[0001] Die Erfindung betrifft eine flächenförmige Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe
mit einem leuchtstoffbeschichteten Entladungsgefäß. Dieses ist aus zwei Teilen, einem
Ober- und einem Unterteil, gasdicht zusammengesetzt und enthält zwei Elektroden, wobei
zumindest eines der Teile eine den Entladungsweg bildende Unterteilung aufweist.
[0002] Eine Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe dieser Art mit einem flächenförmigen
Äußeren ist bekannt aus der US-PS 3 646 383. Diese Lampe besteht aus zwei rechteckigen
gleichgeformten Glashälften, die zusammengesetzt einen serpentinenförmigen Entladungsweg
bilden. Um eine gleichmäßige Ausleuchtung über die ganze Fläche zu erreichen, weisen
sowohl Frontteil als auch rückwärtiges Teil zwischen den benachbarten Entladungsbahnen
tiefe und schmale, grabenförmige Einbuchtungen auf. Beide Glashälften tragen auf der
Innenseite eine Leuchtstoffbeschichtung, wobei die Lampe bei Betrieb über beide Hälften
Licht aussendet. Auf der rückwärtigen Hälfte kann der Leuchtstoff etwas dicker aufgebracht
sein, so daß der über das Frontteil austretende Lichtstrom etwas größer ist. Die Elektroden
sind jeweils am Ende des serpentinenförmigen Entladungsweges in den von beiden Glashälften
gebildeten Rand - in weitem Abstand voneinander - eingeschmolzen.
[0003] Diese Lampe stellt insbesondere ein flächenförmiges Leuchtelement dar, das ohne einen
zusätzlichen äußeren Reflektor nicht für eine gerichtete Beleuchtung - wie z.B. für
die Arbeitsplatzbeleuchtung notwendig - geeignet ist. Ein beträchtlicher Teil des
Lichtes wird bei der Lampe nach hinten abgegeben und geht somit bei Einbau in Leuchten
ohne Reflektor für die direkte Beleuchtung verloren. Aufgrund der relativ großen Abmessungen,
der ungünstigen Form und der nicht zentralen Sockelung ist ein Einsatz einer derartigen
Lampe in Zier- und Zweckleuchten, wie sie z.B. für die Tisch-und Arbeitsplatzbeleuchtung
Verwendung finden, nicht möglich.
[0004] Ziel der Erfindung ist es, eine kompakte flächenförmige Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe
zu schaffen, die zum einen einen hohen Lichtstrom liefert und zum anderen für eine
gerichtete Beleuchtung, wie z.B. Tisch- und Arbeitsflächenbeleuchtung, ohne die Verwendung
eines zusätzlichen Leuchtenreflektors eingesetzt werden kann.
[0005] Die Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs
genannten Merkmalen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil des
Entladungsgefäßes schalenförmig mit einer im wesentlichen planen Deckfläche und einem
herabgezogenen Rand ausgebildet ist und an seiner Außenseite einen im Zentrum befindlichen
Sockelkörper sowie an seiner Innenseite Trennwände aufweist, deren Symmetrieachsen
senkrecht zur Deckfläche verlaufen, und daß das Unterteil aus einer im wesentlichen
ebenen Abschlußplatte besteht, wobei die beiden Entladungsgefäßteile derart ausgebildet
sind, daß mindestens 80 % des gesamten von der Lampe erzeugten Lichtstromes über die
Abschlußplatte abgegeben wird. Durch diesen konstruktiven Aufbau des Entladungsgefäßes
wird eine Lampe gebildet, bei der der Entladungsweg in einer Ebene verläuft. Die Abstrahlung
der Lampe erfolgt senkrecht zu dieser Ebene, so daß es zu keiner Abschattung benachbarter
Entladungsbahnen kommt.
[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen Lampe sind in den Unteransprüchen dargelegt.
[0007] Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe
besitzt die Innenseite des schalenförmigen Oberteils eine relativ dicke Leuchtstoffbeschichtung.
Die Beschichtung ist dabei so dick gewählt, daß möglichst kein Licht über das schalenförmige
Gefäßteil austreten kann und somit letzteres als vollkommener Reflektor wirkt. Als
vorteilhaft hat sich eine Leuchtstoffschicht erwiesen, die in einer Menge von mehr
als 6 mg/cm
2 aufgebracht ist. Bei Schichtstärken darunter findet auch Lichtabstrahlung über das
schalenförmige Oberteil statt. Diese sollte jedoch nicht mehr als 20 % des gesamten
von der Lampe abgegebenen Lichtstromes betragen, da sonst keine ausreichende Reflektorwirkung
mehr erreicht wird. Um bei einer Leuchtstoffbeschichtung geringerer Dicke - entsprechend
einem weiteren Ausführungsbeispiel - trotzdem eine ausreichende Reflektorwirkung erzielen
zu können, ist diese vorteilhaft mit einer Reflexionsschicht kombiniert. Eine solche
Reflexionsschicht wird unter der Leuchtstoffbeschichtung auf der Innenseite oder auf
der Außenseite des Gefäßoberteils aufgebracht. Hierbei haben sich für den Leuchtstoff
Schichtdicken von 3 bis 5 mg/cm
2 als günstig erwiesen. In allen Fällen befindet sich zwischen Leuchtstoffschicht und
Gefäßmaterial eine in der Leuchtstofflampenherstellung übliche Schutzschicht z.B.
aus Si0
2.
[0008] Im Gegensatz zum schalenförmigen Oberteil, das als guter Reflektor wirken soll, ist
die im wesentlichen ebene Abschlußplatte möglichst lichtdurchlässig gestaltet. Die
Abschlußplatte kann in Klarglasausführung gefertigt sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft
erwiesen, um eine Vergrauung des Glases zu vermeiden, auf der der Entladung zugewandten
Seite der Abschlußplatte eine wie vorstehend bereits erwähnte Schutzschicht aufzubringen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel trägt die Innenseite der Abschlußplatte eine
relativ dünne Leuchtstoffbeschichtung, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 3 mg/cm
2, die ebenfalls in Kombination mit einer Schutzschicht aufgetragen ist.
[0009] Die Leuchtstoffbeschichtung des schalenförmigen Oberteils der erfindungsgemäßen Lampe
setzt sich z.B. aus einer ersten Schicht eines Halophosphat-Leuchtstoffes und aus
einer zweiten Schicht eines Dreibanden-Leuchtstoffgemisches zusammen (dieser Schichtenaufbau
kann anstelle eines nur aus einem Dreibanden-Leuchtstoffgemisch bestehenden Leuchtstoffes
verwendet werden). Demgegenüber besteht die Leuchtstoffbeschichtung der ebenen Abschlußplatte
lediglich aus einem Dreibanden-Leuchtstoffgemisch. Die für Wohnräume geeignete Farbtemperatur
im Bereich von 2600 bis 2900 K wird durch ein spezielles Mischungsverhältnis des Dreibanden-Leuchtstoffs
erzielt. Dementsprechend kann die Farbtemperatur der Lampe auf den jeweiligen Verwendungszweck
eingestellt werden.
[0010] Die ebene Abschlußplatte ist auf ihrer nach außen gewandten Seite mit einer Riffelung
versehen. Diese dient sowohl dem Zwecke der Lichtlenkung als auch der Herstellung
einer gleichmäßigen Leuchtdichte. Auf ihrer der Entladung zugewandten Seite besitzt
die ebene Abschlußplatte zwischen den einzelnen Trennwänden bzw. zwischen der äußersten
Trennwand und dem Rand konvex zur Entladungsseite ausgebildete Wölbungen. Mit Hilfe
dieser als Linsen wirkenden Wölbungen läßt sich in Kombination mit der Riffelung der
Austrittswinkel des Lichtes nach Durchgang durch die Abschlußplatte festlegen.
[0011] Der Querschnitt des Entladungsweges, der durch das schalenförmige Oberteil und die
Trennwände gebildet wird, ist so geformt, daß alle auf der Querschnittsbegrenzung
errichteten Normalen eine Komponente parallel zur Sockelachse besitzen. Das Verhältnis
der Breite des Entladungsweges am Ansatz der Abschlußplatte zur Höhe des Entladungsweges
liegt vorteilhaft zwischen 0,2 und 1. Durch eine so gestaltete Querschnittsbegrenzung
werden alle auf der Querschnittsfläche reflektierten Lichtstrahlen so gerichtet, daß
sie direkt auf die Abschlußplatte treffen.
[0012] Für eine günstige Entladungsanordnung stellen sich folgende Forderungen: Möglichst
kleine Außenabmessungen bei gleichzeitig ausreichender Länge des Entladungsweges -
durch die im wesentlichen der Lichtstrom der Lampe bestimmt wird - sowie eine gleichmäßige
Ausleuchtung der Lichtaustrittsfläche. Erfüllt werden diese Forderungen, indem im
schalenförmigen Oberteil zwei oder mehrere, im wesentlichen ringförmige und nicht
völlig geschlossene Trennwände verschiedenen Durchmessers angebracht sind. Diese Trennwände,
die konzentrisch zur Sockelachse verlaufen und dessen Öffnungen sich bezüglich der
Sockelachse jeweils gegenüberliegen, werden von einer geraden Trennwand symmetrisch
unterteilt, die von der äußersten ringförmigen Trennwand über die Sockelachse zum
gegenüberliegenden Rand des Oberteils reicht. Bei diesbezüglicher Anordnung kann ein
relativ langer Entladungsweg auf engstem Raum untergebracht werden, wodurch sich ein
äußerst kleiner Durchmesser der Lampe erreichen läßt. Für die Form der ringförmigen
Trennwände sowie des Randes des schalenförmigen Oberteils - im Querschnitt senkrecht
zur Sockelachse gesehen - eignen sich insbesondere runde sowie sechs- bzw. achteckige
Ausführungen. Eine Erhöhung der Eckenzahl ist beliebig möglich, ohne daß dabei die
Grundform des in einer Ebene verlaufenden Entladungsweges wesentlich geändert wird.
Insbesondere ist eine sechseckige Gestaltung des Umfanges der Lampe für den Zusammenbau
mehrerer Lampen zu einer leuchtenden Wand von Bedeutung.
[0013] Bei der erfindungsgemäßen Lampe sind die Elektroden innerhalb der innersten ringförmigen
Trennwand zu beiden Seiten der geraden Trennwand angeordnet. Auf diese Weise werden
bei Verwendung einer zentrischen Sockelung nur kurze Elektrodenzuleitungen benötigt.
Dabei kann der Sockel ein Vorschaltgerät mit oder ohne Starter oder einen Starter
allein enthalten. Die Elektroden sind gegenüber der durch die Entladung gebildeten
Ebene in Richtung des Sockelkörpers zurückgesetzt angeordnet. Durch diese Maßnahme
wird erreicht, daß der zentrale Bereich der lichtabstrahlenden Abschlußplatte nicht
durch die in Elektrodennähe auftretenden Dunkelräume eine geringere Leuchtdichte erhält.
[0014] Die Fertigung der beiden Teile, des schalenförmigen Oberteils - mit den Trennwänden
- und der Abschlußplatte, erfolgt vorteilhaft aus Preßglas. Daneben besteht auch die
Möglichkeit, nur die Abschlußplatte aus Preßglas zu fertigen und das Oberteil mit
den Trennwänden aus Keramik zu erstellen.
[0015] Die beiden Entladungsgefäßteile sind mit Glaslot verbunden. Zur fertigungstechnisch
einfachen Aufbringung und Fixierung des Glaslotes beim Zusammenfügen des schalenförmigen'Oberteils
und der ebenen Abschlußplatte weist letztere auf ihrer der Entladung zugewandten Seite
Nuten auf.
[0016] Die erfindungsgemäße Lampe ermöglicht vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Sie eignet
sich z.B. zur Tischbeleuchtung im Wohnbereich oder zur Arbeitsplatzbeleuchtung. Ein
solcher Lampentyp kann z.B. auch als Wandstrahler Verwendung finden, ggf. in einer
Anordnung von mehreren Lampen. Und es ist ein Einsatz in Verkehrs- und Signalleuchten
denkbar, des weiteren bei entsprechender Anpassung in Bestrahlungsgeräten.
[0017] Die Erfindung ist anhand der folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
Figur 1 zeigt einen Schnitt - parallel zur Sockelachse - durch eine aus schalenförmigem
Oberteil und ebener Abschlußplatte bestehende Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe
in runder Ausführung (Sockelkörper ungeschnitten).
Figur 2 zeigt einen Schnitt - parallel zur Sockelachse - einer weiteren Ausführungsform
der im wesentlichen ebenen Abschlußplatte.
Figur 3 zeigt einen Grundriß des schalenförmigen Oberteils einer Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe
nach Figur 1.
Figur 4 zeigt einen Grundriß des schalenförmigen Oberteils einer Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe
in sechseckiger Ausführung.
Figur 5 zeigt einen Grundriß des schalenförmigen Oberteils einer Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe
in achteckiger Ausführung.
[0018] Wie in Figur 1 dargestellt, setzt sich die erfindungsgemäße Lampe aus dem schalenförmigen
Oberteil 1 und der im wesentlichen ebenen Abschlußplatte 2 zusammen. Das Oberteil
1 besitzt einen herabgezogenen Rand 3 sowie an seiner Innenseite Trennwände 4a, 4b,
deren Symmetrieachsen senkrecht zur Deckfläche 5 verlaufen. Im Zentrum der Deckfläche
5 befindet sich ein Ansatz 6, der einen Sockel 7, z.B. einen Vierstiftsockel, trägt.
Die Elektroden 8 sind gegenüber dem durch das schalenförmige Oberteil 1 und die Trennwände
4a, 4b gebildeten Entladungsweg 9 zurückgesetzt angeordnet. Die Innenseite 10 des
schalenförmigen Oberteils 1 trägt über einer Schutzschicht aus Si0
2 eine dicke Leuchtstoffbeschichtung 11, die in einer Menge von 7 mg/cm
2 aufgebracht ist. Diese Leuchtstoffbeschichtung 11 besteht zur Hälfte aus einem Ca-Halophosphat-Leuchtstoff,
der mit Sb und Mn dotiert ist und zur anderen Hälfte aus einem Dreibanden-Leuchtstoffgemisch.
Um eine Farbtemperatur von 2700 K zu erhalten, wie sie für Wohnraumbeleuchtung vorteilhaft
ist, setzt sich das Dreibanden-Leuchtstoffgemisch aus 69,7 % mit Eu-dotiertem Yttriumoxid,
28,7 % mit Eu-dotiertem Ce-Mg-Aluminat und 1,6 % mit Eu-dotiertem Ba-Mg-Aluminat zusammen.
[0019] Die Abschlußplatte 2 ist auf ihrer der Entladung zugewandten Seite mit Nuten 12 zur
Fixierung der Trennwände 4a, 4b und auf ihrer Außenseite mit einer Riffelung 13 versehen.
Auf der Innenseite 14 befindet sich eine Schutzschicht aus Si0
2.
[0020] Bei der in Figur 2 gezeigten weiteren Ausführungsform der Abschlußplatte 15 trägt
diese auf ihrer der Entladung zugewandten Seite zwischen den Nuten 16 konvex ausgebildete
Wölbungen 17. Auch bei dieser Ausführung ist eine Riffelung 18 vorgesehen.
[0021] In Figur 3 ist der Grundriß des schalenförmigen Oberteils 1 - der Lampe nach Figur
1 - dargestellt. Dieser zeigt den gewundenen Entladungsweg 9, der durch die ringförmigen
Trennwände 4a und die gerade Trennwand 4b gebildet wird. Innerhalb der,innersten ringförmigen
Trennwand 4a sind zu beiden Seiten der geraden Trennwand 4b die Elektroden 8 angeordnet.
[0022] Figur 4 und 5 zeigen zwei weitere Ausführungsformen des schalenförmigen Oberteils
der erfindungsgemäßen Lampe mit einem sechseckigen Umfang 19 und einem achteckigen
Umfang 20. Die Anzahl der Ecken läßt sich beliebig erhöhen.
[0023] Das schalenförmige Oberteil und die ebene Abschlußplatte - entsprechend den Figuren
1 bis 5 - sind aus Preßglas gefertigt und mittels Glaslot miteinander verbunden.
[0024] Die erfindungsgemäße Lampe weist vorzugsweise einen Durchmesser von 90 bis 120 mm
auf. Die Höhe des schalenförmigen Oberteils (ohne Ansatzteil und Sockelkörper) liegt
bei 20 bis 25 mm. Bei einem Außendurchmesser der Lampe von 100 mm und einer Leistungsaufnahme
von 20 W sowie einer Betriebsspannung von 100 V läßt sich ein Lichtstrom von 1150
lm erreichen. Aufgrund der konstruktiven Eigenschaften, die die Lampe als Reflektorlampe
wirken lassen, gelangt man zu einer Axiallichtstärke von 350 cd. Durch entsprechende
Formgebung des Querschnitts des Entladungsweges kann dieser Wert für die Axiallichtstärke
weiter erhöht werden.
1. Flächenförmige Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe mit einem leuchtstoffbeschichteten
Entladungsgefäß, das aus zwei Teilen, einem Oberteil (1) und einem Unterteil (2),
gasdicht zusammengesetzt ist und zwei Elektroden (8) enthält, wobei zumindest eines
der Teile eine den Entladungsweg bildende Unterteilung aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Oberteil (1) schalenförmig mit einer im wesentlichen planen Deckfläche (5)
und einem herabgezogenen Rand (3) ausgebildet ist und an seiner Außenseite einen im
Zentrum befindlichen Sockelkörper (7) sowie an seiner Innenseite Trennwände (4a, b)
aufweist, deren Symmetrieachsen senkrecht zur Deckfläche (5) verlaufen, und daß das
Unterteil (2) aus einer im wesentlichen ebenen Abschlußplatte besteht, wobei die beiden
Entladungsgefäßteile (1, 2) derart ausgebildet sind, daß mindestens 80 % des gesamten
von der Lampe erzeugten Lichtstromes über die Abschlußplatte (2) abgegeben wird.
2. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das schalenförmige Oberteil (1) auf seiner Innenseite (10) eine relativ dicke
Leuchtstoffbeschichtung (11) aufweist, vorzugsweise in einer Menge von mehr als 6
mg/cm .
3. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das schalenförmige Oberteil (1) auf seiner Innenseite (10) eine Leuchtstoffbeschichtung
aufweist, vorzugsweise von 3 bis 5 mg/cm2, und zusätzlich unter der Leuchtstoffbeschichtung oder auf der Außenseite des Oberteils
(1) eine Reflexionsschicht aufgebracht ist.
4. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die ebene Abschlußplatte (2) auf ihrer der Entladung zugewandten Seite (14) eine
relativ dünne Leuchtstoffbeschichtung aufweist, vorzugsweise in einer Menge von 1
bis 3 mg/cm2.
5. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die ebene Abschlußplatte (2) auf ihrer der Entladung zugewandten Seite (14) lediglich
eine Schutzschicht aufweist.
6. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leuchtstoffbeschichtung (11) des schalenförmigen Oberteils (1) aus einer ersten
Schicht eines Halophosphat-Leuchtstoffes und einer zweiten Schicht eines Dreibanden-Leuchtstoffgemisches
besteht.
7. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leuchtstoffbeschichtung der Abschlußplatte (2) aus einem Dreibanden-Leuchtstoffgemisch
besteht.
8. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die ebene Abschlußplatte (2; 15) an ihrer nach außen gewandten Seite mit einer
Riffelung (13; 18) versehen ist.
9. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschlußplatte (15) auf ihrer der Entladung zugewandten Seite zwischen den
Trennwänden bzw. der äußersten Trennwand und dem Rand zur Entladungsseite konvex ausgebildete
Wölbungen (17) aufweist.
10. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwände (4a, b) des schalenförmigen Oberteils (1) derart angeordnet sind,
daß ein gewundener Entladungsweg gebildet ist.
11. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des schalenförmigen Oberteils (1) - im Querschnitt senkrecht zur Sockelachse
gesehen - zwei oder mehrere im wesentlichen ringförmige und nicht völlig geschlossene
Trennwände (4a) verschiedenen Durchmessers konzentrisch zur Sockelachse angebracht
sind, wobei die Öffnungen der Trennwände sich bezüglich der Sockelachse jeweils gegenüberliegen
und diese ringförmigen Trennwände (4a) mit einer geraden Trennwand (4b) symmetrisch
unterteilt sind, die von der äußersten ringförmigen Trennwand (4a) über die Sockelachse
zum gegenüberliegenden Rand (3) des Oberteils (1) reicht.
12. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der durch das schalenförmige Oberteil (1) und die Trennwände (4a, b) begrenzte
Entladungsweg einen so geformten Querschnitt aufweist, daß alle auf der Querschnittsbegrenzung
errichteten Normalen eine Komponente parallel zur Sockelachse besitzen.
13. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden (8) innerhalb der innersten ringförmigen Trennwand (4a) zu beiden
Seiten der geraden Trennwand (4b) angeordnet sind.
14. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden (8) gegenüber der durch die Entladung gebildeten Ebene in Richtung
des Sockelkörpers (7) zurückgesetzt angeordnet sind.
-15. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl des schalenförmige Oberteil (1) mit den Trennwänden (4a, b) als auch die
Abschlußplatte (2) aus Preßglas gefertigt sind.
16. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Preßglasteile (1, 2) mit Glaslot verbunden sind.
17. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die ebene Abschlußplatte (2; 15) auf ihrer der Entladung zugewandten Seite (14)
Nuten (12; 16) zur Fixierung des Glaslotes aufweist.