DE19513357A1 - Elektrodenanordnung in Leuchtstofflampen - Google Patents

Description

Leuchtstofflampen sind Gasentladungslampen, die in einem Gasentladungsgefäß zwei beheizte Elektroden aufweisen, deren Anschlüsse aus dem Gasentladungs­ gefäß herausgeführt werden und von außen mit den erforderlichen Betriebsspan­ nungen versorgt werden, um im Innern des Gasentladungsgefäßes eine, meist ul­ traviolette Gasentladung auszulösen.

Die gebräuchlichen Leuchtstofflampen bestehen überwiegend aus Glasrohren, an deren Enden jeweils die Anschlußdrähte für die beheizten Elektroden herausge­ führt sind. Um solchen Lampen eine kompakte Form zu geben, werden sie häufig als einzelne Glasbögen oder aus mehreren kombinierten, miteinander verbunde­ nen Glasbogenstücken zu einer sogenannten Kompaktlampe konfektioniert.

Das Biegen und Verbinden von solchen Glasrohren ist aufwendig und erfordert für größere Serien sehr komplizierte Fertigungseinrichtungen.

Um eine kompakte Form von Gasentladungsgefäßen zu erreichen, wird in zahlrei­ chen Patenten vorgeschlagen, in einem Gasentladungsgefäß, meist größeren Durchmessers, Elektroden einseitig zu sockeln und derart anzuordnen, daß zwi­ schen den Elektroden eine Gasentladung stattfinden kann, welche auf der Innen­ wand des Gasentladungsgefäßes einen dort angebrachten Leuchtstoff zum Leuchten bringt.

Den bisherigen Konstruktionen ist gemeinsam, daß sie zwar technisch das Pro­ blem lösen, jedoch eine rationelle Fertigung nicht möglich ist, da zuviele verschie­ denartige Bauteile erforderlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Gasentladungsgefäß die Anordnung der Elektroden zu vereinfachen und die Gestaltung der Entladungsstrecke optimal auszuführen.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man von vornherein gleichartige Elektroden verwendet und sie optimal im Innenraum des Gasentladungsgefäßes anordnet.

Dabei ist es wichtig, zur Optimierung der Gasentladung nicht nur die Länge der Gasentladungsstrecke, sondern auch ihre Form und Lage verändern zu können.

Die Erfindung geht zunächst davon aus, die beiden Elektroden (2) und (3) gleich­ artig auszuführen und in einem gemeinsamen Sockel zu halten, wobei die Gegen­ elektrode (3) von einem Rohr (4) umschlossen wird, dessen anderes offene Ende (11) weit in den Innenraum des Gasentladungsgefäßes (1) reicht.

Zur Optimierung der Länge der Gasentladungsstrecke wird ferner vorgeschlagen, die Gegenelektrode (3) mit ihren Anschlüsse (8) in das Rohr (4) einzuschieben und dort nochmals abgedichtet zu halten, so daß sich die wirksame Gasentladungs­ strecke verkürzt. Eine weitere Folge ist die Verringerung des gesamten einge­ schlossenen Gasvolumens im Gasentladungsgefäß.

Zur weiteren Verbesserung der Gasentladung wird ferner vorgeschlagen, das Rohr (4) stellenweise zu größeren Volumen (6) auszuweiten, um die Strömungsquer­ schnitte zu optimieren.

Eine weitere Optimierung des Gasentladungsvorganges ist erfindungsgemäß da­ durch zu erreichen, daß man den Rohrquerschnitt z. B. am offenen Ende verengt, um davon abhängig ein optimales Verhältnis von Entladespannung und Entlade­ strom zu erreichen.

Das Einlagern von Hohl- oder Vollkörpern (9) aus Glas oder Kunststoff in den Innenraum des Gasentladungsgefäßes ist eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Verbesserung der Gasentladungslampe. Solche Körper können einfach auf das Rohr (4) aufgeschoben werden und verändern Strömungsquerschnitte und Volumen.

Fig. 1 bis 4 zeigen einige erfindungsgemäße Ausführungen von Elektrodenanord­ nungen. Die Darstellungen sind in keiner Art als umfassende Beschreibung des Erfindungsgedankens, sondern nur als Beispiele zum besseren Verständnis ge­ dacht.

Fig. 1 zeigt schematisch eine sehr einfache Ausführung des Erfindungsgedankens in einem Gasentladungsgefäß (1) in Form einer Kerzenlampe.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens, diesmal in einem Gasentladungsgefäß (1) in Form einer Stablampe.

Fig. 3 zeigt eine andere Variante der Erfindung, beispielsweise in einem Gasentla­ dungsgefäß (1) in Form einer Glühlampe.

Schließlich zeigt Fig. 4 wieder eine weitere Variante, ebenfalls in einem Gasentla­ dungsgefäß (1) in Form einer Kerzenlampe.

Die folgenden Beschreibungen geben weitere Details des Erfindungsgedankens. Die beheizten Elektroden (2) und (3) sind mit ihren Anschlüssen (8) z. B. in einem Quetschfuß (5) am unteren Ende des Gasentladungsgefäßes (1) gehalten, d. h. eingeschmolzen.

Die beheizte Gegenelektrode (3) wird von einem Rohr (4) umfaßt, welches am unteren Ende ebenfalls im Quetschfuß (5) eingeschmolzen ist, jedoch am oberen Ende (11) offen in das Gasentladungsgefäß (1) hineinreicht. Wird an die An­ schlüsse (8) der Elektroden (2) und (3) eine ausreichend hohe Spannung angelegt, so wird im Gasentladungsgefäß (1), das z. B. mit einem Quecksilberdampf unter niederem Druck gefüllt ist, eine Gasentladung ausgelöst und ein Ionenstrom zwi­ schen den Elektroden (2) und (3) fließt. Da solche Gasentladungslampen meist mit Wechselstrom betrieben werden, wird der Ionenstrom deshalb abwechselnd zwi­ schen den Elektroden (2) und (3) in der einen oder anderen Richtung fließen. D. h. er wird z. B. von der Gegenelektrode (3) ausgehend durch das Rohr (4) mit dem offenen oberen Ende (11) fließen und von dort außerhalb des Rohres (4), aber in­ nerhalb des Gasentladungsgefäßes (1) die Elektrode (2) erreichen und umgekehrt.

Die dabei entstehende Gasentladung spielt sich meist im ultravioletten Bereich ab, ist somit für das menschliche Auge nicht sichtbar. Aus diesem Grund muß die In­ nenwand des Gasentladungsgefäßes (1) mit einem Leuchtstoff beschichtet wer­ den, der die ultraviolette Strahlung in eine sichtbare Lichtstrahlung umwandelt.

Da sich die Erfindung für alle Arten von Gasentladungen und Leuchtstoffen eignet, wird auf diese bekannten Vorgänge nicht weiter eingegangen.

Wesentlich ist jedoch, daß die abgestrahlte Lichtmenge und auch andere Kenn­ werte, wie z. B. die effektive Umwandlung von UV-Strahlung in sichtbares Licht oder das Zündverhalten beim Start der Gasentladung von der Länge der Gasent­ ladungsstrecke, vom Gasvolumen und den Querschnitten im Gasentladungsgefäß abhängen.

Fig. 2 zeigt schematisch die Ausführung eines erfindungsgemäßen Gasentla­ dungsgefäßes, bei der Maßnahmen zur Optimierung der vorgenannten Größen beschrieben werden, wobei gleiche Teile in allen Darstellungen mit gleichen Zei­ chen gekennzeichnet sind.

Zunächst ist eine beispielsweise Ausweitung des Rohres (4) zu einem vergrößer­ ten Volumen (6) dargestellt, welche einen wichtigen Einfluß auf den Ionenstrom ausübt, der innerhalb des Rohres (4) von der Gegenelektrode (3) zur oben etwas verengten Öffnung (10) des Rohres (4) strömt, im Vergleich zum Rückstrom der Ionen außerhalb des Rohres (4) in Richtung der Elektrode (2).

Die Verengung (10) ist eine Maßnahme, die sowohl die Brennspannung als auch den Ionenstrom wesentlich beeinflußt und zu einer Optimierung dieser Größen bei­ trägt.

Aber auch andere Maßnahmen helfen zu einer Optimierung. Ein schematisches Beispiel dafür ist in Fig. 3 dargestellt, wobei diesmal das Gasentladungsgefäß (1) die Form einer Glühlampe aufweist.

In diesem Beispiel ist auch das Einbringen eines Hohl- oder Vollkörpers (9) aus Glas- oder einem anderen Werkstoff gezeigt, der sowohl den Ionenstrom und das Gasvolumen verändert. Ein solcher Körper ist einfachst zu fertigen und zu montieren, was besonders auch bei Gasentladungsgefäßen, wie in Fig. 2 abgebildet, größte Einsparungen bedeutet.

Zur Verkürzung der Gasentladungsstrecke ist in dem Fall die Gegenelektrode (3) in den oberen Bereich des Rohres (4) verlegt und mit einer Quetschung (7) gehalten. Selbstverständlich können auch in diesem Fall Querschnittserweiterungen, wie z. B. in Fig. 2 dargestellt, zusätzlich vorgesehen werden.

Fig. 4 zeigt schematisch eine solche Anordnung mit einem vergrößerten Volumen (6), wieder in einer Ausführung des Gasentladungsgefäßes als Kerzenlampe. In diesem Beispiel ist die Gegenelektrode (3) etwas höher in das Rohr gelegt, eben­ falls durch eine Quetschung (7) gesichert und anschließend ein vergrößertes Vo­ lumen (6) vorgesehen und eine Verengung (10) am Ende des Rohres.

Aus den dargestellten 4 Beispielen ist bereits klar erkennbar, daß alle Maßnahmen zur Optimierung der Gasentladung bzw. des Ionenstroms beliebig kombinierbar sind. Ganz gleich, welche Außenform das Gasentladungsgefäß besitzt, können Ausweitungen mit vergrößertem Volumen (6) oder Verengungen (10) vorgesehen werden, unabhängig davon, in welcher Lage die Gegenelektrode (3) im Verlauf des Rohres (4) angeordnet ist.

Aus Vereinfachungsgründen sind für alle Beispiele eine Ausführung mit Quetschfuß dargestellt. Selbstverständlich ist jede andere Art der Ausführung, z. B. mit einem Perlfuß, ohne weiteres möglich und für den Umfang der Erfindung kei­ neswegs von Bedeutung.

Die Darstellungen regen den Konstrukteur zweifellos an, die richtige Art der Kom­ bination dieser Möglichkeiten zu wählen, die selbstverständlich in allen ihren Vari­ anten in den Bereich der Erfindung fallen.

Die Einfachheit der Herstellung und Montage und die Möglichkeiten einer Optimie­ rung des Ionenstroms sind ganz wesentliche Eigenschaften des Erfindungsgedan­ kens.

Claims (5)

1. Elektrodenanordnung in Leuchtstofflampen mit zwei beheizten Elektroden, deren Anschlüsse (8) in einem gemeinsamen Sockel gehalten sind, und die in ein Gasentladungsgefäß (1) hineinreichen, dessen Innenwand zumindest teilweise mit Leuchtstoff beschichtet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die beheizten Elektroden (2) und (3) etwa die gleiche Form be­ sitzen und die Gegenelektrode (3) von einem Rohr (4) umschlossen wird, dessen anderes, offenes Ende (11) in den Innenraum des Gasentla­ dungsgefäßes (1) reicht.

2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gegenelektrode (3) mit ihren Anschlüssen (8) in das Rohr (4) eingeschoben und dort nochmals abgedichtet gehalten wird, so daß sich die wirksame Gasentladungsstrecke verkürzt.

3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohr (4) teilweise zu einem vergrößerten Volumen (6) ausgeweitet ist, welches die Strömungsquerschnitte des Gasentladungs­ gefäßes (1) verändert.

4. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Glasrohr (4) Verengungen (7) besitzt, welche der Optimierung des Verhältnisses von Brennspannung zum Gasentla­ dungsstrom im Gasentladungsgefäß (1) dienen.

5. Elektrodenanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Rohr (4) Hohl- oder Vollkörper (9) aufschiebbar sind, welche die Strömungsquerschnitte und/oder das Gasvolumen im Gasentladungsgefäß (1) verändern.