Entladungslampen (115 Artikel)

Die Geschichte der Philips Produkte begann mit der Herstellung von Glühbirnen, die die junge Firme bereits Anfang des letzten Jahrhunderts zu einem der größten Leuchtmittelhersteller in Europa aufsteigen liessen. Der heutige Konzern ist in verschiedene Sparten aufgeteilt, deren Beleuchtungssparte Philips Lighting in "Signify" umfirmiert. Die Marke Philips wird jedoch für Philips Leuchtmittel weiterhin verwendet werden.

Was ist eine Entladungslampe?

Der Begriff Entladungslampe bezeichnet allgemein den Vorgang, dass zwischen Elektroden ein Strom durch ein Füllgas fließt, welcher dieses erhitzt und zum Leuchten bringt. Dies ist ein Gegensatz zu den Glühlampen, welche mithilfe eines erhitzten Drahtes (Glühwendel) Licht abgeben. Eine verbreitete Bauform von Entladungslampen ist die verbreitete Leuchtstoffröhre, die eine Niederdruckversion darstellt. Ebenfalls nach dem Entladungsprinzip aufgebaut sind Glimmlämpchen, die als Signallampe in Schaltern verwendet werden. Spricht man in der Beleuchtungstechnik von Entladungslampen, so werden hiermit meist Gasentladungslampen gemeint, die mit hohen Drücken und Temperaturen arbeiten. Bekannte Beispiele hierfür sind die gelblichen Natriumdampflampen, die als Straßenbeleuchtung weitverbreitet sind oder die "Xenon-H7-Lampen" in Autoscheinwerfern. In professionellen Beleuchtungsszenarien, die hohe Energiedichten und eine tageslichtähnliche Farbwiedergabe erfordern, sind Halogendampflampen auch heute noch gerne verwendete Lichtquellen. Fotografen und Videografen kennen diese beispielsweise als HMI-Scheinwerfer. Auch ist HCI-CDM ein oft gehörter Begriff in diesem Zusammenhang.

Bedingt durch das Funktionsprinzip, das Gasgemisch als solches direkt zum Leuchten zu bringen, ist eine derartige Lampe effizienter als eine Leuchtstoffröhre, deren Leuchtstoff das sichtbare Licht erzeugt. Weiterhin unterliegt eine Lampe nach Entladungsprinzip einem geringeren Verschleiß als vergleichbare Glühfadenlampe.
Hierdurch wird eine stellenweise zehnfach höhere Lebensdauer als bei einer Glühlampe erreicht.

Typen von Entladungslampen

Heutige gängige Entladungslampen lassen sich grob wie folgt unterscheiden:

• Niederdruckentladungslampen
• Hochdruck-Entladungslampen
• Höchstdruck-Gasentladungslampen.

Niederdruckentladungslampen wie Natriumdampflampen sind auch als LS-, NA- oder SOX-Lampen bekannt.
Zu den Hochdruck-Entladungslampen gehören Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (HM-Lampen), Natriumdampf-Hochdrucklampen (HS-Lampen) und verschiedene Ausprägungen der Halogen-Metalldampflampe (HI-Lampen). Hochdrucklampen werden auch HID-Lampen (von engl. high intensity discharge) genannt.

Höchstdruck-Gasentladungslampen werden aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften und enormen Drücke (Explosionsgefahr!) im Kolben nur für Zwecke wie Projektion und Lithografie eingesetzt.

Aus historischen Gründen werden bei Entladungslampen noch die verbreiteten Edisonsockel verwendet, die im Gegensatz zu normalen Glühbirnen oftmals ein E40-Gewinde verwenden. Eine Metalldampflampe mit kleinerer Leistung ist teilweise auch mit einem E27 Gewinde erhältlich. Da diese Leuchtmittel Vorschaltgeräte für Entladungslampen benötigen, können diese nicht als 1:1 Ersatz für Glühbirnen benutzt werden. Weitere Bauformen umfassen den RX7s-Sockel, der auch bei Halogenstäben und dazugehörigen Strahlern zum Einsatz kommt oder Stiftsockel wie G22,G12 oder G8.5.

Letztere sind ideal für Akzentbeleuchtung, in der eine kompakte Entladungslampe zum Einsatz kommt. Geschäfte können so ihre Schaufenster in bestem Licht präsentieren, während die danebenliegende Fußgängerzone von ihren Verwandten erhellt wird.

Je nach Füllung und Material des Kolbens entsteht neben dem sichtbaren Spektrum an Licht ebenfalls UV-Licht. Je nach Verwendungszweck (beispielsweise tageslichtähnliche Beleuchtung) kann dieses unter Umständen erwünscht sein. Alternativ müssen in der Leuchte spezielle UV-Schutzgläser eingesetzt werden, die diesen Spektrumsanteil absorbieren. Da aufgrund der generellen Explosionsgefahr von Hochdrucklampen entsprechende Schutzvorkehrungen getroffen werden müssen, wird ein UV-Schutz oftmals gleichzeitig mit Berühr- und Splitterschutz umgesetzt.

Eigenschaften des abgegebenen Lichts

Je nach Füllung der Lampe, mithilfe derer das abgegebene Licht erzeugt wird, weisen diese Lampen unterschiedliche Charakteristiken auf. Das gelbliche Licht der Natriumdampflampe besteht im Wesentlichen nur aus einer einzigen Wellenlänge, die bei 590 nm liegt. Hierdurch ist das Licht monochromatisch, d.h. ein Farbsehen ist nicht möglich. Da bei dieser Wellenlänge jedoch das menschliche Auge Kontraste besonders stark wahrnimmt, ist dieser Effekt beispielsweise bei Verwendung als Straßenbeleuchtung erwünscht.

In der Zeit der analogen Dunkelkammer waren Natrium-Niederdrucklampen begehrt, da deren schmalbandiges Spektrum keine Belichtung auf S/W-Fotopapier vorgenommen hat. Natrium-Hochdruckdampflampen wie die Philips MASTER GreenPower verfügen über ein verbreitertes Spektrum im Rotbereich und eignen sich besonders als Gewächshausbeleuchtung zur Förderung der Fotosynthese.
Eine Halogen-Metalldampflampe besitzt aufgrund ihres Füllgasgemisches ein Farbspektrum, welches dem Sonnenlicht ähnelt. Hierdurch erreichen diese eine sehr gute Farbwiedergabe von 90% (Ra=0,9). Abhängig vom Kolbenmaterial kann vor allem bei Quarzglaskolben (HQI Lampe) zum Ende der Lebensdauer eine Drift in den grünlichen Bereich erfolgen. Lampen mit Keramikkolben sind von diesen Alterungserscheinungen weniger betroffen, aber auch teurer. Aufgrund der besseren Durchlasseigenschaften von Keramikkolben ist die Lichtausbeute höher als bei einfachen Quarzlampen.

Aufgrund des im Vergleich zu Glühbirnen deutlich größeren Kolbens gibt eine Metalldampflampe ihr Licht nicht als Punktlichtquelle ab, was in Verbindung mit größeren Reflektoren in Leuchten oder Downlights dazu beiträgt, Blendwirkung zu reduzieren.

Anwendungsszenarien in der Praxis 

Die klassische Anwendung von Entladungslampen der Philips Beleuchtung besteht in dem Einsatz in Außenbeleuchtung in Industrie, Fußgängerzone oder allgemeiner Straßenbeleuchtung. Auch in Bereichen, wo es auf lange Wartungsintervalle, hohe Lichtleistung und gute Farbwiedergabe ankommt, sind besonders Metallhalogendampflampen vielen anderen Lichtquellen überlegen.

Ein Beispiel hierfür sind Sporthallen, Stadien oder auch Aquarien und Architekturbeleuchtung von historisch wertvollen Gebäuden. In Bereichen der Foto-und Videoproduktion, wo eine korrekte Farbwiedergabe wichtig ist, wie Mode- und Fashionfotografie, erlaubt eine Halogen-Metalldampflampe wie die HCI-CDM eine Kombination aus hohen Lichtströmen und kompakten Gehäusen. Ähnliches gilt für den Einsatz im Theater- und Bühnenbereich.

Wichtig ist hier, dass Entladungslampen im Gegensatz zu Leuchtstoffröhren kein netzfrequenzabhängiges Flackern zeigen und somit eine konstante Lichtqualität liefern. Hierfür wird oftmals ein modernes elektronisches Vorschaltgerät (EVG) verwendet. Aufgrund des Startverhaltens, der ein Aufwärmen und Einpegelungsphase von bis zu 10 Minuten benötigt, eignen sich HID-Lampen nicht für Anwendungen, in denen diese häufig geschaltet werden. Idealerweise werden sie eingeschaltet und können dann mehrere Stunden konstant durchlaufen.

Eine Sonderrolle spielen Quarzlampen sowie Mitteldruck-Quecksilberlampen. Diese werden gezielt dazu eingesetzt, primär UV-Licht bzw. Licht mit hohem UV-Anteil zu erzeugen. Hiermit werden Farben und Lacke zum Aushärten gebracht, Wasser desinfiziert oder in kriminalistischen Anwendungen mittels UV-Licht Spuren sichtbar gemacht. Ebenfalls werden viele medizinische und therapeutische Anwendungen hierfür gefunden, die auch Solarien mit einschliessen.

Vorschaltgeräte und Funktion/Probleme

Das Funktionsprinzip einer Gasentladungslampe beruht darauf, dass ein heißes, ionisiertes Gas einen Lichtbogen transportiert. Da dieser nur durch eine hohe Spannung erzeugt werden kann, ist ein Betrieb eines solchen Leuchtmittels an normaler Netzspannung von 230 Volt nicht möglich. Spezielle Vorschaltgeräte für Entladungslampen sorgen dafür, dass unter Umständen die Elektroden der jeweiligen Leuchtmittel vorgewärmt werden, bevor mit Hochspannung von mehreren tausend Volt ein erster Lichtbogen gezündet wird. Nach Zündung überwacht das EVG (elektronisches Vorschaltgerät) die Aufwärmphase und begrenzt mit zunehmender Leitfähigkeit des Gasgemisches die Stromaufnahme, da ansonsten das Leuchtmittel überhitzt und durchschlägt. Einige EVG speisen die Lampen mit Hochfrequenzstrom, welches einigen Typen sogar eine begrenzte Dimmbarkeit erlaubt. Einige Leuchtmittel sind unter Umständen sogar für einen sogenannten Warmstart geeignet- das heißt, diese können direkt nach Ausschalten wieder gezündet werden, wenn die Leuchtmittel noch warm sind. Normalerweise sollte eine Entladungslampe einige Minuten komplett abkühlen, bevor diese kontrolliert neu gezündet wird, um Beschädigungen zu vermeiden.

Quecksilber, Halogenide, seltene Erden und andere Inhaltsstoffe

Eine Entladungslampe enthält neben Quecksilber noch andere Stoffe, die dabei helfen, die Lichtausbeute und Haltbarkeit zu steigern. Mithilfe von Metallzusätzen wie denen der sogenannten Seltenerdmetalle wird in einigen Leuchtmitteln wie der HQI Lampe das abgegebene Spektrum optimiert.

Diese Stoffe sind nicht unproblematisch, daher muss das Leuchtmittel nach Gebrauch entsprechend entsorgt werden und darf nicht im normalen Müll landen. Dies gilt ebenfalls für gesplitterte Lampen, hier sollen die Splitter mit Handschuhen eingesammelt und in einer verschlossenen Plastiktüte am Wertstoffhof abgegeben werden. Ab 2018 wird EU-weit der Einsatz von Quecksilber reduziert (https://www.bmu.de/pressemitteilung/schrittweises-verbot-fuer-quecksilberhaltige-produkte/ )
Dies betrifft beispielsweise Hochdruck-Quecksilberdampflampen (HQL), die oftmals relativ direkt durch andere Entladungslampen wie CDM-Lampen ersetzt werden können. Generell gilt hier, wie auch bei Verbot von ineffizienten Glühlampen, dass nicht ersetzbare Artikel bzw. Leuchtmittel von diesen Verboten initial ausgenommen sind, bis Alternativen zur Verfügung stehen. Da LED-Beleuchtung zunehmend leistungsfähiger wird, ist zu erwarten, dass sich an dieser Stelle zukünftig signifikante Veränderungen ergeben werden.

Keramik-Metallhalogendampflampen

Die Philips MASTER CDO-TT Lampen gehören zu den hochwertigsten Entladungslampen, die derzeit verfügbar sind. Die eingesetzte Keramik verhilft der Lampe zu einer hohen Lichtdurchlässigkeit und einer durchschnittlichen Lebenserwartung von über 10.000 Stunden laut Herstellerangabe. Das glühlampenähnliche warmweiße Vollspektrumlicht verbreitet eine angenehme Lichtstimmung. Diese Leuchtmittel sind ideal für die Außenbeleuchtung geeignet, wenn größere Flächen mit hochwertigem Licht beleuchtet werden sollen. Aufgrund der Temperatur von bis zu 350 Grad am Kolben gelten entsprechende Anforderungen an die Leuchte, was Wärmeabfuhr und UV-Schutzglas anbetrifft. Gemütliches Bummeln in einer Fußgängerzone ist hiermit ein vergnügen.

MHN/HPI Metallhalogendampflampen

Dies sind die "einfachen" Versionen der CDM-Lampen. Ohne Keramikkörper sind diese in der Regel günstiger, aber etwas ineffizienter bei dem Verhältnis von Stromverbrauch zu abgegebener Lichtmenge. Laut Herstellerangaben ist bei den Philips HPI-T Modellen kürzer als bei den MHN-Versionen. Auch ist die Farbwiedergabe nicht allzu gut, der Farbwiedergabeindex der HPI-Modelle liegt bei Ra=0,6. Dies ist deutlich schlechter als bei anderen Leuchtmitteln. Dies prädestiniert diese Lampen für Einsatzgebiete der Außenbeleuchtung wie Parkplatzbeleuchtung, bei der es eine farbtreue Wiedergabe nicht wichtig ist.

SON Hochdrucknatriumdampflampen

Diese sehr langlebigen und energieeffizienten Lampen sind prädestiniert für die Beleuchtung von Außenbereichen, in denen gelbliches Licht tolerierbar ist. Der niedrige Farbwiedergabeindex von 25% spricht hier Bände für die Lichtqualität, dafür ist bei einem Einsatz in der Straßenbeleuchtung die Erkennbarkeit von Kontrasten gesteigert.

Im Gegensatz zu vielen anderen Entladungslampen sind diese Hochdrucknatriumdampflampen dimmbar. Als interessante Eigenschaft existiert in Form der Philips MASTER SON-T APIA Plus Hg Free eine quecksilberfreie Alternative zu den meisten herkömmlichen Entladungslampen. Diese ist somit vom oben erwähnten EU-Verbot nicht betroffen.

Horticulture (HID) Lampen

Diese Philips Produkte sind für den Einsatz in Gewächshäusern vorgesehen. Diese emittieren vorrangig gelblich/rötliches Licht zur Anregung des Pflanzenwachstums. Zusätzlich wird ebenfalls ein signifikanter Blauanteil abgegeben, der in einigen Wachstumsphasen von Pflanzen relevant ist und potentiell positive Auswirkungen auf das Wachstumsverhalten und Photosynthese hat.

Die Philips MASTER GreenPower sind auf einen hohen Blauanteil im Spektrum optimiert. Weiterhin ist die Konstruktion des Gehäuses mit wenigen Lötstellen auf einen Einsatz in Leuchten an vibrationsreichen Einsatzstellen ausgelegt. Hierdurch wird eine optimierte Lichtversorgung ermöglicht, da oftmals eine einzige Lampe für die Wachstumsphasen der Pflanzen ausreichen kann. Die PIA-Technologie mit einer optimierten Elektrodenkonstruktion sorgt für eine geringe Alterung und hohe Lichtausbeute einer Philips Beleuchtung im Gewächshaus.

Natriumdampf-Niederdrucklampen

Die klassische monochromatische Straßenbeleuchtungslampe. Weiterhin für die Beleuchtung sonstiger Verkehrswege positioniert, in denen eine gleichmässige Lichtverteilung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und geringem Energieverbrauch wichtig ist. Im Gegensatz zu dem sonst üblichen Edisongewinde werden SOX-Lampen mit einem Bajonettsockel gefertigt, der gleichzeitig die Einbaulage im Betrieb sicherstellt. Dies hat den Grund, dass heisses Natrium nicht an die Elektroden gelangen soll und somit schädigt. Dies würde die Lebensdauer des Leuchtmittels signifikant verkürzen. Mit einer mittleren Lebenserwartung von 18.000 Stunden sind mehrere Jahre Betrieb ohne Leuchtmittelwechsel realisierbar.

Mastercolour CDM

Diese CDM-Lampen sind die kleineren Geschwister der oben aufgeführten Keramik- Metallhalogendampflampe. Diese sind für den Einsatz in Beleuchtung von Geschäften und sonstigen Gewerbeobjekten vorgesehen. Hierzu verfügen diese über für Strahler oder Downlights optimierte Gehäuse, die beispielsweise in der PAR-Version über integrierte Reflektoren verfügen. Andere Gehäusevarianten mit Stiftsockel sind ebenfalls verfügbar. Für eine einfachere Integration sind einige Versionen mit integrierten UV-Schutz verfügbar, was eine kompaktere Bauweise der Leuchten resp. deren Splitterschutzmechanismen erlaubt. Da diese kompakte Entladungslampe deutlich heisser werden kann als deren größere Varianten, ist allerdings auf die Wärmeabfuhr zu achten. Je nach Verwendungszweck muss zudem auf die Lichtfarbe, die von warmweiß bis neutralweiß reicht, geachtet werden.

Master SDW-T

Diese Hochdruck-Natriumdampflampe als kompakte Entladungslampe ist von Philips für den Einsatz in der Verkaufspräsentation vorgesehen. Die warme Lichtfarbe von 2500K sorgt für eine gute Farbwiedergabe insbesondere bei Rot-, Gelb- und Brauntönen. Dies ist ideal für den Einsatz in Bäckereien und Möbelgeschäften. Der integrierte UV-Block verhindert ein Ausbleichen der angestrahlten Ware oder Warenauslage.

MHN-TD

Das Einsteigermodell der Philips Leuchtmittel bei geringen Ansprüchen an die Beleuchtungsqualität. Durch die Ausformung als Stab im verbreiteten RX7s Sockel lässt sich dieses Leuchtmittel in vielen Strahlern oder Leuchten für Akzentbeleuchtung (Werbetafeln, Fassaden etc.) verwenden. Ein Austausch gegen Halogenbrennstäbe ist nicht 1:1 möglich, da ein Vorschaltgerät benötigt wird. Die Farbwiedergabe ist mit einem Ra=0,7 ausreichend für viele Anwendungen, in denen ein farbtreues Arbeiten nicht gefordert ist. Die Lichtfarbe beträgt wahlweise warmweiß oder neutralweiß.

Fazit:

Die Beleuchtungstechnik hat seit der Erfindung der Glühbirne mit Edisongewinde einen langen Weg zurückgelegt. Im Gegensatz zu Beleuchtung im Privathaushalt ist eine Metalldampflampe für Einsatz im gewerblichen Bereich ausgelegt, in dem andere Anforderungen an Energieeffizienz und Folgekosten gelten. Hier zählt die Kombination aus Leistungsdichte und Energieverbrauch über mehrere Jahre hinweg. Auch sind seltene Wartungsintervalle ein gewichtiges Argument für Philips Produkte über die Nutzungsdauer einer Beleuchtungsanlage. Je nach Verwendungszweck bieten Philips Leuchtmittel eine Lösung für jede Herausforderung beleuchtungstechnischer Art. Als einer der Marktführer in Bereich Lichttechnik steht Philips für Qualität und Innovation.