Entladungslampe, insbesondere Quecksilber-Niederdruckent ^¬ ladungslampe

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe, insbesondere eine Quecksilber-Niederdruckentladungslampe mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß, in welches sich über ein erstes Ende des Entladungsgefäßes Elektrodenträger erstrecken, an denen eine Elektrode angeordnet ist. Das Entladungsgefäß weist eine Querschnitteinschnürung auf.

Stand der Technik

Der Lichtstrom und die Lichtausbeute von Leuchtstofflam- pen sind wesentlich von der Höhe des Quecksilber- Dampfdrucks in der Lampe abhängig. Der Quecksilber- Dampfdruck wird durch die Temperatur der kältesten Stelle (Cold Spot) in der Lampe bestimmt, die wiederum von der Umgebungstemperatur abhängt. Ein optimaler Lichtstrom und eine Lichtausbeute in besonders günstiger Weise bestehen dann, wenn die kälteste Stelle eine Temperatur von etwa 45 °C aufweist. Da in den meisten Fällen die kälteste Stelle bei normalen Umgebungstemperaturen in Leuchten zu heiß ist, um einen optimalen Lichtstrom zu gewährleisten, muss mit technischen Mitteln eine noch kältere Stelle er ^¬ zeugt werden.

Aus der EP 0 204 061 Bl ist eine Quecksilber- Niederdruckentladungslampe bekannt, bei der das geradli ^¬ nige rohrförmige Entladungsgefäß eine Querschnittein- schnürung aufweist. Diese Querschnitteinschnürung ist in Richtung der Längsachse der Lampe in einem Längenab- schnitt zwischen den zwei Elektroden der Lampe ausgebil ^¬ det. Es erfolgt dadurch eine Abschirmung der Elektrode zum Plasma hin. Dies dahingehend, dass sich die Elektrode nicht zu stark erwärmt, so dass auch weniger Wärme an das Lampenende übertragen werden soll. Indem diese Verengung bzw. Querschnitteinschnürung jedoch in einem Längenabschnitt des Entladungsgefäßes erfolgt, der dem Entla ^¬ dungsweg bzw. der Entladungsstrecke zwischen den beiden Elektroden entspricht, hat dies deutlich negative Ein- flüsse auf die Brenn- und Zündspannungen der Lampe, die dadurch deutlich ansteigen. Dies ist nachteilig für das Betriebsverhalten einerseits und die Langlebigkeit ande ^¬ rerseits .

Darüber hinaus ist es bekannt, dass eine so genannte Kaltfußtechnik bei Stablampen und Ringlampen Verwendung findet, um die oben angesprochene Thematik verbessern zu können. Eine derartige Vorgehensweise ist aus der DE 10 2006 033 672 AI bekannt. Bei der dort gezeigten Cold-Spot-Lampe, die als zweiseitig gesockelte Lampe aus- gebildet ist, sind an den gegenüberliegenden Enden Lampenwendeln angeordnet, die die Elektroden darstellen, welche mit Gestellen bzw. Elektrodenträgern gehalten sind. Diese Elektrodenträger weisen an den gegenüberliegenden Enden des Entladungsgefäßes unterschiedliche Län- gen auf. Der Quecksilber-Dampfdruck in dieser Lampe ist abhängig von der Temperatur des Cold-Spots bzw. der kältesten Stelle am Sockelrand des längeren Gestells. Der Kaltfuß bzw. dieses längere Gestell sind so dimensio ^¬ niert, dass das flüssige Quecksilber in der Entladungs- lampe am so definierten Cold-Spot bei etwa 35 °C Umge ^¬ bungstemperatur auf ca. 49 °C temperiert wird. Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe zu schaffen, bei der der Lichtstrom und die Lichtausbeute gegenüber den bekannten Lampen verbessert ist. Insbesondere soll dies dahingehend erfolgen, dass eine kühle Stelle der Lampe an einem Lampenende ausgebil ^¬ det wird, jedoch diese dazu erforderliche Maßnahme an der Lampe die Brenn- und Zündspannungen der Lampe nicht unerwünscht beeinflusst.

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

Eine erfindungsgemäße Entladungslampe ist insbesondere als Quecksilber-Niederdruckentladungslampe ausgebildet. Die Entladungslampe umfasst ein rohrförmiges Entladungs ^¬ gemäß, in welches sich über ein erstes Ende des Entla- dungsgefäßes Elektrodenträger erstrecken. An den Elektrodenträger ist frontseitig eine Elektrode angeordnet, die im Entladungsgefäß angeordnet ist. Das Entladungsgefäß weist eine Querschnitteinschnürung auf, wobei diese Querschnitteinschnürung in Richtung der Längsachse des Entla- dungsgefäßes betrachtet zwischen der ersten Elektrode und dem ersten Ende des Entladungsgefäßes ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine Temperaturübertragung von der Lampenwendel bzw. der Elektrode zum Lampenende effektiv reduziert. Das Lampenende wird da- durch die kälteste Stelle bzw. der so genannte Cold Spot in der Lampe und der Quecksilber-Dampfdruck kann dadurch entsprechend geregelt werden.

Bei dieser Ausgestaltung der Entladungslampe kann somit der Lichtstrom und die Lichtausbeute entsprechend verbes- sert werden und die Temperatur der kältesten Stelle im Vergleich zu herkömmlichen Vorgehensweisen abgesenkt werden. Vorzugsweise ist die kühlste Stelle dadurch auf eine Temperatur von etwa 45°C eingestellt. Darüber hinaus wird durch die sehr ortsspezifische Ausbildung der Querschnitteinschnürung des Entladungsgefäßes auch verhindert, dass dies negativ auf die Brenn- und Zündspannungen der Lampe einwirken würde. Die Verengung bzw. Querschnitteinschnürung ist somit komplett außerhalb der Ent- ladungstrecke von insbesondere zwei Elektroden im Entla ^¬ dungsgefäß angeordnet. Die Abschirmung des Lampenendes zur Elektrode hin bewirkt eine sehr effektive Verhinde ^¬ rung einer direkten Wärmeübertragung und das Lampenende erwärmt sich deutlich weniger. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Querschnitteinschnürung in der Mitte zwischen der Elektrode und dem ersten Ende ausgebildet ist.

Die Querschnitteinschnürung ist insbesondere vollständig umlaufend ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Querschnittein ^¬ schnürung in Richtung der Längsachse des Entladungsgefä ^¬ ßes betrachtet auf Höhe einer eventuell vorgesehenen Glaseinschmelzung der Elektrodenträger ausgebildet ist. Die Wärmeübertragung auf das Lampenende wird dadurch be- sonders effektiv verhindert. Die Glaseinschmelzung kann beispielsweise in Art einer Glasperle ausgeführt sein, die gewährleistet, dass der Abstand zwischen den Elektro ^¬ denträgern eingehalten wird, oder aber nach Art eines Tellerrohrs, wobei der das Entladungsgefäß abschließende Glasteller um ein Rohr mit einem geringeren Durchmesser als dem des Entladungsgefäßes verlängert ist. In diesem Rohr können die Elektrodenträger geführt und an seinem Ende durch Verschmelzen fixiert werden. Zusätzlich kann in diesem Rohr beispielsweise auch ein Pumprohr geführt werden, über das das Entladungsgefäß evakuiert und mit Gas befüllt werden kann.

Insbesondere ist dies dann besonders vorteilhaft verhin ^¬ dert, wenn die Querschnitteinschnürung in Richtung der Längsachse betrachtet auf Höhe eines runden Querschnitts der Glaseinschmelzung ist. Da eine derartige Glaseinschmelzung an ihrem vorderen, der Elektrode zugewandeten Ende üblicherweise keinen runden Querschnitt aufweist, sondern oval ist, können gerade dann, wenn Querschnitt ^¬ einschnürungen umlaufend am Entladungsgefäß ausgebildet sind und mit gleicher Tiefe ausgebildet sind, unter ^¬ schiedliche Abstände zu dieser Glaseinschmelzung entste ^¬ hen. Die Temperaturübertragung auf das Lampenende wird daher am vorteilhaftesten dadurch verringert, dass die Querschnitteinschnürung mit ihrem maximalen Einschnü- rungspunkt auf Höhe eines im wesentlichen runden Querschnitts der Glaseinschmelzung ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein in Richtung senkrecht zur Längsachse betrachteter Abstand zwischen der Querschnitteinschnürung und der Glaseinschmelzung < 5 mm, insbesondere < 3 mm, ist. Zudem kann die Querschnitteinschnürung von der Position her weiter an das Lampenende oder ebenso in Richtung der Wendel verschoben sein. Eine sehr vorteilhafte Position der Querschnittseinschnürung mit einer sehr guten Abschirmung nach hinten ist bei Ver- wendung eines Tellerrohrs an der Stelle der Lampe er- reicht, an der das Tellerrohr seinen vollen runden Durchmesser bzw. Querschnitt hat.

Vorzugsweise ist die Entladungslampe eine zweiseitig ge- sockelte Lampe. Sie ist insbesondere als Stablampe mit einem geradlinigen Entladungsgefäß ausgebildet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Entladungsgefäß nicht-geradlinig verlaufend ausgebildet ist und bei ^¬ spielsweise u-förmig gebogen oder spiralförmig gewunden ist . In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass sich die Elektrodenträger der ersten Elektrode über das erste Ende des Entladungsgefäßes weiter in das Innere des Entla ^¬ dungsgefäßes erstrecken, als Elektrodenträger einer zweiten Elektrode, die sich über ein zweites Ende des Entla- dungsgefäßes in das Innere erstrecken. Eine derartige Ausgestaltung entspricht der bereits angesprochenen Kaltfußtechnik, so dass die Elektrodenträger, die sich weiter in das Innere des Entladungsgefäßes erstrecken, den Kalt ^¬ fuß am Lampenende bilden. Gerade in Kombination mit einer Querschnitteinschnürung des Entladungsgefäßes, insbesondere im Bereich eines runden Querschnitts einer Glaseinschmelzung der Elektrodenträger, können die oben genannten Vorteile im Hinblick auf möglichst geringe Wärmeüber ^¬ tragung von der Elektrode auf das Lampenende, verbesserte Lichtausbeute und verbesserter Lichtstrom der Lampe sowie keine unerwünschten Einwirkungen auf die Brenn- und Zündspannungen der Lampe, besonders hervorzuhebend erreicht werden .

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine erste Quer- Schnitteinschnürung in Richtung der Längsachse des Entla- dungsgefäßes betrachtet zwischen der ersten Elektrode und dem ersten Ende des Entladungsgefäßes ausgebildet ist, und eine zweite Querschnittseinschnürung in Richtung der Längsachse des Entladungsgefäßes betrachtet zwischen der zweiten Elektrode und dem zweiten Ende des Entladungsge ^¬ fäßes ausgebildet ist. Vorteilhaft hieran ist dass die Lampe in diesem Fall im wesentlichen symmetrisch ausgebildet ist und beide Enden des Entladungsgefäßes als käl ^¬ teste Stelle dienen können. Sollte also ein Ende stärker als das andere erwärmt werden, so wird die Funktion der Bereitstellung einer kältesten Stelle und somit die Hg- Dampfdruckregelung von dem anderen Entladungsgefäßende übernommen. Zu einer solchen ungleichmäßigen Erwärmung des Entladungsgefäßes kann es beispielsweise bei einer senkrechten Anordnung einer Stablampe kommen, bei der das obere Entladungsgefäßende stärker erwärmt wird als das untere. Zu ungleichmäßiger Erwärmung kann es auch kommen, wenn beispielsweise die Entladungsgefäßenden mehrerer Lampen in einer mehrflammigen Leuchte nebeneinander ange- ordnet sind. Das kältere Ende des Entladungsgefäßes über ^¬ nimmt in diesem Fall die Funktion als kälteste Stelle.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, als auch die nur in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen und/oder die nur in der Figurenbeschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an ^¬ hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Aus ^¬ führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Entla ^¬ dungslampe ;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teilaus ^¬ schnitts der Darstellung in Fig. 1; und

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Temperatur der kühlsten

Stelle der Lampe und der Lichtstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur für eine Entladungslampe gemäß dem Stand der Technik einer ^¬ seits und für ein Ausführungsbeispiel einer er ^¬ findungsgemäßen Entladungslampe andererseits, gezeigt sind.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Ele ^¬ mente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Schnittdarstellung eine Entladungslampe 1 gezeigt, welche als Quecksilber- Niederdruckentladungslampe ausgebildet ist. Sie ist im Ausführungsbeispiel als zweiseitig gesockelte Stablampe konzipiert. Dazu umfasst sie ein rohförmiges Entladungs ^¬ gefäß 2, welches gemäß der Darstellung in Fig. 1 geradli ^¬ nig ausgebildet ist. An den jeweils gegenüberliegenden Lampenenden 3 und 4 sind jeweils Sockel 5 und 6 ausgebil- det, an denen jeweils elektrische Kontakte 7, 8, 9, 10 angeordnet sind und sich nach außen erstrecken. Die zwei ^¬ seitig gesockelte Entladungslampe 1 umfasst eine erste Elektrode 11, die über Elektrodenträger 12 und 13 gehal- ten ist. Die Elektrodenträger 12 und 13 sind in eine Glaseinschmelzung 14 eingeschmolzen und erstrecken sich über das erste Ende 3 in das Innere des Entladungsgefäßes 2.

An der gegenüberliegenden Seite und somit am zweiten Lam- penende 4 ist ebenfalls eine Elektrode 15 ausgebildet, die über zwei Elektrodenträger 16 und 17 gehalten ist. Die beiden Elektrodenträger 16 und 17 sind ebenfalls in eine Glaseinschmelzung 18 eingeschmolzen. Sie erstrecken sich über das zweite Lampenende 4 in das Innere des Ent- ladungsgefäßes 2. Insbesondere zwischen den Elektroden 11 und 15 ist im Betrieb die Entladungsstrecke ausgebildet.

Wie aus der Darstellung in Fig. 1 zu erkennen ist, erstrecken sich die beiden ersten Elektrodenträger 12 und 13 weiter in das Innere des Entladungsgefäßes 2 als die zweiten Elektrodenträger 16 und 17. Diesbezüglich wird somit im Betrieb der Entladungslampe 1 eine kühlste Stel ^¬ le 19 im Bereich des Lampenendes 3 ausgebildet. Durch das weitere Hineinerstrecken der Elektrodenträger 12 und 13 ist zusätzlich eine Kaltfußtechnik bei der Entladungslam- pe 1 vorgesehen, wobei der Kaltfuß durch dieses längere Gestell bzw. die Elektrodenträger 12 und 13 gebildet ist.

Es ist zu erkennen, dass eine erste Querschnitteinschnü ^¬ rung 20 im Bereich des ersten Lampenendes 3 ausgebildet ist. Wie zu erkennen ist, ist diese erste Querschnittein- schnürung 20 des Entladungsgefäßes 2 vollständig umlau- fend ausgebildet und darüber hinaus in Richtung der Längsachse A der Entladungslampe 1 und auch des Entla ^¬ dungsgefäßes 2 betrachtet, zwischen dem ersten Lampenende 3 und der ersten Elektrode 11 ausgebildet. Darüber hinaus ist in weiterer örtlicher Spezifikation diese erste Querschnitteinschnürung 20 in Richtung der Längsachse A betrachtet auf Höhe der Glaseinschmelzung 14 ausgebildet, insbesondere auf Höhe eines in der y-z-Ebene im Wesentli ^¬ chen runden Querschnitts der Glaseinschmelzung 14 ausge- bildet. Insbesondere ist dadurch ein Abstand dl zwischen der Außenseite der Glaseinschmelzung 14 und dem Maximum der ersten Querschnittseinschnürung 20 umlaufend im Wesentlichen gleich und beträgt vorzugsweise < 3 mm.

Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine zweite Quer- Schnitteinschnürung 21 des Entladungsgefäßes 2 ausgebil ^¬ det. Auch sie ist vollständig umlaufend realisiert und ebenfalls in Richtung der Längsachse A betrachtet auf Hö ^¬ he eines runden Querschnitts (in der y-z-Ebene) der Glas ^¬ einschmelzung 18 ausgebildet. Ein Abstand d2 ist vorzugs- weise dem Abstand dl entsprechend ausgebildet. Sollte die Entladungslampe 1 derart angeordnet sein, dass das zweite Lampenende 4 kälter ist als das erste Lampenende 3, so wird das zweite Lampenende 4 zur kältesten Stelle. Auf ^¬ grund der auch hier vorgesehenen zweiten Querschnittsein- schnürung 21 ist auch hier eine Abschirmung vorgesehen, die die Temperatur des Lampenendes 4 niedrig hält.

In Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Aus ^¬ schnitts I in Fig. 1 gezeigt. Das Maximum der Querschnitteinschnürung 20 ist auf Höhe der Kante des Über- gangs von einem ovalen Querschnitt in einen runden Querschnitt der Glaseinschmelzung 14 ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass dieses Maximum der Querschnitteinschnürung 20 noch weiter Richtung des ersten Lampenendes 3 angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die gesamte Querschnitteinschnürung 20 mit ihrer Breite bl in Richtung der Längsachse A bemessen in einem Bereich entlang der Längsachse A angeordnet ist, in dem die Glas ^¬ einschmelzung 14 einen runden Querschnitt aufweist.

In Fig. 3 ist ein Diagramm gezeigt, bei dem die Licht ^¬ stromausbeute LS in % für eine T5 HO 54W-Lampe auf der linken Vertikalachse angeordnet ist und auf der rechten Vertikalachse die Temperatur der kühlsten Stelle und so ^¬ mit des Cold Spots in °C angegeben ist. Auf der Horizon ^¬ talachse ist die Umgebungstemperatur T _ö in °C angegeben.

Die Kurve II stellt dabei den Lichtstromverlauf einer Entladungslampe gemäß dem Stand der Technik dar, bei der keine derartigen Einschnürungen 20 und 21 ausgebildet sind .

Die Kurve III gibt den Temperaturverlauf des Cold Spots einer Lampe an, die keine derartigen Einschnürungen 20 und 21 aufweist.

Demgegenüber zeigt die Kurve IV den Verlauf des Licht ^¬ stroms bei einer Entladungslampe 1 gemäß Fig. 1 und 2.

Darüber hinaus zeigt die Kurve V den Temperaturverlauf des Cold Spots bzw. der kühlsten Stelle 19 der Entla- dungslampe 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2

Wie aus dem Diagramm und den Kurvenverläufen zu entnehmen ist, kann bei den relevanten Umgebungstemperaturen die Temperatur der kühlsten Stelle 19 durch die Entladungslampe 1 gemäß Fig. 1 und 2 gegenüber herkömmlichen Lampen ohne eine derartige Einschnürung 20 bzw. 21 um ca. 10 °C abgesenkt werden. Demgegenüber kann eindeutig erkannt werden, dass auch in den interessanten Umgebungstemperaturen der Lichtstrom gemäß dem prozentualen Anteil gegen- über herkömmlichen Lampen ohne eine Querschnitteinschnü ^¬ rung erhöht ist.