DE2034629C3 - Leuchtstofflampe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich uuf eine Leuchtstofflampe mit Amalgam, das durch einen elektrischen, durch die Umgebungstemperatur st«'u erbaren Vorwarmer erhitzt wird. Es geht bei Lampen dieser Art um die Stabilisierung des Lichtstromes bei einer Änderung der Umgebungstemperatur durch Aufrechterhalten der Amalganitcmperaiur in optimaler Höhe mittels des elektrischen Vorwärmers.

Aus der USA.-Patentschrift 3 336 502 ist eine Leuchtstofflampe bekannt, bei der Indiumamalgam in Form eines Ringstreifens an der inneren Flache in der Lampenmitte angebracht ist, wahrend der Amalgamvorwärmer diesen Abschnitt von außen umfaßt. Die Steuerung des Vorwärmstromes erfolgt mit Hiife eines photoelektrischen Systems. Die Anbringung des Amalgams und des Vorwärmers in der Kolbenmitte erschwert die Herstellung der Lampe und beeinträchtigt das Betriebsverhalten des Lampe-Voirwärmcr-Systems. Die Schwierigkeiten bei der Herstellung sind dadurch bedingt, daß es kompliziert ist, das Amalgam auf die innere Kolbenfläche vor der Lampenherstellung aufzutragen und es erforderlich ist, die vorbeschriebene Vakuum- und Wärmebehandlung der Lampe strikt einzuhalten. Die Verschlechterung des Betriebsverhaltens des Lampe-Vorwärmer-Systems ist durch folgendes bedingt: komplizierte Verbindung des Vorwärmers mit dem Vorwärinungssteuersystem: Abnahme des Lichtstromes wegen der Abschirmung der Lampenfläche durch den Vorwärmer; erschwerte Anpassung der Lampe und des Vorwärmers im Falle einer separaten Fertigung und eines Zusammenbaus bei dem Verbraucher; komplizierter Transport im Falle einer Anordnung des Voi wärmers an der Lampe bei dem Lampenhersteller; großer Leistungsaufwand für die Vorwärmung wegen großer Wärmestreuung am Vorwärmer u.a.

Ähnliches gilt für die ferner zu nennende Ausbildung nach der schweizerischen Patentschrift 153 960, bei der ein in der Mitte des Lampenkolbens angeschmolzener Ansatz einen von einer Heizdrahtwicklum > umgebenen Stab eines Stoffes enthält, der bei Erhitzung ein unedles Gas abspaltet, womit erreicht wird, daß bei einem Nachlassen des Füllgasdrucks in der Lampe unedle Gase nachgespeist werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Leuchtstofflampe mit Amalgamvorwärmer zu schaffen, die wesentlich einfacher herzustellen ist und bei der sich eine Verlasst ι ui:g des Betriebsverhaitensder Lampe ergibt.

Ausgehend vuü einer Leuchtstofflampe der eingangs genannten Art wird zur Losung dieser Aufgabe erflndiM-.gsgemäß vorgeschlagen, daß als das Amalgam aufnehmender Ansät/ der Pumpstengel dient, der mil dem Vorwärmer ui-miuelbar iin Sockel der Lampe untergebracht i;.t.

An sich lstesbi-i Leuchtstofflampen ohne Vorwäi-K-nier aus der deutschen Offenleijungsschrift 1 589 137 bekannt, ein A'.milgamstübchen im Pumpstengel vorzusehen. Dieser Ausbildung liegt das Bemühen zugrunde, das Amalgam in der kältesten Stelle der Lampe unterzubringen. Zu diesem Zweck dient auch ein auf da". Fuligestell mit Piinipstenge! aufgebrachter reflektierender weilk-r Überzug, sowie ein zusätzliches Glasröhrchen irr; Pumpstengel, das die Aufgabe ha!, das Amalgamstähchen in seiner hinteren, am weiteren vjn der Kathodcnu'endcl entfernten Stellung

"> zu halten Außerdem rn.ustn /\,r Sicherstcllung eines ausreichenden Abstnr.ds entweder das Fußgestell seihst oder die stromzufuhrcnden Kathodenträger langer als üblich ausgebildet sein.

Bei der vorgeschlagenen, erfindungsgemäßen Ausbildung ist es noch /vveckmalAig, den Vorväimer mn dem einen Anschluß an das Metallgehäuse des Sockels und mit dem anderen Anschluß an einen der stromzuführend'jn Socke'stifie zu legen.

Durch die erfindungsgemaüe Ausbildung wird die gestellte Aufgabe zufriedenstellend ijelost:

Die Vereinfachung der Herstellung der Lampe ist dadurch bedingt, daß die Anordnung des Vorwärmers im Sockel der Lampe auf ihrem Stengel es ermöglicht, das Amalgam in den Stengel unmittelbar vor dem Abschmelzen der Lampe einzubringen, so daß es nicht nötig wird, bestimmte Vakuum- und Wärmebehatuilungsbedingungen genau einzuhalten, zum Beispiel bei der Anbringung des Amalgams bzw. des amalgambiidenden Metalls in Form eines Streifens in dei Lampenmitie, da dieser Streifen vorder Vakuum- und Wärmebehandlung gebildet werden muß. Darüber hinaus ist die Unterbringung des Amalgams in dem Pumpstengel fertigungsgerechter als die Befestigung eines Amalgamstreifens in der Lampenmitte.

Die Verbesserung der Betriebseigenschaften der Lampe besteht darin, daß die Unterbringung des Vorwärmers im Sockel die Transportmöglichkeiten der Lampen im Vergleich zu Lampen ohne Vorwärmer nicht beeinträchtigt; sie ermöglicht den einfachen An-Schluß (ohne zusätzliche Leiter) der Lampe an die Leuchte, in der die Vorwärmerstromstcucijschaltung angeordnet ist, wozu als Kontakt das Metallgehäuse des Sockels benutzt wird und sie führt nicht zur Abschirmung des Lampenlichtstromes durch den Vorwärmer.

Besonders ist hervorzuheben, daß die Anordnung des Vorwärmers am Pvimpslengel und die Unterbringung des Amalgams in diesem Stengel einen optimalen Druck des Quecksilberdampfes bei wesentlich geringerer Vorw ärmerleistung wegen der kleinen Masse des vorzuwärmenden Stengeis und einen geringeren Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Temperatur im geschlossenen Sockelraum sichert. Die geringere Leistung des Vorwärmers ist günstig nicht nur in Anbetracht der Möglichkeit, die Lichtausbeute der Lampe zu erhöhen, sondern auch in Anbetracht der Möglichkeit, eine einfache Schaltung zur Steuerung der Vorwärmerleistung in Abhängigkeit von der Um-

gebuiigstemperatur zu schaffen. Dies bedeutet, daß zur Steuerung der Vorwärmerleistung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur einfachere Temperaturkompensationssehaltungen benutzt werden können.

Im veitcren wird die Eifindjng durch ein Ausführutigsbeispiel mit Bezug auf die lieigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Längsschnitt durch denjenigen Lamper.teil, in dem sich dei Vorwärmer befindet.

Fig. 2 die Schaltung de; Lampe und des Vorwärmers,

Fig. 3 da:. Lichtstromverhalten der gemäß der Eriinduüg ausgeführten Lampe im Vergleich ?u einer Lampe mit reinem Quecksilber und einer Lampe mit Amalgammetaü ohne Vorwärmer.

Die Leuchtstofflampe nach Fig. 1 stellt eine J ampe von vorzugsweise zylitulribchei Form dar, in der Cic. Aufrechterhaltung des optimalen Quock^ilfoerdampfdruckes dtirch eine /ir-.itzijch von der Uniiebungsteinperaturabhangige Erwiirmung des in dem Pumpstcngel 2 untergebrachten. Amalgams mit HiIIe eines auf den Stengi 1 2 aufgesetzten Vorwärmer 3 gesichert wird Die Lampe mit dein auf den Pumpsten gel 2 ..ubesetzten Vorwuimer 3 wird mit einem Zweistiftsockel 4 mit Metallgehäuse 5 \ergehen. Dor Anschluß 6 des Voi warmers 3 wird mit dem Metall gehäuse 5 des Sockels 4 und der Anschluß 7 mit dem Stift 8 des Sockels 4 verbunden. Im Sockel 4 ist ein Isolierrohr 9 voigesehen, das den Anschluß 6 des Yorwarmeis 3 von dem mit dem Stift 10 verbundenen Lampenanschluß isoliert. Um eine Verschiebung des Amalgams im Stengel 2 auszuschließen, hat letzterer an der Innenfläche einen Vorsprung 11. Die Verschiebung des \malgams 1 im Stengel 2 kann auch mit Hilfe von Peilen, Glasfaserwatte usw. begrenzt werden.

Fig 2 zeigt ein Schaltungsbeispiel für die gemäß der Erfindung ausgeführte Lampe. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Voiwarmer 3 auf den Stengel 2 mit dem Amalgam 1 aufgesetzt und mit seinem Anschluß 7 an den mit der Klemme 12 der Spcisequelle verbundenen Sockelstift 8 gelegt ist. Der Anschluß des Vorwärmers 3 ist mit dem Metallgehäuse 5 des Sockels 4 und weiter über das Temperaturkompensationselement 13, welches den Vorwärmerstrom bei Änderung der Umgebungstemperatur steuert, mn der Klemme 14 der Speisequelle verbunden. Der andere Stift 10 de·:· Sockels 4 ist mit dem Starter 15 verbunden, der zur Zündung der Leuchtstofflampe dient. Der Starter IS ist mit seinem anderen Ende mit dem stromführenden Stift 16 des zweiten L?mp^nsockeli 17 verbunden. Der andere stromführende Stift 18 des Sockels 17 ift mit der Vorschalteinrichtunj» 19 verbunden. Als solche wird vorzugsweise ein induktiver Widers'and benutzt. Die Vorschaltemrichtung 19 ist mit ihrem anderen Ende mit der Klemme 14 der Speisequelle verbunden. Die Stifte 8,10 des Sockels 4 und die Stifte 16, 18 des Sockels 17 sind jeweils mit den aktivierten Elektroden 20 und 21 der Lampe verbunden.

Zur Stromsteuerung des Vorwärmers 3 ist als Temperaturkompensationseinrichtung 13 vorzugsweise ein Heißleiterwiderstand mit positivem Widerstandstemperaturkoeffizienten zu verwenden. Als Temperaturkompensationselement 13 kann man auch einen Heißleiterwiderstand mit negativem Wide.rsta;;dstemperaturkoeffizienten in Verbindung mit Widerständen benutzen.

Es sind auch Lampenschaltungen, die zum Unterschied von der in Fig. 2 gezeigten eine Vorwärmung der Elektroden im Arbeitszustand benutzen, sowie auch Schaltungen mit «tarterloser Zündung möglich.

Die Vorschalteinrichtung 19, der Starter 15 und das

remperaturkompensaiionselement 13 werden in der

Leuchte montiert, in der die Lampe eingebaut wird

Die Lampe hat einen speziellen Zeiger am Sockel 4.

»° der es gestattet, die Ldmpe richtig in der Leuchte anzuordnen. Hierzu ist an der Leuchtenfassung, die mit dem Temperatuikompensationselement 13 verbunden ist, auch ein spezieller Zeiger vorhanden,
pit. Lampe funktioniert wie folgt. Nach dem An-

'S schluß wird die Lampe mit Hilfe des Starters gezündet. Hierbei hat dasTemperaiurkompensationselement 13 einen Widerstand, der durch die Temperatui der Umgebung, in der sich die Lampe und das Temperaturkompuisationselemeni 13 befinden, bestimmt wird.

1st die Umgebungstemperatur hoch (obere Grenze des Arbeitsiemperaturbereiches), so ist der Widerstand des Ί emperaturkompensationselementes 13 groß und über den Vorwärmer 3 fließt ein geringer Strom, der praktisch die Temperatur des Amalgams 1 nicht be-

-5 einflulit. Hierbei vvird die Temperatur des Amalgams J nur durch die Unigebungstempeiatur bestimmt. Unter diesen Bedingungen muß die gewählte Zusammensetzung des Amalgams einen optimalen Druck der Quccksilbe/dämpfe in der Lampe sichern.

3'> Bei niedrigen Umgebungstemperaturen wird der Widerstand des Temperaturkompensationselementes vei.mgertund über den Vorwärmer 3 fließt ein großer Strom. Dieser Strom ist desto großer, je niedriger die Umgebungstemperatur gegenüber der Temperatur, bei der der über den Vorwärmer 3 fließende Strom praktisch die Amalgamtemperatur nicht beeinflußt, ist. Die Charakteristik des Temperaturkompensationselementes 13 wird derart gewühlt, daß die Leistung des Vorwärmers 3, die bei Änderung der Umgebungsiemperatur in den vorgegebenen Grenzen eingestellt wird, eine konstante Temperatur des Amalgams 1 und damit einen konstanten Druck des Quecksilberdampfes in der Lampe und einen konstanten Lichtstrom sichert.

Die Abhängigkeit des Lichtstroms der gemäß der Erfindung ausgeführten Lampe im Vergleich zu einer Lampe mit reinem Quecksilber und einer Lampe mit Metallamalgam ohne Vorwärmung zeigt Fig. 3. Die Kurve *>rt'< bezieht sicii auf eine Lampe mit reinem Quecksilber. Wie aus der Fig. hervorgeht, liegt das Maximum des Lichtstromes bei 20° C, während er sowohl bei der Abnahme als auch bei der Zunahme der Umgebungstemperatur sehr stärkt ansteigt. Die Kurse »fr« bezieht sich auf eine Lampe mit Metallamalgam ohne Vorwärmung. Bei dieser Lampe liegt das Maximum des Lichtstromes bei einer Umgebungstemperatur von 45^C C, während er sowohl mit Abnahme als auch mit Zunahme der Temperatur beträchtlich absinkt. Die Kurve -ic« bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe mit Amalgam und mit Vorwärmer gemäß der Erfindung, bei der das Amalgam derart gewählt ist. daß das-Maximum des Lichtstromes bei einer Umgebungstemperatur von 55° C erreicht wird. Eine weitere Steigerung der Temperatur führt zur

⁶S Senkung des Lichtstromes, weshalb das Amalgam unter Berücksichtigung des maximalen Lichtstromes bei der im Betrieb höchstmöglichen Umgebungstemperatur gewählt wird. Bei einer Senkung der Umgebungs-

temperatur tritt der Amalgumvorwiirmer in Wirkung, so daß der Lichts!rom konstant bleibt. Nur bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, bei welchen der Druck des Ouecksilberdampfes durch das aus dem Amalgam verdampfte und auf den Kolben niedergesetzte Quecksilber bestimmt wird, beginnt die Abnahme des Lichtstromes. Deshalb ist die Henut/ung der Lirfindling für diejenigen Leuchtstofflampen und solche Umgebungstemperaturen ?u empfehlen, bei welchen der kaiteste Punkt der Lampe im Arbeitszustand eine Temperatur von nicht unter 25'~ C aufweist.

Diese Temperatur entspricht etwa einem zehnprozentigen Abfall des Lichtstromes von seinem maximalen Wert.

Die Abhängigkeit der Lichtausbeute einer gemäß der Erfindung ausgeführten Lampe von der Umgebungstemperatur hat praktisch den gleichen Verlauf, wie die Abhängigkeit des Lichtstr^mcs, da die Leistungsx ■·(. rluste bei der Amalgam vorwärmung, wie oben gezeigt, sehr geringfügig sind. So, /.um Beispiel für eine Lampe mit einer Leistung von 100 VV übersteigen diese nich' 3 W.

I lier/ii 1 Watt /eidinumien

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   J. Leuchtstofflampe mit Amalgam, das durch einen elektrischen,durch die Umgebungstemperatur steuerbaren Vorwärmer erhitzt wird, dadurch gekennzeirhnet. daß als das Amalgam aufnehmender Ansatz tier Piimpsiei;gel (2) dient, der mit dem Vorwürmei (31 unmittelbar Im Sockel (4) der Lampe untergebracht ist.
2. 2. Leuchtstofflampenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (3) mit dem einen Anschluß (6) an das Metallgehäuse; (5) des Sockels (4) und mit dem obeien Anschluß (7) an einen der st romzuführender! Stifte (8 bzw. 10) dus Sockels (4) gelegt ist.