, so dass die in den Sockel 10 eingebaute Vorschaltelektronik nicht zusätzlich aufgeheizt wird.

Claims

Patentansprüche:
1. Energiesparlampe, im wesentlichen umfassend einen Lampensockel (10), bestehend aus
- einem Außenkontaktteil (11),
- einem Zentralkontakt (13)
- und einem dazwischen angeordneten Sockelstein (12) aus Isoliermaterial, eine Gasentladungslampe (30),
- bestehend aus wenigstens einem Glasrohr (31) mit eingeschmolzenen Anschlussdrähten (32),
- einen Sockelaufsatz (20), bestehend aus zwei Teilen (21 , 22),
- das obere Teil (22) deckt die Enden des Glasrohrs (31) und dessen Anschlussdrähte (32) ab,
- das untere Teil (21) stellt die mechanische Verbindung mit dem Lampensockel (10) her und ein elektronisches Vorschaltgerät (40),
- welches aus der Netzwechselspannung die zum Betrieb der Gasentladungslampe (30) benötigte Speisewechselspannung erzeugt,
- und das eine Printplatte (41) enthält, auf der elektrische und elektronische Bauteile (42, 43, 44, 45, 46, 47, 48) montiert und verschaltet sind, wobei unter anderem folgende Bauteile vorgesehen sind:
— eine Netzentstördrossel (47),
— eine Lampenvorschaltdrossel (44, 45, 46),
— ein Schwingkreistransformator (42, 43) mit drei galvanisch getrennten Wicklungen,
— zwei Schalttransistoren (48)
— und Anschlussdrähte (50) zur Gasentladungslampe (30), gekennzeichnet durch die Merkmale:
- die Printplatte (41) steht im Lampensockel (10), die Kühlkörper der Schalttransistoren (48) liegen isoliert am Lampensockel (10) an,
- die Lampenvorschaltdrossel (44, 45, 46) besteht - aus einem offenen Wickelkörper (44), der die Wicklung (45) trägt,
- und einem U-Kern (46), der den Wickelkörper (44) mit ausreichend großem Luftspalt übergreift,
- der Wickelkörper (44) sitzt in einem Ausschnitt am Rand der Printplatte (41), der Schwingkreistransformator (42, 43)
- besteht aus einem flach rechteckigen Ringkern (43)
- und sitzt in einem Ausschnitt in der Printplatte (41), die drei Wicklungen sind als gedruckte Leiterbahnen ausgebildet, wobei die eine Hälfte auf der Printplatte (41), die andere Hälfte auf einer Zusatzplatte (42) untergebracht ist, - die Zusatzplatte (42) ist kopfüber durch den Ringkern (43) gesteckt und die korrespondierenden Teilwicklungen sind miteinander verlötet, ein Innendeckel (60)
- ist auf den Lampensockel (10) aufgesteckt
- und besitzt
— Haltenuten (66), die die Printplatte (41) seitlich halten
— und Öffnungen (67) für die Anschlussdrähte (50) zur Gasentladungslampe (30).
2. Energiespariampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale: der Lampensockel (10) besitzt unterhalb seines freien Randes (14) mehrere vorzugsweise vier am Umfang verteilte Durchbrechungen (15), der Innendeckel (60, 60') besitzt einen Rand (62), der in den Lampensockel
(10) passt,
- am Rand (62) sind Rastnocken (63) vorgesehen, die mit den Durchbrechungen (15) korrespondieren.
3. Energiespariampe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Merkmal:
- die Rastnocken (63) verbinden den Innendeckel (60, 60') unlösbar mit dem Lampensockel (10),
4. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal:
- der Innendeckel (60, 60') schließt den Lampensockel (10) dicht ab.
5. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal: die Außenseite des Innendeckels (60, 60') ist wenigstens teilweise metallisiert.
6. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal:
- zwischen Innendeckel (60, 60') und Gasentladungslampe (30) befindet sich ein Reflektor (76).
7. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Merkmale: auf dem Innendeckel (60) befindet sich eine Haltevorrichtung (70, 71), die Haltevorrichtung (70, 71) korrespondiert mit den Glasröhren (31) der Gasentladungslampe (30) und klemmt diese federnd fest.
8. Energiespariampe nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das Merkmal: auf dem Innendeckel (60') sind zusätzlich Vorrichtungen (72) zum Verankern eines die Gasentladungslampe (30) haltenden Haltebügels (73) vorgesehen.
9. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch das Merkmal:
- das untere Teil (21) des Sockelaufsatzes (20) besitzt eine zentrale Öffnung, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Außenkontaktteils (11), jedoch kleiner als der Durchmesser des Randes (14) des Lampensockels (10) ist.
10. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Merkmale: der Wickelkörper (44) der Lampenvorschaltdrossel (44, 45) sitzt am oberen Rand der Printplatte (41), vorzugsweise in einem Ausschnitt derselben, der U-Kern (46) sitzt auf der Rückseite der Zusatzplatte (42).
11. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Merkmal: die Printplatte (41) ist zweiseitig metallisiert.
12. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch das Merkmal: die Schalttransistoren (48) liegen mit ihrem Kühlkörper am Sockelstein (12) an.
13. Energiespariampe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch das Merkmal: der Lampensockel (10) ist ein Schraubsockel mit Edison-Gewinde E 27.
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