Beschreibung

Entladungslampe, insbesondere Niederdruckentladungslampe

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe, insbesondere eine Niederdruckentladungslampe, mit einem Entladungsgefäß und einem an dem Entladungsgefäß ansetzenden Rohrstück, in welchem eine Hg-Quelle angeordnet ist.

Stand der Technik

Gasentladungslampen haben insbesondere in Form der Kompaktleuchtstofflampen seit längerem eine weit verbreitete Anwendung gefunden. Dabei sind sowohl Gasentladungslampen mit integriertem elektronischen Vorschaltgerät oder auch zum Anschluss an ein separates elektronisches Vorschaltgerät gebräuchlich. Konventionelle Entladungslampen verfügen über eine meist flüssige Quecksilber-Quelle (Hg-Quelle), aus der im Betrieb eine geeignete Menge Quecksilber verdampft, wobei der Hg-Dampf durch Elektronenstoß angeregt wird und zur Erzeugung von UV-Strahlung führt. Grundsätzlich um- fasst der Begriff Hg-Quelle dabei im Prinzip zwei Funktionen, nämlich zum einen die eines Hg-Donators. Dabei handelt es sich um ein Material oder ei- nen Körper, in dem das Quecksilber enthalten ist. Ferner gibt es jedoch auch davon unabhängig ausgeführte dampfdruckregelnde Hg-Verbindung, wie beispielsweise Amalgame. Um definierte Verhältnisse für den im Betrieb herrschenden Dampfdruck des Quecksilbers zu erzeugen, wird ein dampfdruckregelndes Element und insbesondere ein Amalgam benötigt. Die Tem- peratur des dampfdruckregelnden Elements steuert den Dampfdruck des Quecksilbers in der Entladung.

Bekannt ist ferner, im Bereich der Entladungsrohrenden relativ dazu dünne Pumprohransätze vorzusehen, die einerseits bei der Herstellung der Gasentladungslampe als Pumprohr, also zur Evakuierung und Befüllung des Entla-

dungsgefäßes, dienen und andererseits häufig auch die Hg-Quelle aufnehmen. Diese ist also in einem dünneren Rohransatz untergebracht, der von einem der Entladungsrohrenden absteht. Dieser Rohransatz kann sich beispielsweise in ein Gehäuse der Entladungslampe erstrecken, in dem auch das elektronische Vorschaltgerät angeordnet ist.

Eine Entladungslampe, bei der das Entladungsgefäß helixförmig ausgebildet ist und mit einem Gehäuse verbunden ist, in dem ein integriertes elektronisches Vorschaltgerät angeordnet ist, ist aus der DE 10 2004 018 104 A1 bekannt.

Bei Energiesparlampen sind Typen mit einer derartigen Hg-Quelle bekannt, die für relativ hohe Temperaturen am Ort der Hg-Quelle konzipiert sind, was bei hohen Umgebungstemperaturen der Fall sein kann. Indem das Amalgam den Quecksilberdampfdruck regelt, werden dadurch auch die lichtelektrischen Werte, wie Leistung, Lichtstrom und Effizienz der Entladungslampe geregelt. Bei bekannten Kompaktleuchtstofflampen kann das Problem auftreten, dass die Temperatur des Arbeitsamalgams zu hoch ist und sich damit die lichtelektrischen Werte verschlechtern. Es ist bekannt, dass zur Verringerung dieses Problems bei zu hoher Amalgamtemperatur entweder die Amalgamlegierung angepasst oder ein anderer Einbringungsort gewählt wird. Dies ist jedoch meist sehr aufwändig und ermöglicht eine nur bedingte Verbesserung.

Darstellung der Erfindung

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe zu schaffen, bei der insbesondere bei relativ hohen Umgebungstemperaturen auch die Temperatur der Hg-Quelle besser kontrolliert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Entladungslampe, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.

Eine erfindungsgemäße Entladungslampe, insbesondere eine Niederdruckentladungslampe, umfasst ein Entladungsgefäß und ein an dem Entladungsgefäß ansetzendes Rohrstück, in welchem eine Hg-Quelle, insbesondere in Form eines Hg-Amalgams, angeordnet ist. An dem Rohrstück ist eine Kühl- Vorrichtung zur Wärmeabfuhr zumindest des sich im Betrieb der Entladungslampe erwärmenden Rohrstücks ausgebildet. Diese integrierte Anordnung einer Kühlvorrichtung an dem Rohrstück kann auch bei Entladungslampen, welche auch bei relativ heißen Umgebungstemperaturen betrieben werden, eine deutlich verbesserte Temperaturkontrolle der Hg-Quelle ermöglichen. Indem die Wärmeabfuhr des Rohrstücks kontrolliert erfolgt, kann auch die in dem Rohrstück befindliche Hg-Quelle temperaturmäßig kontrolliert werden. Insbesondere kann bei relativ hohen Temperaturen des Amalgams bzw. der Hg-Quelle eine optimale Kühlung erfolgen.

Die in der Entladungslampe integrierte Kühlvorrichtung kann so angeordnet werden, dass die Ausmaße der Entladungslampe unverändert oder im Wesentlichen unverändert bleiben. Die Kompaktheit der Entladungslampe wird dadurch durch diese zusätzliche Kühlvorrichtung nicht beeinträchtigt.

Bevorzugt ist die Kühlvorrichtung an einem dem Entladungsgefäß abgewandten ersten Ende des Rohrstücks angeordnet.

Die Kühlvorrichtung umfasst in bevorzugter Weise einen Kühlkörper, welcher insbesondere mäanderförmig ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass der Kühlkörper als gewundener Metallstreifen ausgebildet ist. Diese mäan- derförmige Struktur des Kühlkörpers ermöglicht eine kompakte und Platz sparende Ausgestaltung und dennoch eine für die Wärmeabfuhr relativ groß bereitgestellte Oberfläche. Durch die Länge des mäanderförmigen Kühlkörpers bzw. durch eine andere Geometrie kann die Kühlleistung definiert werden und somit die Lage des Lichtstrommaximums gesteuert werden.

Der mäanderförmige Kühlkörper ist bevorzugt im Wesentlichen zwischen zwei gegenüberliegenden Endbereichen des Entladungsgefäßes angeordnet.

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Das Entladungsgefäß kann bevorzugt helixförmig ausgebildet sein, und die beiden Endbereiche dieser Helixform sind bevorzugt in eine Richtung orientiert. Es sind auch andere Formen des Entladungsgefäßes, wie 3-Rohr- Lampen möglich, welche beispielsweise drei U-förmig gekrümmte Rohre aufweisen, welche über Ansätze zu einem zusammenhängenden Entladungsgefäß verbunden sind, welche Lampen eine Hg-Quelle im an das Entladungsgefäß ansetzenden Pumprohr haben. Dieser mäanderförmige Kühlkörper kann auch zumindest bereichsweise innerhalb dieser Helixform angeordnet sein. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung zumin- dest bereichsweise in einem Gehäuse angeordnet ist, in welches sich die Endbereiche des Entladungsgefäßes und das erste Ende des Rohrstücks erstreckt. Insbesondere der Kühlkörper dieser Kühlvorrichtung kann sich zumindest bereichsweise in diesem Gehäuse befinden. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem Gehäuse ein integriertes Vorschaltgerät der Entla- dungslampe angeordnet ist. Die mäanderförmige Ausgestaltung des Kühlkörpers kann bevorzugt mittig zwischen den Endbereichen des Entladungsgefäßes angeordnet sein. Eine derartige Zentrierung ermöglicht einen weitest möglichen Abstand zu benachbarten Komponenten der Entladungslampe. Der dem Gehäuse zugewandte Endbereich des Entladungsgefäßes kann von einer Abdeckkappe bedeckt sein.

Es kann vorgesehen sein, dass die Entladungslampe einen Hüllkolben aufweist, welcher das Entladungsgefäß umgibt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Kühlvorrichtung zumindest bereichsweise zwischen dem Hüllkolben und dem Entladungsgefäß angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Entladungslampe ist so konzipiert, dass Umgebungstemperaturen im Bereich der Hg-Quelle bis zu etwa 150°C auftreten können. Da auch für Hochtemperatur-Amalgame ein maximaler Einsatztemperaturbereich bis etwa 135°C besteht, kann durch diese Kühlvorrichtung bei solchen relativ heißen Umgebungstemperaturen eine entsprechende Kühlung erreicht werden und eine deutlich verbesserte Regelung des Quecksilberdampf-

drucks durch das Amalgam auch bei solchen hohen Umgebungstemperaturen erreicht werden.

Bevorzugt umfasst die Kühlvorrichtung ein ringartiges Isolationselement zur elektrischen Isolierung, welches an dem Rohrstück mit dem Amalgam ange- ordnet ist und an welchem der Kühlkörper angeordnet bzw. befestigt ist. Bevorzugt ist das Isolationselement an einem Endbereich des Entladungsgefäßes anliegend angeordnet. Die stabile Positionierung und Anordnung kann dadurch gewährleistet werden.

Bevorzugt ist die in dem Isolationselement zur Durchführung des Rohrstücks vorgesehene öffnung so ausgebildet, dass eine Relativbewegung zwischen dem Rohrstück und dem Isolationselement in einer Richtung senkrecht zur öffnungsachse durchführbar ist. Es kann vorgesehen sein, dass diese öffnung oval ausgebildet ist. Eine Ausgestaltung der öffnung als Langloch ist ebenfalls möglich. Bevorzugt ist das Isolationselement in dem Gehäuse der Entladungslampe positioniert. Es kann vorgesehen sein, dass das Isolationselement in die Abdeckkappe integriert ist, welche am dem Gehäuse zugewandten Endbereich des Entladungsgefäßes bevorzugt lösbar befestigt ist.

Es kann auch vorgesehen sein, dass durch die öffnung des Isolationselements Stromzuführungen zu einer Elektrode, insbesondere einer Lampen- wendel, in der Entladungslampe geführt sind. Das Isolationselement kann in diesem Zusammenhang multifunktional verwendet werden und dient auch zur stabilen Halterung dieser Stromzuführungen. Durch die Ausgestaltung als elektrisch isolierendes Element kann auch die Stromführung definiert vom insbesondere metallisch ausgebildeten Kühlkörper ferngehalten werden. Das Isolationselement kann aus Kunststoff ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass ein hoch wärmeleitfähiges, hoch elektrisch isolierendes Material verwendet wird. Beispielsweise kann das Isolationselement zumindest bereichsweise aus Oxidkeramik, insbesondere Aluminiumoxid, ausgebildet sein.

Bevorzugt ist ein Endsteg des Kühlkörpers in einer Führungsschiene des Isolationselements beabstandet zu den Stromzuführungen geführt. Die Kühlvorrichtung, insbesondere der Kühlkörper, kann zumindest bereichsweise von einem Wärmeleitkleber oder einer Wärmeleitpaste kontaktiert sein. Der Wärmetransport kann dadurch nochmals verbessert werden.

Durch die vorgeschlagene Entladungslampe kann ein relativ gutes Anlaufverhalten von Amalgamen mit niederem Arbeitstemperaturbereich, wie beispielsweise einem Biln ₃₂ Hg ₄ -Amalgam, beibehalten werden. Darüber hinaus kann in einem Temperaturbereich zwischen etwa 66 °C und etwa 82 °C er- reicht werden, dass der Lichtstrom über 90 % liegt. Darüber hinaus kann erreicht werden, dass das Lichtstrommaximum auf oder in Richtung einer Temperatur von niedrigen Temperaturen verschoben werden kann.

Durch die im Durchmesser größere Ausgestaltung der öffnung des Isolationselements im Vergleich zum Durchmesser des Rohrstücks kann der Aus- gleich von Toleranzen des Brenners der Entladungslampe erreicht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schemati- scher Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Entladungslampe;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen Entladungslampe;

Fig. 3 eine erste Ansicht eines Teilbereichs der erfindungsgemäßen Entladungslampe; und

Fig. 4 einen zweiten Teilbereich einer erfindungsgemäßen Entladungslampe in perspektivischer Darstellung.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine als Kompaktleuchtstofflampe ausgebildete Entladungslampe I gezeigt, welche einen Hüllkolben 1 aufweist. Der Hüllkolben 1 umschließt ein helixförmig gewundenes Entladungsgefäß 2. Das rohrförmige und he- lixartig gewundene Entladungsgefäß 2 ist an einem nur mit seinem Gehäuse 3 dargestellten elektronischen Vorschaltgerät angeschlossen. An diesem Gehäuse 3 ist auch der Hüllkolben 1 durch Rastelemente befestigt.

Auf der dem Hüllkolben 1 entgegengesetzten Seite endet das Gehäuse 3 des Vorschaltgeräts in einen standardisierten Lampensockel 4. Im Ausführungsbeispiel ist das Entladungsgefäß 2 aus zwei gewundenen Entladungsrohrteilen zusammengesetzt, welche in einem Bereich 5 ineinander übergehen.

Die beiden Enden 21 und 22 des Entladungsgefäßes 2 sind im Wesentlichen gegenüberliegend und in gleicher Orientierung in Richtung des Gehäuses 3 angeordnet. Wie aus der Darstellung in Fig. 1 zu erkennen ist, erstrecken sich diese Enden 21 und 22 in das Gehäuse 3. An einem Ende 21 ist ein als

Pumprohr ausgebildetes Rohrstück 6 angesetzt. In diesem Rohrstück 6 ist eine dampfdruckregelnde Hg-Quelle 7, beispielsweise eine Amalgamkugel, vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist als Hg-Quelle 7 ein BiIn ₃₂ Hg ₄ -

Amalgam vorgesehen.

Weitere, dem Fachmann ohne weiteres vertraute Einzelheiten wie die Elektroden, Tellereinschmelzungen oder Quetschungen sind hier nicht näher dargestellt.

In Fig. 1 ist jedoch verdeutlicht, dass der Pumprohransatz bzw. das Rohrstück 6 einen deutlich kleineren Durchmesser als das Entladungsgefäß 2 in diesem Ende 21 aufweist. Tatsächlich ist zu diesem Rohrstück 6 eine erste

Elektrode bzw. eine Lampenwendel in dem ersten Ende 21 angeordnet. Zudem ragt das Rohrstück 6 einerseits in das Ende 21 hinein und steht andererseits von diesem in das Gehäuse 3 hinein ab. Durch die gezeigte Darstellung wird deutlich, dass die Temperatur der in dem Rohrstück 6 unterge- brachten Hg-Quelle 7 stark von der Umgebungstemperatur in dem Gehäuse 3 abhängt, die wiederum von der äußeren Umgebungstemperatur, dem Wärmeeintrag in Folge der Verlustleistung von Betriebsgerät und Lampenkörper, der Betriebsdauer und auch der Einbauposition der Entladungslampe I abhängt.

Die Entladungslampe I umfasst des Weiteren eine Kühlvorrichtung 8, welche in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Die Kühlvorrichtung 8 ist im Ausführungsbeispiel vollständig im Gehäuse 3 angeordnet. Wie zu erkennen ist, umgibt die Kühlvorrichtung 8 das Rohrstück 6 und erstreckt sich in Richtung des zweiten Endes 22. Im Ausführungsbeispiel ist die Kühlvorrichtung 8 im Wesentlichen zentriert in dem Gehäuse 3 positioniert.

In Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung des Entladungsgefäßes 2 und der Kühlvorrichtung 8 gezeigt. In der umgedrehten Darstellung ist das Gehäuse 3 abgenommen und die Kühlvorrichtung 8 erkennbar. Diese umfasst einen Kühlkörper 81 , welcher als mäanderförmiger Metallstreifen ausgebildet ist. Ein Ende 81 a dieses Kühlkörpers 81 ist mit einem Isolationselement 82 verbunden. Wie zu erkennen ist, ist dieses Ende 81 a in einer Führungsschiene 82a dieses Isolationselements 82 eingesteckt und darin befestigt. Das ringartige Isolationselement 82 umgibt das Rohrstück 6 und dieses Rohrstück 6 ragt durch eine öffnung 82b hindurch. Diese öffnung 82b weist im Ausführungsbeispiel eine ovale Formgebung auf und ist ähnlich einem Langloch konzipiert. Die Ausmaße dieser öffnung 82b sind so gewählt, dass der Außendurchmesser des Rohrstücks 6 kleiner ist und dadurch Toleranzen des Brenners der Entladungslampe I ausgeglichen werden können.

Das zur elektrischen Isolierung ausgebildete Isolationselement 82 liegt unmittelbar auf einer Oberfläche 21 a (Fig. 1 ) des ersten Endes 21 auf. Eine positionsstabile Anordnung kann dadurch ermöglicht werden.

Des Weiteren sind Stromzuführungen 9a und 9b für eine sich am ersten En- de 21 in das Entladungsgefäß 2 erstreckende Lampenwendel dargestellt. Beide Stromzuführungen 9a und 9b sind durch die öffnung 82b zur Lampenwendel geführt. Durch das elektrisch isolierende Isolationselement 82 kann eine Stromführung definiert vom metallischen Kühlkörper 81 ferngehalten werden. Zusätzlich zum Kühlkörper 81 kann vorgesehen sein, dass der Wärmetransport mittels eines Wärmeleitklebers oder einer Wärmeleitpaste, welcher bzw. welche zumindest bereichsweise auf dem Kühlkörper 81 aufgetragen ist, und zwischen dem Rohrstück 6 und dem ende 81 a eingebracht ist, verbessert wird.

In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Isolationselements 2 in einer Draufsichtdarstellung gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Führungsschiene 82a durch einen Längssteg 82c und Endbereichen eines bogenförmigen Stegs 82d gebildet wird. Die Führungsschiene ist benachbart zum Randbereich der öffnung 82b angeordnet.

In Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung des Isolationselements 82 von unten gezeigt. Eine Unterseite 82e liegt zumindest bereichsweise an der O- berfläche 21 a (Fig. 1 ) an.