Beschreibung
Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß, welches zumindest drei Gefäßteile umfasst, welche mit Ansatzstegen zu einem zusammenhängenden Entladungsraum verbunden sind. Die Entladungslampe weist eine erste Elektrode auf, welche sich zumindest bereichs- weise in einen ersten Gefäßteil erstreckt, und umfasst des Weiteren eine zweite Elektrode, welche sich zumindest bereichsweise in einen zweiten Gefäßteil erstreckt.
Stand der Technik
Entladungslampen sind in vielfältiger Ausgestaltung und Anwendung bekannt. Gasentladungslampen haben in den vergangenen Jahren insbesonde- re in der Form der Kompakt-Leuchtstofflampen eine weit verbreitete Anwendung gefunden. Diese Entladungslampen weisen üblicherweise ein Entladungsgefäß auf, welches beispielsweise mehrere Gefäßteile in Form von gekrümmten Rohren umfasst.
Darüber hinaus verfügen konventionelle Entladungslampen über eine Hg- Quelle in dem Entladungsgefäß, aus der im Betrieb eine geeignete Menge Hg verdampft und durch die entsprechenden Hg-Linien wesentlich zur UV- Erzeugung in dem Entladungsgefäß beiträgt. Grundsätzlich umfasst der Begriff Hg-Quelle dabei im Prinzip zwei Funktionen, nämlich zum einen die eines Hg-Donators. Dabei handelt es sich um ein Material oder einen Körper, in dem das Hg enthalten ist, beispielsweise flüssiges Hg selbst, oder ein Amalgam. Ferner gibt es jedoch auch davon häufig unabhängig ausgeführte Dampfdruck regelnde Hg-Elemente, wie beispielsweise Arbeitsamalgame. Auch hier hat das Amalgam die Funktionen des Einbringens des Quecksilbers in die Lampe und das Regeln des Dampfdrucks. Prinzipiell kann auch
vorgesehen sein, das zwei Amalgamkörper verwendbar sind, von denen einer die Funktion hat, das Quecksilber in die Lampe zu bringen und der andere die Funktion hat, den Dampfdruck zu regeln.
Um definierte Verhältnisse für den im Betrieb herrschenden Dampfdruck des Hg zu erzeugen, wird ein Dampfdruck regelndes Element, wie beispielsweise ein Amalgam, benötigt. Die Temperatur des Dampfdruck regelnden Elements steuert den Dampfdruck des Hg in der Entladung.
Bekannt ist ferner auch, im Bereich der Entladungsrohrenden relativ dazu dünne Pumprohransätze vorzusehen, die einerseits bei der Herstellung der Gasentladungslampe als Pumprohr, also zur Evakuierung und Befüllung des Entladungsgefäßes, dienen und andererseits auch die Hg-Quelle aufnehmen. Dies ist also in einem dünneren Rohransatz untergebracht, der von einem der Entladungsrohrenden in der Regel in das elektronische Vorschaltge- rät bzw. dessen Gehäuse hinein absteht, wenn die Entladungslampe ein in- tegriertes Vorschaltgerät aufweist.
In diesem Zusammenhang sind von der Anmelderin Entladungslampen bekannt, bei denen ein derartiger Pumpstängel bzw. ein derartiges Pumprohr mit einem darin enthaltenen BilnHg-Amalgam an einem Entladungsrohr des Entladungsgefäßes angeordnet ist, in denen keine Elektrodenwendel ange- ordnet ist.
Darüber hinaus sind Entladungslampen bekannt, bei denen ein Pumprohr an einem Entladungsrohr des Entladungsgefäßes angeordnet ist, in welchem auch eine Elektrodenwendel angeordnet ist. Bei diesen Lampen befindet sich in den Pumprohren ein PbBiSnHg-Amalgam oder ein InSnPbHg-Amalgam. Bei den bekannten Anordnungen und Ausgestaltungen der Entladungslampen sowie den verwendeten Amalgamen ist das Lichtstrom-Temperatur- Verhalten der Entladungslampe nicht vollständig zufrieden stellend.
Darstellung der Erfindung
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe zu schaffen, welche ein verbessertes Lichtstrom-Temperatur-Verhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Entladungslampe, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
Eine erfindungsgemäße Entladungslampe umfasst ein Entladungsgefäß, welches zumindest drei Gefäßteile aufweist. Die Gefäßteile sind mit Ansatzstegen so miteinander verbunden, dass sie in ihrer Gesamtheit das Entladungsgefäß darstellen und einen gemeinsamen zusammenhängenden Ent- ladungsraum bilden. Eine erste Elektrode der Entladungslampe erstreckt sich zumindest bereichsweise in ein erstes Gefäßteil, und eine zweite Elektrode erstreckt sich zumindest bereichsweise in einen zweiten Gefäßteil. Die Entladungslampe umfasst des Weiteren ein Röhrenstück, welches mit einem dritten Gefäßteil verbunden ist, wobei in dem Röhrenstück eine InAgHg- Quelle bzw. ein InAgHg-Amalgam enthalten ist. Durch die Verwendung dieses spezifischen Amalgams und die Anordnung von diesem in einem Gefäßteil, in dem die Elektroden der Entladungslampe nicht angeordnet sind, kann der Betrieb der Lampe mit einem deutlich verbesserten Lichtstrom- Temperatur-Verhalten ermöglicht werden.
Gerade dieses InAgHg-Amalgam zeichnet sich durch eine erhöhte Einsatztemperatur und ein sehr breites Plateau des für die Lichterzeugung optimalen Hg-Dampfdrucks als Funktion der Temperatur aus.
Bevorzugt ist das Röhrenstück als Pumprohr ausgebildet. Vorteilhafterweise ist das Pumprohr zum Pumpen und Befüllen der Entladungslampe bei der Herstellung verwendbar. Ein zusätzliches Anbringen eines derartigen Röhrenstücks ist daher nicht erforderlich. Das Röhrenstück kann somit multifunktional in verschienen Herstellungs- und Betriebsphasen der Entladungslampe
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verwendet werden. Der Einsatz des InAgHg-Amalgams ist bei einer derartigen Ausgestaltung eines Röhrenstücks wesentlich weniger aufwändig.
Darüber hinaus ist es durch eine Anordnung des InAgHg-Amalgams auch nicht erforderlich, dieses auf einem speziellen Amalgam-Träger anzubringen. Die Platzierung der InAgHg-Quelle in einem derartigen Röhrenstück, welches als Pumprohr ausgebildet ist, benötigt darüber hinaus einen bedeutend geringeren Material- und Fertigungsaufwand als die Platzierung auf einem speziellen Amalgamträger, welcher darüber hinaus auch noch in der Nähe einer Elektrode der Entladungslampe angeordnet ist.
Das Entladungsgefäß umfasst zumindest drei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete, längliche Rohrteile, wobei das Röhrenstück an demjenigen Rohrteil angeordnet ist, welches mit jeweils einem Ansatzsteg mit den beiden weiteren Rohrteilen verbunden ist. Die InAgHg-Quelle ist somit darüber hinaus auch in einem Rohrteil angeordnet, welches mittig im Entla- dungsgefäß ausgebildet ist. Die für den Betrieb der Entladungslampe vorteilhafte mittige Anordnung dieser Quelle kann dadurch ermöglicht werden.
Zumindest eines der Gefäßteile, bevorzugt alle Gefäßteile, sind als gekrümmte Rohreinheiten ausgebildet. Bevorzugt ist eine Rohreinheit so gekrümmt, dass sie eine U-Form aufweist. Die U-Form ist bevorzugt so gestal- tet, dass jede Rohreinheit zumindest zwei im Wesentlich parallel zueinander orientierte Rohrteile umfasst. Das Röhrenstück ist bevorzugt an derjenigen Rohreinheit angeordnet, welche mit jeweils einem Ansatzsteg mit den beiden anderen Rohreinheiten verbunden ist. Die Rohreinheit, in der die InAgHg- Quelle mit dem Röhrenstück angebracht ist, befindet sich somit bevorzugt mittig des Entladungsgefäßes.
Das InAgHg-Amalgam ist bevorzugt ohne weitere zusätzliche Elemente bzw. Atomzusätze ausgebildet. Da das InAgHg-Amalgam keine Handhabungsschwierigkeiten bereitet, und eine stets ausreichende Viskosität aufweist, ist ein Beigeben von beispielsweise Ni oder Te nicht erforderlich.
Bevorzugt ist der Ag-Anteil der InAgHg-Verbindung zwischen drei und sechs, insbesondere 4. Der Hg-Anteil der InAgHg-Verbindung beträgt vorteilhafterweise zwischen 6 und 12, insbesondere 10. Eine besonders vorteilhafte A- malgamkomposition ist daher durch die Zusammensetzung InAg4Hg-I0 aus- gebildet.
Die Entladungslampe kann mit einem integrierten Vorschaltgerät ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Entladungslampe ohne ein integriertes Vorschaltgerät ausgebildet ist und lediglich mit einem externen elektronischen Vorschaltgerät zum Betreiben der Entladungslampe elektrisch kontaktiert ist.
Die Entladungslampe ist bevorzugt als Kompakt-Leuchtstofflampe ausgebildet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schemati- scher Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Entladungslampe;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Entladungslampe gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teilausschnitts in Fig. 1.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist in seitlicher Ansicht eine Kompakt-Leuchtstofflampe 1 gezeigt, welche ein Entladungsgefäß 2 umfasst. Das Entladungsgefäß 2 ist mit einem Gehäuse 3 verbunden, in welchem ein nicht dargestelltes Vorschaltgerät angeordnet ist. Die Kompakt-Leuchtstofflampe 1 ist im Ausführungsbeispiel mit
einem integrierten Vorschaltgerät ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kompakt-Leuchtstofflampe 1 mit einem separaten, externe Vorschaltgerät betreibbar ist. Es kann dann vorgesehen sein, dass beispielsweise vier Kontaktstifte aus einem Sockel 4 der Lampe herausragen, welche zur Kontaktierung des Vorschaltgeräts vorgesehen sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lampe mit diesen vier Kontaktstiften für einen Drossel-Starter-Betrieb ausgebildet sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass aus dem Sockel 4 der Lampe lediglich zwei Kontaktstifte herausragen, wodurch die Lampe für den Betrieb in Drossel-Starter-Schaltung mit integrier- tem Glimmzünder ausgebildet ist.
Im Ausführungsbeispiel umfasst die Kompakt-Leuchtstofflampe 1 den Sockel 4, welcher an das Gehäuse 3 anschließt. Des Weiteren sind in bekannter Weise elektrische Kontaktstifte 5a und 5b an dem Sockel 4 angeordnet.
Das Entladungsgefäß 2 umfasst im Ausführungsbeispiel drei Gefäßteile, wel- che als gekrümmte Rohreinheiten 21 , 22 und 23 ausgebildet sind. Jede Rohreinheit 21 bis 23 ist im Ausführungsbeispiel U-förmig gestaltet.
Die Rohreinheit 21 ist so gekrümmt, dass sie zwei im Wesentlichen parallel zueinander ausgebildete Rohrteile 21 a und 21 b umfasst. In analoger Weise ist die zweite Rohreinheit 22 so gekrümmt, dass sie zwei im Wesentlichen parallele, längliche Rohrteile 22a und 22b (Fig. 2) aufweist. Entsprechend ist auch die dritte Rohreinheit 23 so geformt, dass sie zwei im Wesentlichen parallele, länglich ausgebildete Rohrteile 23a (Fig. 2) und 23b aufweist. Die Rohreinheiten 21 bis 23 sind so angeordnet, dass die Rohrteile 21 a, 21 b, 22a, 22b, 23a und 23b im Wesentlichen parallel zueinander positioniert sind.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist die Orientierung der U-förmigen Rohreinheiten 21 bis 23 so angeordnet, dass sich die freien Enden in das Gehäuse 3 erstrecken. Zur Ausbildung eines gemeinsamen zusammenhängenden Entladungsraums 2a innerhalb des Entladungsgefäßes 2 sind die Rohreinheiten 21 bis 23 durch zwei Ansatzstege 24 und 25 (Fig. 2) miteinander verbunden.
Die Anbringung dieser Ansatzstege 24 und 25 ist so ausgelegt, dass sich diese im Ausführungsbeispiel innerhalb des Gehäuses 2 befinden. Der Durchmesser dieser Ansatzstege 24 und 25 ist wesentlich kleiner als der Durchmesser der Rohrteile 21 a, 21 b, 22a, 22b, 23a und 23b der Rohreinhei- ten 21 bis 23. Beispielhafte und übliche Durchmesser für die Ansatzstege 24 und 25 betragen etwa 4 mm. Übliche und bekannte beispielhafte Durchmesser für die Rohrteile 21 a bis 23b betragen etwa 12 mm. Die genannten Werte sind selbstverständlich nur beispielhaft und können in vielfältiger Weise variieren.
Die Kompakt-Leuchtstofflampe 1 umfasst des Weiteren eine erste Elektrode
6 in Form einer Elektrodenwendel sowie eine zweite Elektrode 7, welche e- benfalls als Elektrodenwendel ausgebildet ist. Die erste Elektrode 6 erstreckt sich innerhalb des Gehäuses 3 in das vordere bzw. freie Ende des Rohrteils 21 a. Die zweite Elektrode 7 ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses 3 so ange- ordnet, dass sie sich zumindest bereichsweise in das Rohrteil 22a der Rohreinheit 22 erstreckt. Die beiden Elektroden 6 und 7 sind somit in verschiedenen Gefäßteilen bzw. Rohreinheiten 21 und 22 angeordnet.
Die gezeigte schematische Darstellung und Anordnung der Elektroden 6 und
7 ist lediglich beispielhaft. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Elektro- den 6 und 7 so in den jeweiligen Rohrteilen 21 a und 22a angeordnet sind, dass sich die Wendeln zumindest bereichsweise außerhalb des Gehäuses 3 befinden.
Des Weiteren umfasst die Kompakt-Leuchtstofflampe 1 ein als Pumprohr 8 ausgebildetes Röhrenstück, welches zur Aufnahme einer InAgHg-Quelle 9 (Fig. 3) ausgebildet ist. Das Pumprohr 8 ist multifunktional verwendbar und dient bei der Herstellung der Lampe zum Pumpen und Befüllen der Kompakt- Leuchtstofflampe 1 und im Weiteren zur Aufnahme dieses InAgHg- Amalgams.
Im Ausführungsbeispiel ist dieses Pumprohr 8 innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet und erstreckt sich bereichsweise in das dritte Gefäßteil bzw. die dritte Rohreinheit 23. Im Ausführungsbeispiel ist das Pumprohr 8 an dem Rohrteil 23b der dritten Rohreinheit 23 angeordnet. Wie aus der schemati- sehen Darstellung in Fig. 1 zu erkennen ist, erstreckt sich das Pumprohr 8 am freien vorderen Ende des Rohrteils 23b in dieses hinein.
In der in Fig. 1 gezeigten Draufsicht auf die Kompakt-Leuchtstofflampe 1 ist die Anordnung der Rohreinheiten 21 bis 23 gezeigt. Es ist dabei zu erkennen, dass diese schräg zueinander gestellt sind und das Entladungsgefäß 2 im Wesentlichen dreieckig in dieser Draufsicht ausgebildet ist.
Es ist zu erkennen, dass das Pumprohr 8 in etwa mittig des gesamten Entladungsgefäßes 2 und somit der Entladungsstrecke angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Pumprohr 8 mit der InAgHg-Quelle 9 an entsprechender Stelle des Rohrteils 23a angeordnet ist. Ebenso kann jedoch auch vorgesehen sein, dass dieses Pumprohr 8 mit der InAgHg-Quelle 9 an entsprechender Stelle des Rohrteils 21 b oder des Rohrteils 22b angeordnet ist. Wesentlich ist nur, dass eine speziell vorgesehene InAgHg-Quelle 9 in einem Gefäßteil des Entladungsgefäßes 2 angeordnet ist, in welchem keine Elektrode 6 oder 7 positioniert ist.
In Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilausschnitt I aus Fig. 1 gezeigt.
Es ist zu erkennen, dass das Pumprohr 8 so angeordnet ist, dass es sich bereichsweise in den Entladungsraum 2a erstreckt und somit zumindest bereichsweise innerhalb des Rohrteils 23b angeordnet ist.
Die InAgHg-Quelle 9 ist kugelförmig ausgebildet. Die Amalgamkomposition ist im Ausführungsbeispiel als InAg4Hg-I0 ausgebildet und im vorderen Bereich des Pumprohrs 8 positioniert. Wie zu erkennen ist, ist das vordere Ende des Pumprohrs 8 gekrümmt geformt und weist einerseits einen verjüngten Bereich 81 und einen daran anschließenden wieder aufgeweiteten Bereich 82 auf. In diesem aufgeweiteten Bereich 82 ist eine Austrittsöffnung 83 aus-
gebildet. Um eine optimale Temperatur für standardmäßige Anwendungen, d. h. Umgebungstemperaturen der Kompakt-Leuchtstofflampe 1 sowie die Brennlage, zu erreichen, wird zwischen dem Kugelkörper der InAgHg-Quelle 9 und dem vorderen Ende 82 des Pumprohrs 8 ein Rückhaltekörper in Form einer Edelstahlkugel 10 eingebracht. Über die Höhe dieser Edelstahlkugel 10 und somit deren Durchmesser kann die Betriebstemperatur des Amalgamkörpers bzw. der InAgHg-Quelle 9 als Funktion der Umgebungstemperatur eingestellt werden. Im Ausführungsbeispiel ragt das Pumprohr 8 mit einer Tiefe t von etwa 2,5 mm in den Entladungsraum 2a hinein. Die Edelstahlku- gel 10 weist im Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von etwa 2 mm auf. Die Temperatur der in dem Pumprohr 8 untergebrachten InAgHg-Quelle 9 hängt stark von der Umgebungstemperatur in dem Vorschaltgerätgehäuse 3 ab, welche wiederum von der äußeren Umgebungstemperatur, der Betriebsdauer und auch der Einbauposition der Kompakt-Leuchtstofflampe 1 ab- hängt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Amalgams und der spezifischen Verwendung einer InAgHg-Quelle 9 kann eine deutlich verbesserte Unempfindlichkeit gegenüber Schwankungen der Umgebungstemperatur und Änderungen der Einbaulage erreicht werden.
Das Pumprohr 8 ist in dem vorderen bzw. freien Ende 231 b des Rohrteils 23b angeordnet. Das InAgHg-Amalgam besitzt einen deutlich breiteren Temperaturbereich, über den der Hg-Dampfdruck über dem Amalgam über die Lichterzeugung in Leuchtstofflampen optimalen Bereich liegt, als dies bei anderen Amalgamen, beispielsweise BilnHg-Amalgam der Fall ist. Der Temperaturbereich mit optimalem Hg-Dampfdruck über diesem InAgHg-Amalgam reicht von etwa 105 °C bis etwa 155 °C. Darüber hinaus ist dieses InAgHg- Amalgam auch bleifrei und hat in diesem Zusammenhang einen deutlichen Vorteil gegenüber den Amalgamen PbBiSnHg oder InSnPbHg. Im Gegensatz zum BilnHg-Amalgam, welches eine Hg-Konzentration von 3 Gewichtsprozent besitzt, besitzt das InAgHg-Amalgam eine Hg-Konzentration in der Grö- ßenordnung von 10 Gewichtsprozent. Dies hat den Vorteil, dass das absolute Gewicht des Amalgamkörpers bei Verwendung von InAgHg deutlich gerin-
ger ist als bei einem anderen Amalgam, beispielsweise BiInHg. Der Vorteil liegt in einem geringeren Materialeinsatz und in dem deutlich geringeren Gesamtgewicht des Amalgamkörpers bzw. der InAgHg-Quelle. Darüber hinaus reicht auch lediglich eine InAgHg-Quelle 9 bzw. eine derartige Amalgamkugel aus, welche zudem leichter und kleiner als eine BilnHg-Kugel ist. Durch das geringere Gewicht dieser InAgHg-Kugel wird auch das Risiko eines Durchtropfens, vorbei am Rückhaltekörper bzw. der Edelstahlkugel 10, deutlich verringert.