EP1217645A1

EP1217645A1 - Kompakte Niederdruckentladungslampe mit Zündhilfe

Info

Publication number: EP1217645A1
Application number: EP01127058A
Authority: EP
Inventors: Achim Dr. Hilscher; Thomas Dr. Noll
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2002-06-26
Also published as: JP2002260584A; DE10063958A1; US6614166B2; US20020074940A1; CA2365456A1; KR20020050178A

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 einem 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. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer kompakten Niederdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um eine kompakte 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 zusammenhängenden und gasdicht verschlossenen Entladungsweg verbunden sind.

Stand der Technik

Die kompakten Niederdruckentladungslampen mit einem aus vier oder mehr geraden, parallelen Rohren bestehenden und durch Querverbindungen zusammengesetzten 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 verlaufenden Rohren des Entladungsgefäßes gebildeten hohlen Innenraum einen Hohlzylinder 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 Temperaturhaushalt der Lampe verändert. So hat der Metallzylinder eine Erhöhung der "Cold-Spot"-Temperatur zur Folge, die wiederum eine Verschiebung des Strahlungsmaximums 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 kennzeichnenden 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 abgegebenen Strahlung ungehindert passieren oder nach Ein- oder Mehrfachreflexion an den Entladungsgefäßwänden wieder nach außen gelangen. Außerdem wird der Temperaturhaushalt der Niederdruckentladungslampe nur unwesentlich beeinflusst.

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

Vorteilhaft besteht die Schraubenfeder aus Draht, wobei ein Drahtdurchmesser zwischen 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 Drahtwindungen, 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 Querverbindungen des Entladungsgefäßes von dem dem Entladungsgefäß zugewandten Ende des Sockelgehäuses liegt. Außerdem hat bevorzugt zumindest die sockelgehäuseferne letzte Windung bzw. haben die letzten Windungen der Schraubenfeder einen solchen Durchmesser, dass sie an allen Wänden der geraden Rohre anliegen. Dadurch kann die Schraubenfeder zwischen das Sockelgehäuse und die dem Sockelgehäuse zugewandte Außenwand der sockelgehäusefernen Querverbindungen eingespannt werden und findet somit einen sicheren Halt zwischen den Entladungsgefäßteilen.

Beschreibung der Zeichnungen

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

Figur 1: in Seitenansicht eine erfindungsgemäße kompakte Niederdruckentladungslampe mit einer eingesetzten Schraubenfeder
Figur 2: in Draufsicht die erfindungsgemäße kompakte Niederdruckentladungslampe mit Schraubenfeder gemäß Figur 1
Figur 3: in einer Graphik die Zündspannung mit und ohne Schraubenfeder für sechs kompakte Niederdruckentladungslampen gemäß Figur 1 und 2 mit einer Leistungsaufnahme von 42 W

Die in Figur 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 geraden 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 Querverschmelzungen 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 Entladungsgefäßes 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 Hohlraum 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 Figur 3 sind für sechs quecksilberfreie Versuchslampen gemäß Figur 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 Leistungsaufnahme von 42 W gemäß Figur 1 und 2 mit und ohne Schraubenfeder 14 als Zündhilfe bei einer Umgebungstemperatur von 25°C ergaben , dass durch den Einsatz der Schraubenfeder 14 die Lichtausbeute um ca. 8 % bei einer Schraubenfeder ohne reflektierende Beschichtung und um kleiner 5 % bei einer Schraubenfeder mit reflektierender Beschichtung zurückgeht.

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

Claims

Kompakte Niederdruckentladungslampe (1) mit einem gewundenen rohrförmigen Entladungsgefäß aus Glas, zwei in die Enden des Entladungsgefäßes (2) gasdicht eingeschmolzene Elektroden, einer Füllung aus mindestens einem Edelgas, eventuell einer Leuchtstoffbeschichtung auf der Innenwand des Entladungsgefäßes (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 vieleckigem Querschnitt eine parallel zu den geraden Rohren (6, 7) verlaufende Schraubenfeder (14) aus Metall angeordnet ist.
Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (14) eine reflektierende Beschichtung aufweist.
Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Beschichtung der Schraubenfeder (14) denselben Reflexionsgrad wie das leuchtstoffbeschichtete Entladungsgefäß (2) aufweist.
Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (14) aus Draht mit einem Drahtdurchmesser zwischen 0,05 und 1 mm besteht.
Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teilbereiche der Schraubenfeder (14) einen solchen Durchmesser besitzen, dass sie an den Außenwänden der geraden Rohre (6, 7) des Entladungsgefäßes (2) anliegen.
Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (14) einen Steigungsfaktor SF von 1,5 < SF < 70 besitzt.
Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (14) im entspannten Zustand eine Ausgangslänge besitzt, die zwischen dem ein- und dem fünffachen Abstand der sockelgehäusefernen Querverbindungen (8) des Entladungsgefäßes (2) zu dem dem Entladungsgefäß (2) zugewandten Ende des Sockelgehäuses (9) liegt.
Kompakte Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Sockelgehäuse (9) abgewandte letzte Windung bzw. letzten Windungen der Schraubenfeder (14) einen solchen Durchmesser besitzen, dass sie an allen geraden Rohren (6, 7) des Entladungsgefäßes (2) anliegen.