DE10063958A1

DE10063958A1 - Kompakte Niederdruckentladungslampe mit Zündhilfe

Info

Publication number: DE10063958A1
Application number: DE10063958A
Authority: DE
Inventors: Thomas Noll; Achim Hilscher
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-06-27
Also published as: KR20020050178A; JP2002260584A; US6614166B2; EP1217645A1; US20020074940A1; CA2365456A1

Abstract

Die kompakte Niederdruckentladungslampe (1) besitzt ein gewundenes rohrförmiges Entladungsgefäß (2) mit mindestens vier gerade verlaufenden Rohren (6, 7), die in einem Vieleck angeordnet und durch Querverbindungen (8, 10, 11) nahe oder an den Enden der geraden Rohre (6, 7) zu einen einfach zusammenhängenden und gasdicht verschlossenen Entladungsweg verbunden sind. Im Zentrum des von den geraden Rohren (6, 7) des Entladungsgefäßes (2) gebildeten zylindrischen Hohlraums (13) ist eine parallel zu den Rohren (6, 7) verlaufende Schraubenfeder (14) aus Metall angeordnet. Durch die Schraubenfeder (14) wird eine Reduzierung der erforderlichen Zündspannung erreicht.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer kompakten Niederdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um eine kom pakte Niederdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß aus mindestens vier geraden, parallel verlaufenden Rohren, die in einem Vieleck angeordnet und durch Querverbindungen an oder nahe den Enden der geraden Rohre zu einem einfach zu sammenhängenden und gasdicht verschlossenen Entladungsweg verbunden sind.

Stand der Technik

Die kompakten Niederdruckentladungslampen mit einem aus vier oder mehr gera den, parallelen Rohren bestehenden und durch Querverbindungen zusammengesetz ten Entladungsgefäß benötigen, abhängig von der Länge und dem Durchmesser des Entladungsgefäßes und vom Innendurchmesser der Querverbindungen, oft sehr hohe Spannungen, um sicher gezündet werden zu können.

Aus der US-Patentschrift 6 064 152 ist bekannt, in den von den geraden, parallel ver laufenden Rohren des Entladungsgefäßes gebildeten hohlen Innenraum einen Hohl zylinder aus elektrisch leitendem Material in Form einer Metallfolie einzubringen. Dadurch kann die Zündspannung der Lampe beträchtlich erniedrigt werden.

Nachteilig ist es jedoch, dass durch einen solchen Metallzylinder ein großer Anteil des vom Entladungsgefäß nach innen abgestrahlten Lichts absorbiert wird und somit verloren geht. Außerdem wird durch einen solchen Metallzylinder der Temperatur haushalt der Lampe verändert. So hat der Metallzylinder eine Erhöhung der "Cold- Spot"-Temperatur zur Folge, die wiederum eine Verschiebung des Strahlungsmaxi mums zu kleineren Umgebungstemperaturen bewirkt.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine kompakte Niederdruckentladungslampe mit erniedrigter Zündspannung zu schaffen, die das nach innen in den von den graden Rohren und den Querverbindungen des Entladungsgefäßes gebildeten Hohlraum abgestrahlte Licht weitgehend unbehindert passieren lässt.

Diese Aufgabe wird bei einer kompakten Niederdruckentladungslampe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeich nenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen aufgeführt.

Durch eine Schraubenfeder aus Metall bleibt der Raum innerhalb der geraden Rohre des Entladungsgefäßes weitgehend frei. Dadurch kann der größte Teil der in den zentralen Hohlraum zwischen den geraden Rohren des Entladungsgefäßes abgegebe nen Strahlung ungehindert passieren oder nach Ein- oder Mehrfachreflexion an den Entladungsgefäßwänden wieder nach außen gelangen. Außerdem wird der Tempe raturhaushalt der Niederdruckentladungslampe nur unwesentlich beeinflusst.

Die Schraubenfeder kann in einer bevorzugten Ausführung eine reflektierende Be schichtung aufweisen. Dadurch lässt sich die ins Zentrum des Entladungsgefäß abge gebene und auf die Schraubenfeder treffende Strahlung teilweise wieder nach außen abstrahlen, so dass der durch das Einfügen der Schraubenfeder verursachte Strah lungsverlust weiter reduziert wird. Die Beschichtung besitzt bevorzugt einen Refle xionsgrad, der dem des leuchtstoffbeschichteten Entladungsgefäßes entspricht.

Vorteilhaft besteht die Schraubenfeder aus Draht, wobei ein Drahtdurchmesser zwi schen 0,05 und 1 mm, je nach Höhe der erforderlichen Zündspannungsreduzierung gewählt wird.

Die Höhe der Zündspannungsreduzierung lässt sich durch die Anzahl der an den Wänden der geraden Rohre des Entladungsgefäßen anliegenden Windungen der Schraubenfeder einstellen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den Durchmesser der Anzahl der Windungen der Schraubenfeder, die am Entladungsgefäß anliegen sollen, dem Durchmesser des Hohlraums anzupassen.

Der Steigungsfaktor SF, d. h. das Verhältnis des Abstands zweier benachbarter Drahtwindungen zum Durchmesser des Drahts, bestimmt die Anzahl der Drahtwin dungen, die eine Schraubenfeder einer bestimmten Länge besitzt. Durch die Anzahl der Windungen der Schraubenfeder kann wiederum der Wert der Reduzierung der Zündspannung festgelegt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt daher die Schraubenfeder einen Steigungsfaktor SF von 1,5 < SF < 70.

Um die Schraubenfeder sicher im Hohlraum zwischen den geraden Rohren zu halten, weist die Schraubenfeder im entspannten Zustand bevorzugt eine Ausgangslänge auf, die zwischen dem ein- und fünffachen Abstand der sockelgehäusefernen Querver bindungen des Entladungsgefäßes von dem dem Entladungsgefäß zugewandten Ende des Sockelgehäuses liegt. Außerdem hat bevorzugt zumindest die sockelgehäuse ferne letzte Windung bzw. haben die letzten Windungen der Schraubenfeder einen solchen Durchmesser, dass sie an allen Wänden der geraden Rohre anliegen. Da durch kann die Schraubenfeder zwischen das Sockelgehäuse und die dem Sockelge häuse zugewandte Außenwand der sockelgehäusefernen Querverbindungen einge spannt werden und findet somit einen sicheren Halt zwischen den Entladungsgefäß teilen.

Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläu tert werden. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße kompakte Niederdruckentladungs lampe mit einer eingesetzten Schraubenfeder

Fig. 2 in Draufsicht die erfindungsgemäße kompakte Niederdruckentladungslampe mit Schraubenfeder gemäß Fig. 1

Fig. 3 in einer Graphik die Zündspannung mit und ohne Schraubenfeder für sechs kompakte Niederdruckentladungslampen gemäß Fig. 1 und 2 mit einer Leistungsaufnahme von 42 W

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Lampe 1 einer Leistungsaufnahme von 42 W besitzt ein Entladungsgefäß 2 aus Glas, das aus drei U-förmig gebogenen Teilstücken 3, 4, 5 zusammengesetzt ist, wobei jedes Teilstück 3, 4, 5 wiederum aus jeweils zwei gera den Rohren 6, 7 mit kreisförmigem Querschnitt (12 mm Außendurchmesser) und einer Querverbindung in Form einer rechtwinkeligen 180°-Biegung 8 besteht. Die drei Teilstücke 3, 4, 5 sind - in Draufsicht - in einem Dreieck angeordnet und nahe einem Sockelgehäuse 9 aus Kunststoff über Querverbindungen in Form von Quer verschmelzungen 10, 11 ebenfalls aus Glas miteinander verbunden. Die freien Enden der geraden Rohre 6, 7 der drei Teilstücke 3, 4, 5 sind (hier nicht sichtbar) gasdicht abgedichtet und in dem Sockelgehäuse 9 gehalten. In die beiden Enden des Entla dungsgefäßes 2 ist außerdem jeweils eine Elektrode (nicht sichtbar) eingeschmolzen und die Innenwand des Gefäßes 2 mit einer Leuchtstoffbeschichtung versehen. Das Sockelgehäuse 9 trägt an seinem vom Entladungsgefäß 2 abgewandten Ende ein Kontaktierungssystem 12 in Form eines Sockels vom Typ GX24q-3.

In dem von den drei Teilstücken 3, 4, 5 des Entladungsgefäßes 2 gebildeten Hohl raum 13 ist eine Schraubenfeder 14 eingefügt. Die Schraubenfeder 14 besteht aus Federstahl mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm. Die Schraubenfeder 14 ist in der Lampe 1 zwischen die obere Abschlusswand des Sockelgehäuses 9 und die dem Sockelgehäuse 9 zugewandte Außenwand der 180°-Biegungen 8 eingespannt und liegt mit allen ihren Windungen an den geraden Rohren 6, 7 des Entladungsgefäßes 2 an. Sie weist im eingespannten Zustand einen Windungsabstand von 5 mm und somit einen Steigungsfaktor SF von 10 auf. Die Länge der eingespannten Schraubenfeder 14 misst 93 mm und besitzt einen äußeren Durchmesser von 15,4 mm.

In der Graphik in Fig. 3 sind für sechs quecksilberfreie Versuchslampen gemäß Fig. 1 und 2 mit einer Leistungsaufnahme von 42 W die Zündspannungen mit Schraubenfeder 14 (Werte A) und ohne Schraubenfeder 14 (Werte B) bei Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät und einer Umgebungstemperatur von 10°C aufgeführt. Die Grafik zeigt, dass die Zündspannung bei Ausstattung der Lampe 1 mit einer Schraubenfeder 14 um Werte zwischen 78 V und 129 V erniedrigt werden kann.

Messungen an einer kompakten Niederdruckentladungslampe 1 mit einer Leistungs aufnahme von 42 W gemäß Fig. 1 und 2 mit und ohne Schraubenfeder 14 als Zünd hilfe bei einer Umgebungstemperatur von 25°C ergaben, dass durch den Einsatz der Schraubenfeder 14 die Lichtausbeute um ca. 8% bei einer Schraubenfeder ohne re flektierende Beschichtung und um kleiner 5% bei einer Schraubenfeder mit reflek tierender Beschichtung zurückgeht.

Im Gegensatz dazu erniedrigt sich die Lichtausbeute bei Verwendung eines Hohlzy linders aus einer unbeschichteten Aluminium-Folie von gleicher Länge und gleichem Durchmesser wie die Schraubenfeder 14 um größer 10%.

Claims

1. Kompakte Niederdruckentladungslampe (1) mit einem gewundenen rohrförmi gen Entladungsgefäß aus Glas, zwei in die Enden des Entladungsgefäßes (2) gasdicht eingeschmolzene Elektroden, einer Füllung aus mindestens einem E delgas, eventuell einer Leuchtstoffbeschichtung auf der Innenwand des Ent ladungsgefäßes (2) und einem einseitig angeordneten Sockelgehäuse (9), wobei
das Entladungsgefäß (2) mindestens vier gerade, parallel verlaufende Rohre (6, 7) aufweist
die geraden Rohre (6, 7) in einem Vieleck angeordnet sind
die geraden Rohre (6, 7) durch Querverbindungen (8, 10, 11) nahe oder an den Enden der geraden Rohre (6, 7) zu einem einfach zusammenhängenden und gasdicht verschlossenen Entladungsweg verbunden sind
zumindest die beiden Enden des Entladungsgefäßes (2) in dem einseitig angeordneten Sockelgehäuse (9) befestigt sind und
das Sockelgehäuse (9) an dem vom Entladungsgefäß (2) abgewandten Ende ein Kontaktierungssystem (12) zur elektrischen Kontaktierung der Lampe (1) in einer Fassung trägt,
dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum des von den geraden Rohren (6, 7) des Entladungsgefäßes (2) gebildeten zylindrischen Hohlraums (13) mit viele ckigem Querschnitt eine parallel zu den geraden Rohren (6, 7) verlaufende Schraubenfeder (14) aus Metall angeordnet ist.

2. Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schraubenfeder (14) eine reflektierende Beschichtung auf weist.

3. Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die reflektierende Beschichtung der Schraubenfeder (14) densel ben Reflexionsgrad wie das leuchtstoffbeschichtete Entladungsgefäß (2) auf weist.

4. Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schraubenfeder (14) aus Draht mit einem Drahtdurchmesser zwischen 0,05 und 1 mm besteht.

5. Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass zumindest Teilbereiche der Schraubenfeder (14) einen solchen Durchmesser besitzen, dass sie an den Außenwänden der geraden Rohre (6, 7) des Entladungsgefäßes (2) anliegen.

6. Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schraubenfeder (14) einen Steigungsfaktor SF von 1,5 < SF < 70 besitzt.

7. Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schraubenfeder (14) im entspannten Zustand eine Ausgangs länge besitzt, die zwischen dem ein- und dem fünffachen Abstand der sockel gehäusefernen Querverbindungen (8) des Entladungsgefäßes (2) zu dem dem Entladungsgefäß (2) zugewandten Ende des Sockelgehäuses (9) liegt.

8. Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die vom Sockelgehäuse (9) abgewandte letzte Windung bzw. letzten Windungen der Schraubenfeder (14) einen solchen Durchmesser besit zen, dass sie an allen geraden Rohren (6, 7) des Entladungsgefäßes (2) an liegen.