DE19517993A1

DE19517993A1 - Electrical gas discharge bulb

Info

Publication number: DE19517993A1
Application number: DE1995117993
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-21

Abstract

The electrical gas discharge bulb has a glass enclosure (1) with a base socket having projecting connecting pins (3). These are sealed into the base by applying molten glass beads (12) and are connected with the cold electrodes (4,11). One cold electrode is located within an insulating tube of glass (15) and this avoids a short circuit between the electrodes. The pins fit into contact elements (19) within the adapter (2).

Description

Gasentladungslampen, bekannt auch als Energiesparlampen, besitzen den Vorteil, im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen bis zu 80% Energie einzusparen. Sie sind jedoch im Aufbau wesentlich komplizierter und benötigen Vorschaltgeräte, die den Gasentladungsstrom begrenzen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasentla dungslampe zu schaffen, bei der das Gasentladungsgefäß mit minimalem Aufwand hergestellt werden kann, insbesondere soll aber auch der Aufbau und die elektri sche und mechanische Verbindung mit dem Vorschaltgerät vereinfacht werden.Gas discharge lamps, also known as energy-saving lamps, have the advantage Save up to 80% energy compared to conventional light bulbs. she are, however, much more complicated in construction and require ballasts that limit the gas discharge current. The object of the invention is a gas outlet creating a lamp in which the gas discharge vessel with minimal effort can be produced, but in particular the structure and the electri cal and mechanical connection with the ballast can be simplified.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Gasentladungsgefäße direkt mit eingeschmolze nen Anschlußstiften auszustatten (Offenlegungsschrift DE 40 27 783 A1), aber eine echte Lösung der Aufgabe wurde damit nicht gefunden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Gasentladungslampe mit folgenden Kombinationsmerk malen zu schaffen:It has already been proposed to melt down gas discharge vessels directly NEN pins to provide (published application DE 40 27 783 A1), but a real solution to the problem was not found. According to the invention is proposed a gas discharge lamp with the following combination feature paint to create:

- Be provided with electrodes and at least partially with phosphor stratified gas discharge vessel is supposed to have a single-sided base glass body with a minimum diameter of 18 mm and
- The connections of the gas discharge vessel are designed as contact pins forms its in the glass base of the gas discharge vessel at the same height have melted down.

Durch die Kombination dieser beiden Merkmale ergeben sich extrem einfache Konstruktionen einer Gasentladungslampe mit Adapter.The combination of these two features makes them extremely simple Constructions of a gas discharge lamp with an adapter.

Zusätzlich wird vorgeschlagen, am Sockel des Gasentladungsgefäßes Aussparun gen oder Vorsprünge als Rast- und/oder Positionierungsmittel zu schaffen.In addition, it is proposed to cut out the base of the gas discharge vessel to create conditions or projections as locking and / or positioning means.

Eine entscheidend weitere Vereinfachung einer erfindungsgemäßen Gasentla dungslampe besteht darin, die Strombegrenzung im Vorschaltgerät durch einen kapazitiven Vorwiderstand in Form eines Kondensators vorzusehen, der beson ders als runder Wickelkondensator sehr raumsparend axial im Anschlußteil, z. B. eines E 27-Schraubgewindes, des Vorschaltgerätes unterzubringen ist, da man um diesen Kondensator die Kontaktstifte zentral anordnen kann.A significantly further simplification of a gas outlet according to the invention The lamp consists of a current limitation in the ballast provide capacitive series resistor in the form of a capacitor, the particular ders as a round winding capacitor very space-saving axially in the connector, z. B. of an E 27 screw thread, the ballast is to be accommodated because this capacitor can arrange the contact pins centrally.

Die Gestaltung des Gasentladungsgefäßes als einen einseitig gesockelten Glas körper begünstigt eine derartige Kondensatoranordnung, da man den Abstand zwi schen den Elektroden wesentlich verkleinern kann, so daß die anstehende Netz spannung, z. B. bei einem 230 Volt-Wechselstromnetz mit einem Effektivwert von 325 Volt die Zündung der Gasentladung einleiten kann. Die sonst erforderlichen Zündspannungen bis zu 1.500 Volt und mehr werden dadurch entbehrlich.The design of the gas discharge vessel as a glass with a base on one side body favors such a capacitor arrangement, since the distance between rule the electrodes can significantly reduce, so that the upcoming network voltage, e.g. B. in a 230 volt AC network with an effective value of 325 volts can initiate the ignition of the gas discharge. The otherwise required Ignition voltages of up to 1,500 volts and more are therefore unnecessary.

Da beheizte Elektroden durch eine Zündung der Gasentladung im kalten Zustand geschädigt werden können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zusätzlich Kaltelektroden anzuordnen.Because heated electrodes by igniting the gas discharge when cold Can be damaged, is proposed according to the invention, in addition Arrange cold electrodes.

Solche Kaltelektroden erleichtern den Zündvorgang vor allem dann, wenn sie in Art eines Blitzableiters mit Entladungsspitzen versehen sind. Such cold electrodes facilitate the ignition process especially if they are in Art of a lightning rod are provided with discharge peaks.

Durch die vorstehend genannten Maßnahmen wird eine erfindungsgemäße Gasentladungslampe auch für den Betrieb des Gasentladungsgefäßes mit Gleich strom geeignet. Dies gilt insbesondere dann, wenn bei Gleichstrombetrieb die emittierende Elektrode als beheizbare Elektrode ausgeführt und zur Zünderleichte rung mit einer Kaltelektrode verbunden wird.Through the measures mentioned above, an inventive Gas discharge lamp also for the operation of the gas discharge vessel with equal suitable for electricity. This is especially true if the emitting electrode designed as a heated electrode and easy to ignite tion is connected to a cold electrode.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens sind in den anschließend beschriebenen Fig. 1 bis 4 und Fig. 1a bis 4a schematisch einige Ausführungsbei spiele in verschiedenen Variationen dargestellt.For a better understanding of the inventive concept, some embodiments are shown schematically in various variations in FIGS. 1 to 4 and FIGS. 1a to 4a described below.

Gleiche Teile sind in den verschiedenen Darstellungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.The same parts have the same reference numerals in the different representations Mistake.

Fig. 1 zeigt ein Gasentladungsgefäß (1) in zylindrischer Form vor dem Einstecken in den Adapter (2). Fig. 1 shows a gas discharge vessel ( 1 ) in a cylindrical shape before insertion into the adapter ( 2 ).

Fig. 2 zeigt eine andere Elektrodenanordnung im Gasentladungsgefäß (1), wobei die Konturen des Gasentladungsgefäßes (1) nur angedeutet sind. Fig. 2 shows another electrode arrangement in the gas discharge vessel ( 1 ), the contours of the gas discharge vessel ( 1 ) being only indicated.

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Elektroden. In diesem Beispiel ist die Außenform des Gasentladungsgefäßes als kleine Ku gellampe angedeutet. Fig. 3 shows another embodiment according to the invention shows the electrode. In this example, the outer shape of the gas discharge vessel is indicated as a small bulb.

Fig. 4 zeigt die Kombination von einer beheizten Elektrode und zwei Kaltelektroden in einem Gasentladungsgefäß, das als größere Kugellampe angedeutet ist. Fig. 4 shows the combination of a heated electrode and two cold electrodes in a gas discharge vessel, which is indicated as a larger ball lamp.

Die Fig. 1a bis 4a zeigen schematisch die Draufsicht auf die Elektrodenanordnung der Fig. 1 bis 4. Figs. 1a to 4a show schematically the top view of the electrode arrangement of Fig. 1 to 4.

Im einzelnen ist in den Fig. 1 bis 4 folgendes dargestellt:The following is shown in detail in FIGS. 1 to 4:

Fig. 1: Im Sockel (9), der im Durchmesser über das zylinderförmige Gasentladungsgefäß (1) hinausragt, sind zwei Anschlußstifte (3) vorgesehen, die z. B. mittels Glasperlen (12) eingeschmolzen sind und die mit den Kaltelektroden (4) und (11) verbunden sind. Die Kaltelektrode (11) ist z. B. mit einem Glasrohr (15) umgeben, das mit dem Sockel (9) oder der Glasperle (12) verschmolzen ist. Anstelle eines Glasrohres (15) könnte auch eine andere isolierende Ummantelung der Elektrode (11) vorge sehen werden. Zweck der Ummantelung ist die Vermeidung einer Kurzschlußent ladung zwischen der Elektrode (4) und der Elektrode (11) im Bereich des Glasroh res (15). Somit kann eine Gasentladung nur zwischen der Elektrode (4) und dem oberen, nicht abgedeckten Teil der Elektrode (11) stattfinden. Die Anschlußstifte (3) kommen beim Einstecken in den Adapter (2) mit den Kontakten (19) in Verbin dung und sorgen für die Spannungszuführung zum Gasentladungsgefäß (1). Fig. 1: In the base ( 9 ), which protrudes in diameter over the cylindrical gas discharge vessel ( 1 ), two connecting pins ( 3 ) are provided, the z. B. are melted by means of glass beads ( 12 ) and which are connected to the cold electrodes ( 4 ) and ( 11 ). The cold electrode ( 11 ) is, for. B. surrounded with a glass tube ( 15 ) which is fused to the base ( 9 ) or the glass bead ( 12 ). Instead of a glass tube ( 15 ), another insulating jacket of the electrode ( 11 ) could be seen easily. The purpose of the sheathing is to avoid a short-circuit charge between the electrode ( 4 ) and the electrode ( 11 ) in the region of the glass tube ( 15 ). A gas discharge can therefore only take place between the electrode ( 4 ) and the upper, uncovered part of the electrode ( 11 ). The connecting pins ( 3 ) come into connection when plugged into the adapter ( 2 ) with the contacts ( 19 ) and provide the voltage supply to the gas discharge vessel ( 1 ).

Eine erfindungsgemäße Gasentladungslampe besitzt aber auch den großen Vor teil, daß vor allem bei Benutzung von Kaltelektroden ein miniaturisierter Aufbau möglich ist, da keine Erwärmung durch beheizte Elektroden erfolgt. Aus diesem Grund sind die dargestellten Beispiele auch mit einem E 14-Gewinde (14) darge stellt, an dessen Stelle selbstverständlich auch ein Bajonettsockel oder jeder be liebige größere Sockel vorgesehen werden kann.A gas discharge lamp according to the invention also has the major part that a miniaturized structure is possible, especially when using cold electrodes, since there is no heating by heated electrodes. For this reason, the examples shown are also with an E 14 thread ( 14 ) Darge, in its place, of course, a bayonet base or any BE larger base can be provided.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Ausführung des Vorschaltgerätes mit einem Kondensator als strombegrenzendes Bauelement, der die Lampe prak tisch verlustfrei versorgt.The design of the ballast according to the invention is particularly advantageous with a capacitor as a current-limiting component that makes the lamp practical table supplied lossless.

Eine kapazitive Stromversorgung wird bei den bisherigen Lampen mit langen ge bogenen Glasrohren meist dadurch verhindert, daß die Zündspannungen für die Gasentladung wesentlich über den Spitzenwerten der angelegten Wechselspan nung liegen. Die erfindungsgemäßen Elektrodenanordnungen verkürzen den Elek trodenabstand und verringern damit die erforderliche Zündspannung, so daß in den meisten Fällen keine Spannungserhöhung der Netzspannung erforderlich ist.A capacitive power supply is in the previous lamps with long ge Bent glass tubes mostly prevents the ignition voltages for the Gas discharge significantly above the peak values of the alternating chips created voltage. The electrode arrangements according to the invention shorten the elec trodenabstand and thus reduce the required ignition voltage, so that in in most cases no voltage increase in the mains voltage is required.

Für die erfindungsgemäße Konstruktion einer Gasentladungslampe, bei der die Zündspannung nicht mit dem Scheitelwert der angelegten Wechselspannung er reicht wird, werden in Patentanmeldung 195 16 049.5 Zündschaltungen für kapazitive Vorschaltgeräte empfohlen, die dieses Problem in einfacher Weise lösen.For the construction of a gas discharge lamp according to the invention, in which the Ignition voltage does not match the peak value of the AC voltage applied is enough, in patent application 195 16 049.5 ignition circuits for Capacitive ballasts are recommended that solve this problem in a simple manner to solve.

In Fig. 1 ist im Adapter (2) auch gestrichelt ein Kondensator (13) dargestellt, der besonders platzsparend innerhalb des E 14-Gewindes (14) unterzubringen ist, umso mehr als einer der axialen Anschlüsse des Kondensators (13) direkt mit dem Kontakt (20) des E 14-Gewindes (14) verbunden werden kann. Andere Bauteile des Vorschaltgerätes, wie Schutz-Widerstände oder -Dioden, soweit erforderlich, sind als unwesentlich für die Erfindung nicht dargestellt.In Fig. 1, a capacitor ( 13 ) is also shown in dashed lines in the adapter ( 2 ), which can be accommodated in a particularly space-saving manner within the E 14 thread ( 14 ), all the more so as one of the axial connections of the capacitor ( 13 ) directly with the contact ( 20 ) of the E 14 thread ( 14 ) can be connected. Other components of the ballast, such as protective resistors or diodes, if necessary, are not shown as being insignificant for the invention.

In Fig. 1 sind auch die beiden federnden Rastungen (16) am Umfang des Gehäu ses des Adapters (2) schematisch dargestellt. Sie rasten beim Einstecken über die Vorsprünge der Grundplatte (9) und sichern Lage und Positionierung.In Fig. 1, the two resilient detents ( 16 ) on the circumference of the hous ses the adapter ( 2 ) are shown schematically. When inserted, they snap over the projections of the base plate ( 9 ) and secure their position and positioning.

In Fig. 1a ist eine beispielsweise Ausbildung der Kaltelektroden (4) und (11) ge zeigt. Es sind in dem schematischen Beispiel einfach gebogene Drahtenden, die mit den Glasperlen (12) im Sockel (9) eingeschmolzen sind und als Anschlußstifte (3) herausragen. Das Glasrohr (15) ummantelt dabei die Elektrode (11). Zweck mäßigerweise ist bei Verwendung eines Glasrohres (15) dieses mit der Glasperle (12) oder mit dem Sockel zu verschmelzen. In Fig. 1a, an example of the formation of the cold electrodes ( 4 ) and ( 11 ) is shown ge. In the schematic example, there are simply curved wire ends which are melted into the base ( 9 ) with the glass beads ( 12 ) and protrude as connecting pins ( 3 ). The glass tube ( 15 ) encases the electrode ( 11 ). When a glass tube ( 15 ) is used, it is expedient to fuse it with the glass bead ( 12 ) or with the base.

Diese einfachste Ausführung der Elektroden (4) und (11) kann naturgemäß belie big gestaltet werden, z. B. durch aufgeschweißte Plättchen oder ringförmige Ver formung der Drahtenden zwecks Vergrößerung der Oberfläche, wie in Fig. 2a ge zeigt.This simplest design of the electrodes ( 4 ) and ( 11 ) can of course be designed big, z. B. by welded platelets or annular Ver deformation of the wire ends in order to enlarge the surface, as in Fig. 2a shows ge.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Elektrodenausbildung, wobei vor allem die Elektrode (11) am Ende mit einer Spitze (17) versehen ist, um das Zündverhalten zu verbes sern. Die Elektrode (4) ist - wie vorhin beschrieben - zur Vergrößerung der Ober fläche kreisförmig gebogen. Fig. 2 shows a variant of the electrode design, in particular the electrode ( 11 ) is provided at the end with a tip ( 17 ) to improve the ignition behavior. The electrode ( 4 ) is - as described above - curved to enlarge the upper surface.

In Fig. 2 ist auch die Kontaktgabe der Anschlußstifte (7) mit den federnden Kontak ten (19) dargestellt.In Fig. 2, the contacting of the pins ( 7 ) with the resilient contact th ( 19 ) is shown.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante einer Elektrodenanordnung, wobei zusätzlich zu den Kaltelektroden (4) und (11) eine weitere Elektrode (10) mit einer Spitze (17) zur Zünderleichterung vorgesehen ist. Die Elektrode (10), die gegen die Elektrode (4) zünden soll, ist notwendigerweise ebenfalls durch ein Glasrohr (15) oder eine andere Isolation gegen eine Kurzschlußentladung isoliert. Fig. 3 shows a further variant of an electrode arrangement, in addition to the cold electrodes ( 4 ) and ( 11 ) a further electrode ( 10 ) with a tip ( 17 ) is provided to facilitate ignition. The electrode ( 10 ) which is intended to ignite against the electrode ( 4 ) is also necessarily insulated against a short-circuit discharge by a glass tube ( 15 ) or other insulation.

In Fig. 3 ist im Sockel (9) als Funktionsbeispiel auch eine Aussparung (6) zu sehen, die eine bessere Rastung für die Rastenfedern (16) ermöglicht.In Fig. 3, a recess ( 6 ) can be seen in the base ( 9 ) as a functional example, which enables better locking for the detent springs ( 16 ).

Fig. 3a zeigt ebenfalls in Draufsicht die schematische Anordnung der 3 Elektroden (4), (10) und (11). Fig. 3a also shows in top view the schematic arrangement of the electrodes 3 (4), (10) and (11).

Die Fig. 4 stellt die umgekehrte potentielle Anordnung der kalten Elektrode (10), die der Zündhilfe dient, dar. In diesem Fall erfolgt die Zündung zwischen der Elektrode (10) und (11), und eine Ummantelung der Elektrode (10) ist nicht erfor derlich, da sie in etwa auf dem gleichen Potential wie die beheizte Elektrode (8) liegt. Nach erfolgter Erwärmung übernimmt diese infolge ihrer geringeren Aus trittsarbeit die Elektronenemission anstelle der Kaltelektrode (10) und verringert somit die Emissionsverluste, die bei den Kaltelektroden größer sind als bei beheiz ten Elektroden. Fig. 4 shows the reverse potential arrangement of the cold electrode ( 10 ), which serves as the ignition aid. In this case, the ignition takes place between the electrodes ( 10 ) and ( 11 ), and the electrode ( 10 ) is not sheathed Necessary, since it is approximately at the same potential as the heated electrode ( 8 ). After heating, this takes over due to their lower work function from the electron emission instead of the cold electrode ( 10 ) and thus reduces the emission losses, which are larger in the cold electrodes than in heated electrodes.

Fig. 4a ist wieder eine Draufsicht auf die Elektrodenanordnung, wobei aus der Dar stellung klar zu erkennen ist, daß eine Anordnung der Elektrodenanschlüsse zen trisch um die Längsachse der Lampe sinnvoll ist. Dadurch kann die beheizte Elek trode (8) zwischen dem Glasrohr (15) und der Kaltelektrode (10) durchgeführt werden. Eine Verbindung (18) zwischen der beheizten Elektrode und der Kaltelek trode (10) zur Hilfszündung führt dazu, daß die Hilfselektrode ihren Strom durch die beheizte Elektrode (8) erhält, wodurch diese nach erfolgter Zündung sich erwärmt und schließlich emissionsfähig wird. Fig. 4a is again a plan view of the electrode arrangement, wherein it can be clearly seen from the Dar position that an arrangement of the electrode connections zen tric about the longitudinal axis of the lamp is useful. As a result, the heated electrode ( 8 ) can be carried out between the glass tube ( 15 ) and the cold electrode ( 10 ). A connection ( 18 ) between the heated electrode and the Kaltelek electrode ( 10 ) for auxiliary ignition leads to the fact that the auxiliary electrode receives its current through the heated electrode ( 8 ), whereby this heats up after ignition and finally becomes emissive.

In Fig. 3 sind auch Anschlußstifte (3) mit größerem Durchmesser dargestellt, in welche die Elektroden (4), (10) und (11) angesetzt sind.In Fig. 3 also connecting pins ( 3 ) are shown with a larger diameter, in which the electrodes ( 4 ), ( 10 ) and ( 11 ) are attached.

Erfindungsgemäß wird jedoch als weitere Vereinfachung vorgeschlagen, die Kaltelektroden, die üblicherweise Drähte mit kleinem Durchmesser sind, direkt im Sockel (9) oder mittels Glasperlen (12) einzuschmelzen, so daß sie dadurch Anschlußstifte werden, wie in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt.According to the invention, however, it is proposed as a further simplification to melt the cold electrodes, which are usually small-diameter wires, directly in the base ( 9 ) or by means of glass beads ( 12 ), so that they become connecting pins, as shown in FIGS. 1, 2 and 4 .

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß einige der Unteransprüche auch selbständigen Charakter haben oder zumindest als weitere Kombinationsmerkmale zusammengefaßt werden können. It is expressly pointed out that some of the subclaims too have an independent character or at least as further combination features can be summarized.

Bezüglich der Einheitlichkeit der Erfindung sei darauf hingewiesen, daß die kompakte Bauweise und Vereinfachung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe nur dann gegeben ist, wenn sowohl der innere Aufbau der Elektroden, aber auch das Zusammenwirken mit extrem vereinfachten Bauteilen des Vorschaltgerätes zusammengefaßt sind.With regard to the uniformity of the invention, it should be noted that the compact design and simplification of the structure of an inventive Gas discharge lamp is only given if both the internal structure of the Electrodes, but also the interaction with extremely simplified components of the ballast are summarized.

Aus den beispielsweisen schematischen Darstellungen sind die grundsätzlichen Überlegungen der Erfindung erkennbar und offenbaren den weiten Schutzumfang. Weitere erfindungsgemäße Varianten, z. B. bezüglich der Anordnung der Anschlußstifte in einem Quetschfuß oder andere Verbindungsmöglichkeiten zwischen dem Sockel und dem Oberteil des Gasentladungsgefäßes haben keinen Einfluß auf den Erfindungsgedanken. Ebenso ist eine starre Verbindung zwischen dem Gasentladungsgefäß und dem Adapterteil erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen.The basic ones are from the exemplary schematic representations Considerations of the invention are recognizable and reveal the broad scope of protection. Further variants according to the invention, e.g. B. regarding the arrangement of the Pins in a crimping foot or other connection options between the base and the upper part of the gas discharge vessel have none Influence on the idea of the invention. There is also a rigid connection between the gas discharge vessel and the adapter part according to the invention not locked out.

Claims

1. Gas discharge lamp, consisting of a gas discharge vessel provided with electrodes and at least partially coated on the inner wall with fluorescent material and an electrically and mechanically separable adapter with a connecting part to the network, characterized in that the following combination features exist:

- Gas discharge vessel made of a glass body with a base on one side, with a minimum diameter of 18 mm, and
- Connections of the gas discharge vessel as contact pins which are arranged in the glass base of the gas discharge vessel at the same height and are melted into the latter.

2. Gas discharge lamp according to claim 1, characterized in that the Electrodes are designed as contact pins.

3. Gas discharge lamp according to claim 1 or 2, characterized in that that cutouts and / or on the glass base of the gas discharge vessel Projections are available as locking and / or positioning means.

4. Gas discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ballast has a capacitor as a capacitance ven series resistor contains.

5. Gas discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the capacitor projects axially into the connecting part and the contact pins are arranged centrally around the capacitor.

6. Gas discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the gas discharge vessel heated electrodes and Cold electrodes are present.

7. Gas discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized characterized in that cold electrodes with discharge tips to the igniter relief are available.

8. Gas discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized characterized in that there is at least one heatable electrode, which is connected to a cold electrode to facilitate ignition.

9. Gas discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the gas discharge lamp for the operation of the gas ent charge vessel is designed with direct current.