DE19600531A1 - Leuchtstofflampe mit auswechselbarem Leuchtteil - Google Patents

Description

Leuchtstofflampen haben aufgrund ihrer enormen Energieeinsparung von bis zu 80% gegenüber herkömmlichen Glühlampen diese mehr und mehr verdrängt. Einige Nachteile, wie größere Abmessungen, ungewohntes Aussehen und sogar den vergleichsweise sehr hohen Preis mußte man in Kauf nehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile zu beseitigen, ein rationell zu ferti­ gendes und preisgünstiges Produkt zu schaffen, und gleichzeitig durch eine Mo­ dulbauweise neue Gestaltungsmöglichkeiten zu bieten.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Leuchtteile extrem vereinfacht, indem man sie als Modulbausteine mit parallel angeordneten Stec­ kerstiften, welche unmittelbar ohne Sockelung in die Enden der Gasentladungs­ gefäße eingeschmolzen werden, ausstattet und in das Gehäuse, welches die er­ forderlichen Anschlüsse für die Stromversorgung enthält, direkt einsteckbar aus­ führt. Das Gehäuse kann zunächst neben federnden Ansteckklemmen für das Gasentladungsgefäß nur Anschlußklemmen für die Stromversorgung enthalten oder zusätzlich zumindest Teile von Vorschaltgeräten für ein oder mehrere Gasentladungsgefäße aufnehmen.

Eine andere erfindungsgemäße Leuchtstofflampe besitzt z. B. ein Gehäuse mit einem Anschlußteil an das Stromnetz - entweder einen Schraubsockel mit Edi­ songewinde oder eine Bajonettfassung - und kann damit in handelsübliche Leuchten als "Kompaktlampe" eingesetzt werden.

Bei größeren Leistungen werden bisher die Leuchtteile aus mehreren U-förmig gebogenen Glasrohren hergestellt, die in komplizierter Weise zu einem einzigen Gasentladungsgefäß zusammengeschmolzen werden.

Hier wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mehrere voneinander unabhängige Gasentladungsgefäße einfacher Ausführung mit kleinerer Leistung, die nur aus einem einzigen U-förmig gebogenen Glasrohr bestehen, vorzusehen und für je­ des Leuchtteil getrennte Strombegrenzungsmittel anzuordnen.

Für Gasentladungsgefäße kleiner Leistung ist es sogar möglich als Strombegren­ zungsmittel in den Vorschaltgeräten induktive und/oder kapazitive Vorwider­ stände zu benützen, welche für die Netzfrequenz ausgelegt sind und aufwendige elektronische Schaltungen vermeiden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in einer Leuchtstofflampe, falls gewünscht, verschieden geformte Leuchtteile auswechselbar in das Ge­ häuse einsetzbar sind. Dies ist eine ganz wichtige Erweiterung der bisherigen Möglichkeiten, da rationell zu fertig ende einheitliche Gehäuse zu verschieden aussehenden Leuchtstofflampen gestaltet werden können.

Um den Aufbau der Leuchtstofflampe möglichst einfach und zuverlässig zu machen wird weiterhin vorgeschlagen an den Steckerstiften Rastmittel in Form von Verdickungen oder Einschnürungen des Querschnittes vorzusehen, um die Leuchtteile gegen Herausfallen zu sichern. Solche Rastungen können zum Bei­ spiel auch als Köpfe an den Enden der Steckerstifte vorgesehen werden, ähnlich den Köpfen von Stecknadeln.

Um auch größere Leistungen bei geringer Länge unterzubringen wird erfin­ dungsgemäß vorgeschlagen als ein weiterer Modulbaustein ein doppelt gewen­ deltes Gasentladungsgefäß mit Steckerstiften zu verwenden. Diese Ausführung gestattet überdies die raumsparende Unterbringung von Teilen des Vorschaltge­ rätes mit seinen Strombegrenzungsmitteln, da ausreichend zwischen den Wen­ deln Platz vorhanden ist.

Überdies können die voneinander unabhängigen Gasentladungsgefäße einfach zu- oder abschaltbar gemacht werden um ein Dimmen zu ersparen.

Die Aufgabe der Erfindung, ein Modulbaukastensystem zu schaffen, erfordert naturgemäß die Gestaltung der einzelnen Bauteile in einfachster Form. Daher wird weiter vorgeschlagen, Gasentladungsgefäße vorzusehen, die jeweils nur aus einem einzigen gebogenen Glasrohr bestehen.

Die Verwendung von Kaltkathoden anstelle von beheizten Elektroden ist beson­ ders für die Konstruktion mit Steckerstiften geeignet, da sich die Anzahl der erfor­ derlichen elektrischen Verbindungen praktisch auf die Hälfte reduziert.

Beim Vorhandensein von mehreren Leuchtteilen in einer Leuchtstofflampe be­ steht - insbesondere bei mit Hochfrequenz betriebenen Gasentladungsgefäßen - die Möglichkeit, eine gemeinsame Stromversorgung vorzusehen und für jedes Gasentladungsgefäß getrennte Strombegrenzungsmittel nachzuschalten.

Eine bessere Ausnützung des manchmal sehr beengten Raumes bei Leucht­ stofflampen kommt der Vorteil einer erfindungsgemäßen Ausbildung der Gasent­ ladungsrohre zugute, wo zwischen den mit Steckerstiften versehenen Enden des Gasentladungsgefäßes (1) ausreichend Platz zur Unterbringung von zumindest Teilen des Vorschaltgerätes vorgesehen werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden anschließend einige Beispiele beschrieben, welche in keiner Art als begrenzend zu verstehen sind. Das Prinzip der Erfindung ist es, eine Modulbauweise für Leuchtstofflampen zu schaffen, die man beliebig im Design und Anwendungsgebiet erweitern kann.

Die Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 8 zeigen Beispiele von verschiedenen Gasentla­ dungsgefäßen (1), wie sie erfindungsgemäß ausgeführt werden können.

Die Fig. 9 bis Fig. 12 stellen die Anordnung von Gasentladungsgefäßen (1) auf Gehäusen (5) als Kompakt-Leuchtstofflampen dar.

Eine erfindungsgemäße Kompakt-Leuchtstofflampe mit drei U-förmig gebogenen Gasentladungsgefäßen (1) stellt Fig. 13 dar.

Fig. 14 zeigt eine Kompakt-Leuchtstofflampe mit doppelt gewendeltem Gasentla­ dungsgefäß.

Die Fig. 15 zeigt eine sternförmige Anordnung von Gasentladungsgefäßen, wie sie bisher mit zusammengesetzten und verschmolzenen Glasrohren nicht reali­ sierbar war. Fig. 16 ist der dazugehörige Grundriß.

Auch die in Fig. 17 und 18 dargestellte Kombination ist erst durch die voneinander unabhängige Anordnung der Gasentladungsgefäße und ihrer Stromversorgungen möglich geworden.

Die Fig. 19 und 20 stellen eine Deckenleuchte dar, die aus einer größeren Anzahl von einzelnen Gasentladungsgefäßen (1) modulartig zusammengesetzt ist.

Die Fig. 21 zeigt schematisch ein Prinzipschaltbild für mehrere Gasentladungs­ lampen.

Fig. 22 zeigt als Beispiel einer extrem einfachen und sparsamen Lösung ein Gasentladungsgefäß mit einem Gehäuse zum Anschluß der Stromversorgung.

Im folgenden werden die Beispiele ausführlich beschrieben:

Die in Fig. 1 als Beispiel gezeigte Grundform eines Gasentladungsgefäßes (1) besteht aus zwei geraden, miteinander durch Verschmelzen verbundenen Glas­ rohren. Auch diese Ausführung eines Gasentladungsgefäßes (1) kann als Äqui­ valent zu den in Fig. 3 und Fig. 5 gezeigten gebogenen Glasrohren erfindungs­ gemäß angesehen werden. Die Fig. 2, 4 und 6 sind die jeweiligen Ansichten auf die Stiftseiten der dargestellten Gasentladungsgefäße (1).

In Fig. 1 ist das Gasentladungsgefäß (1) mit glatten Steckerstiften (2) gezeigt, die infolge des geringen Gewichtes des Leuchtteils auch ohne besondere Rastung die Lage sichern. Zuverlässiger ist allerdings eine erfindungsgemäße Rastung z. B. durch die Anordnung von Verdickungen der Steckerstifte (3) wie in Fig. 3 und 5 dargestellt. In der Zeichnung Fig. 5 sind die Verdickungen am Ende der Stek­ kerstifte (3) ähnlich Stecknadelköpfen zu sehen.

Fig. 7 zeigt eine andere Variante, bei der die Rastung durch Einschnürungen an den Steckerstiften erreicht werden.

Ein Vergleich der Abstände der Steckerstifte (3) in den Fig. 1, 3, 5 und 7 machen es klar, daß die erfindungsgemäßen, einfachst aufgebauten Gasentladungsge­ fäße eine anpassungsfähige Modulbauweise ermöglichen. Nicht nur die Abstände sondern auch die Formen können austauschbar zu einem Baukastensystem aus­ gebaut werden, wie beispielsweise in Fig. 16 und 18 dargestellt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Erfindungsgedankens ist in Fig. 7 dargestellt. Es handelt sich um ein aus einem Rohr hergestelltes, doppeltgewen­ deltes Gasentladungsgefäß (4). Bei dieser stabilen Form ist es möglich, auch größere Entladungslängen auf kurzen Bauformen zu realisieren. Wie in Fig. 8 und 14 gut zu erkennen ergibt sich innerhalb der Doppelwendel (4) ausreichend Platz, um zumindest Teile eines Vorschaltgerätes (6) raumsparend unterzubringen.

Die Möglichkeit, Teile des Vorschaltgerätes im Zentrum mehrerer Gasentla­ dungsgefäße (1) anzuordnen, ist auch in den Fig. 11 und 12 dargestellt. Bei die­ sen Konstruktionen sind mehrere Gasentladungsgefäße (1) um ein zentral ange­ ordnetes Vorschaltgerät (6) gelagert.

Wie in Fig. 13 gezeigt, welche eine Gesamtansicht der Kompaktlampe Fig. 12 mit dem Anschlußteil (7) zum Netz darstellt, ergeben sich außerordentlich günstige Abmessungen dadurch, daß das Vorschaltgerät (6) nicht nur im Gehäuse (5) un­ tergebracht werden muß, sondern auch zwischen den Gasentladungsgefäßen (1) zu liegen kommt.

Bei all den bisher aufgeführten Leuchtstofflampen ist ein gemeinsamer Vorteil der, daß bei einem Ausfall der Gasentladungsgefäße (1) diese in einfachster Weise gegen neue ausgetauscht werden können. Eine echte Modul-Adapter­ lösung!

Das gilt bei einfachsten Ausführungen wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, aber auch besonders bei den komplexen Lösungen Fig. 15 bis 20.

Die Gesamtdarstellung der zwei Musterbeispiele erfindungsgemäßer Kompakt- Leuchtstofflampen in den Fig. 13 und 14 ergänzen die vorstehenden Beschrei­ bungen. Abb. 13 entspricht dem Grundriß eines 6-eckigen Gehäuses wie Fig. 12 gezeigt. Da das Vorschaltgerät (6) zwischen den Gasentladungsgefäßen (1) liegt, reduziert dies die Bauhöhe des Gehäuses (5) beträchtlich und damit die der gesamten Lampe.

Ähnliches gilt für die Kompaktlampe Fig. 14 mit einer Doppelwendel (4) als eintei­ liges Gasentladungsgefäß. Obwohl auch diese Lampe als "Adapterlampe", infolge der Trennbarkeit von Leuchtteil und Vorschaltgerät, anzusehen ist, kann man diese Eigenschaft rein äußerlich nicht mehr wahrnehmen. Hülsen (8), die mit dem Gehäuse (5) starr verbunden sind, stabilisieren besser das eingesteckte Gasentladungsgefäß (4) und geben elektrischen Berührungsschutz.

Obwohl eine Modulbauweise auch bei Gasentladungslampen mit beheizten Elek­ troden möglich ist, besteht ein besonderer Kombinationsvorteil erfindungsgemäß darin, daß zumindest teilweise Kaltkathoden vorgesehen sind. Diese Kaltkatho­ den haben den großen Baukasten-Vorteil, daß nur ein Steckerstift (3) erforderlich ist gegenüber beheizten Elektroden, die zwei Steckerstifte (3) erfordern.

In Fig. 5 ist schematisch das Einschmelzen der Steckerstifte (3) in einen Quetschfuß (13) gezeigt mit den dazugehörigen Heizwendeln (17). Die Stecker­ stifte können dabei in einer Reihe angeordnet sein, wie in Fig. 5 gezeigt, oder so orientiert werden, wie in Fig. 1 dargestellt.

Einfacher und daher zweckmäßiger ist bei Verwendung von Kaltkathoden (11) eine Anordnung gemäß Fig. 3. In diesem Fall werden die Steckerstifte (3) mit Perlfüßen (12) in das Gasentladungsgefäß (1) eingeschmolzen und tragen die Kaltkathoden (11). Die Art der Einschmelzung ist jedoch für den Erfindungszweck unerheblich.

Die Fig. 2, 4 und 6 zeigen jeweils die Ansicht der Gasentladungsgefäße (1) in Sicht auf die Steckerstifte (2) bzw. (3).

Kaltkathoden haben überdies den Vorteil, daß sie unmittelbar beim Einschalten ohne Verzögerung die Gasentladung zünden. Kein Vorheizen ist erforderlich.

Da bei erfindungsgemäßen Leuchtstofflampen infolge der geringen Leistung Gasentladungsgefäße (1) mit kurzen Entladestrecken verwendet werden, können auch die Zünd- und Brennspannungen niedrig gehalten werden, so daß in vielen Fällen auf spezielle Zünd- oder Spannungsverdopplungsschaltungen verzichtet werden kann. Ein einfaches Vorschaltgerät mit kapazitiven oder induktiven Vor­ widerständen als strombegrenzende Schaltmittel ist die kostengünstigste Lö­ sung.

Über die technische Brauchbarkeit solcher einfacher Vorschaltgeräte zeugen die seit vielen Jahren benützten induktiven "Drossel-Vorschaltgeräte".

Das vereinfachte Prinzip-Schaltbild Fig. 21 zeigt aber, daß bei mehreren Gasent­ ladungsgefäßen (1) auch eine weitere Vereinfachung möglich ist trotz der indivi­ duell zugeordneten Strombegrenzungsmittel (16), indem man eine gemeinsame Stromversorgung (15) vorschaltet. Eine Leitung (21) verbindet die Kaltkathoden (20) wieder mit der Stromversorgung (15). Diese Schaltungsvereinfachung ist vor allem bei dem Betrieb der Gasentladungsgefäße (1) mit Hochfrequenz von Be­ deutung, da in einem solchen Fall doch ein aufwendiger elektronischer Konverter als Stromversorgung (15) erforderlich ist.

Als Musterbeispiele für die erweiterten Gestaltungsmöglichkeiten durch die erfin­ dungsgemäße Trennung der einzelnen Gasentladungsgefäße sind die Fig. 15 bis 20 und Fig. 22 anzusehen. Sie stehen stellvertretend für die schier unbegrenzte Zahl neuer Designs, z. B. als Ersatz für stromfressende Halogenlampen in Leuchten, für Langfeldleuchten und für alle Arten von anspruchsvollen Zierleuch­ ten.

Fig. 15 stellt eine sternförmige Kompaktlampe dar, die in dieser Art nie mit zusammengeschweißten Glasröhren in der bisherigen Technologie aufgebaut werden könnte. Sie gibt ein vollflächiges Licht und hat trotzdem den Vorteil einer Adapterlampe mit geringstem Serviceaufwand. Fig. 16 ist die Ansicht dieser Lampe, in Sockelrichtung gesehen.

Es können in diesem Beispiel verschiedene Gasentladungsgefäße (1) und (9) in die gleiche Kompaktlampe - auch nachträglich - eingesetzt werden. Neue persön­ liche Designwünsche sind erfüllbar.

Im übrigen sind in allen Zeichnungen gleiche Teile mit den gleichen Kennziffern versehen.

Fig. 17 ist ein Beispiel einer räumlich aufgebauten Kompaktlampe, die sich vor allem durch eine besonders gute Lichtverteilung auszeichnet, da die Abstrahlung in radialer und in axialer Richtung durch die Schrägstellung der Gasentladungs­ gefäße (1) begünstigt wird. Auch hier ist die Bestückung mit zwei verschiedenen Gasentladungsgefäßen (1) und (10) in Fig. 18 dargestellt.

Diese Lampe kann als ein weiteres Beispiel für ähnliche Lösungen angesehen werden, die durch die Erfindung zum Teil als Synergieeffekt durch Kombination erfindungsgemäßer Ideen erreichbar sind.

Die in den Fig. 19 und 20 gezeigte Deckenleuchte ist als ein stellvertretendes Beispiel aufzufassen für die riesige Ausbaufähigkeit des erfindungsgemäßen Mo­ dulsystems im Leuchtenbau.

In diesem Beispiel ist eine ganze Anzahl von Gasentladungsgefäßen (1) in eine Lichtleiste (19) eingesteckt, die an der Decke (18) befestigt ist. Die Gasentla­ dungsgefäße (1) können dabei entweder parallel zur Decke (18) oder senkrecht dazu, wie in Fig. 19 gezeigt, angeordnet werden. Aber auch beliebige Schrägstel­ lungen, ähnlich der Kompaktlampe Fig. 17, sind nunmehr möglich.

Die Anwendung des Baukastenprinzips wird im Leuchtenbau durch Fassungen ermöglicht, wie in Fig. 22 dargestellt. Das Gasentladungsgefäß (1) wird in die Hülsen (8) des Gehäuses (5) eingesteckt, das unmittelbar z. B. auf ein Rohr (23) aufgeschoben oder aufgeschraubt werden kann, wie im Leuchtenbau üblich.

Das Gehäuse (5) enthält entweder nur Anschlußklemmen z. B. Schrauben- oder Federklemmen für Anschlußdrähte zum Vorschaltgerät oder auch Bauteile des Vorschaltgerätes, oder komplette Vorschaltgeräte.

Solche Fassungen stellen nicht nur eine gewaltige Einsparung dar durch das Wegfallen der bisherigen Schraubfassungen, sondern beseitigen auch die latente Lebensgefahr durch solche nicht berührungssichere Bauelemente.

Für Leuchtstofflampen mit mehreren Gasentladungsgefäßen wird gemäß Prinzip­ schaltbild Fig. 21 empfohlen, eine gemeinsame Stromversorgung (15), die am Netz (14) liegt, vorzusehen, der mehrere parallel geschaltete Strombegren­ zungsmittel (16) mit den Gasentladungsgefäßen (1) zugeordnet sind. Im Falle von hochfrequenzbetriebenen Leuchtstofflampen wäre die Stromversorgung (15) z. B. ein AC-DC-Konverter. Die Elektroden (20) können durch eine gemeinsame Leitung (21) wieder mit der Stromversorgung (15) verbunden werden.

Eine erschöpfende Darstellung aller Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ist praktisch unmöglich, ob es sich nun um Einzelleuchten oder gerade Lichtleisten oder Vielecke oder Zickzackbänder oder ähnliches handelt. Für solche erfin­ dungsgemäße Modullösungen tut sich eine neue Welt auf. Eine konsequente Anwendung des Erfindungsgedankens erschließt neue Wege für Innenarchitek­ ten und Designer.

Claims (15)

1. Leuchtstofflampe mit auswechselbarem Leuchtteil, bestehend aus minde­ stens einem einseitig gesockelten und mit Steckerstiften versehenen Gasentladungsgefäß als Leuchtteil, den erforderlichen Strombegren­ zungsmitteln und einem als getrennte Einheit aufgebauten Vorschaltgerät, welches mit dem Gasentladungsgefäß elektrisch verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Steckerstifte unmittelbar ohne Socke­ lung in die Enden des Gasentladungsgefäßes eingeschmolzen sind.

2. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse mit federnden Ansteckklemmen für die Steckerstifte vorhanden ist, und das Gehäuse Anschlußklemmen für die Stromversorgung des Gasentladungsgefäßes enthält.

3. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Gehäuse zumindest Teile von Vorschaltgeräten für ein oder mehrere Gasentladungsgefäße angeordnet sind.

4. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschaltgerät in einem Gehäuse mit Anschlußteil zum Stromnetz (z. B. ein Schraubgewinde) untergebracht und das Leuchtteil mit seinen Stec­ kerstiften direkt an das Gehäuse ansteckbar ist.

5. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gasentladungsgefäße jeweils aus einem einzigen gebogenen Glasrohr bestehen.

6. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Rastmittel an den Steckerstiften in Form von Verdik­ kungen oder Einschnürungen des Querschnittes vorhanden sind.

7. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Rastungen als Köpfe an den Enden der Steckerstifte vorhanden sind.

8. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß verschieden geformte Leuchtteile auswechselbar in das Gehäuse einsteckbar sind.

9. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als einsteckbares Leuchtteil ein doppelt gewendeltes Gasentladungsgefäß vorhanden ist.

10. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Leuchtteile vorhanden sind, die jeweils ge­ trennte Strombegrenzungsmittel besitzen.

11. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Vorschaltgerät eine gemeinsame Stromversor­ gung, aber für jedes Gasentladungsgefäß getrennte Strombegrenzungsmit­ tel besitzt.

12. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektroden, zumindest teilweise, Kaltkathoden vorhanden sind.

13. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Strombegrenzungsmittel induktive und/oder kapazi­ tive Vorwiderstände, welche für die Netzfrequenz ausgelegt sind, vorhan­ den sind.

14. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse mit Teilen des Vorschaltgerätes zwi­ schen die einsteckbaren Leuchtteile hineinragt.

15. Leuchtstofflampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Leuchtteile einzeln oder in Gruppen zu- oder ab­ schaltbar sind.