DE102005005264A1

DE102005005264A1 - Einseitig gesockelte Lampe

Info

Publication number: DE102005005264A1
Application number: DE102005005264A
Authority: DE
Inventors: Joachim Arndt; Uwe Fidler; Markus Herb
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-10
Also published as: JP4829253B2; JP2008529248A; WO2006081806A2; US20080157645A1; WO2006081806A3

Abstract

Einseitig gesockelte elektrische Lampe, insbesondere Hochdruckentladungslampe, mit einem vakuumdicht abgeschlossenen Innengefäß (2, 3), wobei dieses von einem Hüllteil (24) umgeben ist, wobei ein Sockel mit elektrischen Anschlüssen einerseits das Innengefäß und andererseits das Hüllteil trägt. Die Lampe zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A a) Der Sockel weist einen aus isolierendem Material gefertigten Sockelstein (12) auf, der eine zentrale Öffnung (11) mit umgebendem Kragen (13; 63) besitzt, in der das Innengefäß aufgenommen ist; DOLLAR A b) der Sockelstein besitzt ein Mittel zum Befestigen für das Hüllteil; DOLLAR A c) das Hüllteil besitzt sockelseitig eine kreisförmige Öffnung mit gegebenem Innendurchmesser ID und besitzt zur Halterung am Sockelstein eine radial nach außen vorspringende Verdickung mit gegebenem Durchmesser ÜB, wobei das Verhältnis ÜB : ID 1,25 ist; DOLLAR A d) das Hüllteil ist am Sockelstein durch einen kittfreien mechanischen Haltemechanismus befestigt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Einseitig gesockelte Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Hochdruckentladungslampen, bevorzugt Metallhalogenidlampen, aber auch beispielsweise um Halogenglühlampen. Häufig wird dabei ein längsgestrecktes, insbesondere keramisches, Entladungsgefäß als Lampenkolben benutzt.

Aus der DE-C1-43 17 252 ist bereits eine Einseitig gesockelte Lampe bekannt, die aus drei Kolben aufgebaut ist. Sie besitzt einen keramischen Adapter, der an einem Schraubsockel montiert ist. Zwischen dem Hüllkolben und Außenkolben herrscht Atmosphärendruck.

Die EP-A 1 109 199 beschreibt eine einseitig gesockelte Hochdrucklampe, bei der der Außenkolben von einem Reflektor umgeben ist. Der Sockel ist mittels einer Crimpung direkt am Reflektorhals befestigt. Nachteilig daran ist, dass die Bemaßung des Halses des Reflektors auf die Standardmaße des Sockels abgestimmt sein muss.

Aus der PCT/DE/2004/001710 (noch nicht veröffentlicht) ist ebenfalls eine einseitig gesockelte Lampe bekannt, bei der der Hüllkolben eine radial nach außen vorspringende Verdickung besitzt. Die Herstellung erfordert daher großen Aufwand. Der Hüllkolben ist hier aus Pressglas gefertigt, ebenso die Verdickung. Diese ist so ausgeprägt, dass sie einen Dichtring tragen kann.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einseitig gesockelte Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die einfach herzustellen ist, und die insbesondere auch einfach zu montieren und gut automatisierbar herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße einseitig gesockelte Lampe besitzt ein vakuumdicht abgeschlossenes Innengefäß, insbesondere einen Lampenkolben einer Glühlampe, oder auch ein längsgestrecktes Entladungsgefäß, das u.U. noch in einem Außenkolben untergebracht ist. Das Innengefäß ist noch von einem Hüllteil umgeben. Dieses ist bevorzugt möglichst dünnwandig, insbesondere Wandstärke 1,5 bis 2,3 mm. Das Material kann bei neidrigbelastetetn Lampen bis 50 W Weichglas sein, wie beispielsweise Natronkalkgals, bevorzugt ist es aber hochtemperaturbeständig und besteht aus Quarzglas oder Hartglas, insbesondere ist Borosilikatglas gut geeignet wie beispielsweise Duran ^® von Schott.

Bevorzugt handelt es sich beim Innengefäß um eine Baueinheit Entladungsgefäß mit Außenkolben. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um ein keramisches Entladungsgefäß, insbesondere für eine Metallhalogenidlampe, beispielsweise für Allgemeinbeleuchtungszwecke. Dabei trägt ein Sockel mit elektrischen Anschlüssen einerseits das Innengefäß und andererseits das Hüllteil. Die elektrischen Anschlüsse sind normalerweise mit Stromzuführungen verbunden, die einen elektrischen Kontakt zu einem Leuchtmittel im Innern des Innengefäßes herstellen, beispielsweise ist das Leuchtmittel durch Elektroden oder einem Leuchtkörper einer Glühlampe realisiert. Ohne Beschränkung der Erfindung können auch Außenelektroden verwendet werden, oder eine elektrodenlose Konfiguration. Statt eines keramischen Entladungsgefäßes kann auch ein Entladungsgefäß aus Quarzglas oder Hartglas verwendet werden. Ein Außenkolben als Teil des Innengefäßes ist nicht unbedingt erforderlich, aber erwünscht.

Erfindungsgemäß wird die Kombination folgender Merkmale eingesetzt, so dass eine umständliche Gestellmontage und heiße Prozesse wie Einschmelzen oder Ausheizen des Sockelkitts entfallen:

a) der Sockel weist einen aus isolierendem Material gefertigten Sockelstein auf, der eine axial ausgerichtete zentrale Öffnung mit umgebendem Kragen besitzt, in der das Innengefäß aufgenommen ist;
b) der Sockelstein besitzt Mittel, die eine Halterung des Hüllteils ermöglichen; insbesondere ist das Mittel ein radial vorspringendes Segment, das kreisförmig ist, insbesondere mit einem bezogen auf den Sockel zugehörigen oberen und unteren Plateau;
c) das Hüllteil besitzt sockelseitig eine kreisförmige Öffnung mit gegebenem Außendurchmesser AD und gegebenem Innendurchmesser ID und besitzt als Mittel zur Halterung am Sockelstein, die mit den Halterungsmitteln des Sockelsteins zusammenwirken; eine radial nach außen vorspringende Verdickung mit einem maximalen Durchmessers des Überstand ÜB, der insbesondere dadurch bewerkstelligt ist, dass der Rand verformt ist, wobei das Verhältnis ÜB:ID ≤ 1,25 ist
d) das Hüllteil ist am Sockel durch einen kittfreien mechanischen Haltemechanismus unter Einbeziehung der Mittel aus b) und c) befestigt.

Insbesondere ist die Verdickung tropfenförmig gestaltet. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das Hüllteil aus Borosilikatglas gefertigt ist.

Eine besonders einfache Formung des schmalen Randes, der absolut nur noch etwa 0,6 bis 1,1 mm Überstand an der Außenwand des Hüllkolbens ausmacht, besteht im Prozess der Flammenverrundung, aber auch mittels Laser oder Plasma ist Erwärmung möglich. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte:

a) Bereitstellen eines Hüllteils mit glattem Randbereich seiner kreiszylindrischen Öffnung;
b) Erwärmen eines Bereichs um die Öffnung herum bis das Glas erweicht, wobei das Hüllteil ggf. senkrecht gestellt wird;
c) ggf. Formen des Randes, solange das Glas noch weich ist.

Der Rand des Hüllteils aus Glas ist vorteilhaft tropfenförmig verdickt, was insbesondere auf einfache Weise durch Flammverrunden möglich ist.

Die Flammverrundung wird mit der Flamme eines Gasbrenners erzeugt. Sie kann frei verrundet einen "Tropfen" erzeugen, der sich aufgrund der Oberflächenspan nung bildet. Je nach Ausrichtung des Hüllteils, beispielsweise waagrechter oder senkrechter Lage der Achse, entstehen dabei unterschiedliche Formen. Der erweichte Rand kann aber auch nach dem Erhitzen durch die Flamme an ein Formwerkzeug angelegt werden, solange der erhitzte Rand noch ausreichend warm ist. Damit kann jede gewünschte Form des Randes erzeugt werden. Es empfiehlt sich, dabei jeweils das zu verformende Rohr rotieren zu lassen. Die Technik der Flammverrundung ist an sich für sich genommen altbekannt, entfaltet aber im Zusammenhang mit dem Hüllteil aus Glas ein hohes Sparpotential.

Das Hüllteil ist insbesondere dadurch am Sockelstein befestigt, dass ein Klammerteil die Distanz zwischen dem unteren Plateau des Sockelsteins und mindestens der oberen Kontaktfläche des Randes halternd überbrückt. Dabei wird auf einen Dichtungsring normalerweise verzichtet. Das Klammerteil kann beispielsweise ein Aluminiumband sein.

Der Sockel weist neben dem Sockelstein ein übliches, der Fassung zugewandtes Teil auf, beispielsweise einen Schraubsockelansatz oder Bajonettsockelansatz oder GU-Sockel.

Bevorzugt ist das Innengefäß, also beispielsweise der Lampenkolben oder der Außenkolben, der ein Entladungsgefäß enthält, bzw. das Entladungsgefäß im Falle des Fehlens eines Außenkolbens, in der zentralen Öffnung mittels eines Federclips gehaltert.

Eine einfache, zuverlässige und kostengünstige Lösung für die Halterung des Hüllteils besteht darin, dass das Klammerteil aus über den Umfang verteilten Klammern oder einem umlaufenden Klammerband besteht. Insbesondere ist das Klammerband ein verformbarer Ring, der insbesondere aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist, so dass eine sehr einfache Halterung dadurch möglich wird, dass das Klammerband zunächst am unteren Plateau bereits abgewinkelt angelegt wird und dann über das vorspringende Segment hinaus auf Anschlag hochgezogen wird. Sobald das Hüllteil aufgesetzt ist, kann das Klammerband, bevorzugt ein Ring aus Aluminium, mechanisch am vorspringenden Segment bis zur oberen Kontaktfläche angeformt werden. Durch das Umbiegen um die obere Kontaktfläche herum wird der Rand des Hüllteils fixiert.

Bevorzugt ist zwischen Klammerteil und oberer Kontaktfläche des Rands des Hüllteils kein Dämpfungsmittel eingebracht. Der Verzicht ist insbesondere deswegen möglich, weil der Hüllkolben aufgrund seiner dünnen Wandstärke relativ leicht ist.

Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dieses Mtitel einzusetzen. Dabei handelt sich insbesondere um eine Art O-Ring, beispielsweise aus einem Elastomer. Damit wird das Material des Hüllteils, vorteilhaft Glass oder Aluminium, während des Anformprozesses vor Beschädigung geschützt. Ein weiterer Vorteil ist, dass dadurch über die Lebensdauer der Lampe die Verbindungskraft zwischen Hüllteil und Segment spielfrei erhalten bleibt. Aufgrund des Dämpfungsrings kann die Spannung des Klammerteils gefahrlos erhöht werden und somit die Verbindung zuverlässiger gestaltet werden.

Üblicherweise sind aus dem Lampenkolben Stromzuführungen herausgeführt, die mit den elektrischen Anschlüssen des Sockels verbunden sind.

Üblicherweise weist der Sockel außerdem ein fassungszugewandtes Teil auf, das zumindest teilweise wie an sich bekannt mittels Crimpung mit dem Sockelstein verbunden ist. Dieses Teil enthält beispielsweise ein übliches Schraubgewinde oder Zapfen eines Bajonettsockels etc.

Bei dem Hüllteil kann es sich beispielsweise um ein geschlossenes Teil wie einem weiteren, jedoch nicht vakuumdicht abgeschlossenen, Hüllkolben handeln, oder auch um eine Kalotte, die eine Reflektorkontur aufweist. Das Hüllteil ist aus glasartigem Material gefertigt.

Eine typische Anwendung ist eine Metallhalogenidlampe, die eine Füllung mit oder ohne Quecksilber-Anteil, ggf. mit inertem Zündgas, vorteilhaft Edelgas, enthält.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung der Metallhalogenidlampe in Seitenansicht;
2 den Hüllkolben mit Rand (2a) und den Rand in Detailansicht (2b);
3 weitere Ausführungsformen des Randes (3a und 3b);
4 Beispiele der Verankerung des Randes im Sockelstein (4a und 4b).
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenidlampe 1 zeigt 1. Ein keramisches Entladungsgefäß 2, das zweiseitig verschlossen ist, ist längsgestreckt in der Lampenachse A angeordnet. Es ist eng von einem Außenkolben 3 umgeben, der einseitig gequetscht ist und aus Hartglas gefertigt ist. Beide Teile 2, 3 zusammen bilden das Innengefäß (2, 3). Ein Gestell 4 mit kurzer und langer Zuleitung 5, 6 haltert das Entladungsgefäß 2 im Außenkolben 3. Die Elektroden 7 im Innern des Entladungsgefäßes sind über Durchführungen 8 mit den Zuleitungen 5, 6 verbunden. Letztere sind im Bereich einer Quetschung 9, die den Außenkolben 3 verschließt, mit äußeren Stromzuführungen 10 verbunden. Die Quetschung 9 des Außenkolbens sitzt in einer dazu passenden Öffnung 11 eines Sockelsteins 12 aus Keramik und ist dort durch einen Metallclip 34 gehaltert. Der Sockel ist im wesentlichen aus dem Sockelstein 12 und einem Schraubsockelteil 19 gebildet. Diese Öffnung 11 ist von einem zentralen Kragenteil 13 umgeben. Es ragt aus einer Ebene heraus, die das obere Plateau 14 eines radial vorspringenden scheibenförmigen Segments 15 bildet. Das Segment 15 ist des weiteren mit einer Seitenwand 16 und einem unteren Plateau 17 ausgeführt. Es sitzt auf einem Halsteil 18, das ein fassungszugeordnetes Teil, hier ein Schraubsockelteil 19 mit Gewinde, haltert. Der Schraubsockel 19 ist mittels Crimpung 20 am Halsteil 18 befestigt. Das Halsteil 18 ist innen hohl, wobei die Stromzuführungen 10 mit elektrischen Anschlüssen 21 des Sockels über eine Klemm-Schneid-Verbindung 22 im Hohlraum 23 des Halsteils verbunden sind. Ähnlich geeignet sind auch andere mechanische Verbindungstechniken oder eine übliche Schweißverbindung.
Ein Hüllkolben 24, der den Außenkolben 3 in relativ großem Abstand umgibt, besitzt eine sockelseitige Öffnung 25, die kreiszylindrisch ist und im Durchmesser dem Außendurchmesser des Segments 15 angepasst ist. Zwischen beiden Teilen, die in Form und Abmessung einander angepasst sind, kann noch ein Pufferteil 26 (gestrichelt in 3 eingezeichnet) eingefügt werden, das beispielsweise eine Silikonmanschette sein kann.
Der Hüllkolben 24, siehe dazu auch 2, ist an seiner Öffnung 25 mit einem radial vorspringenden Rand 27 ausgestattet. Er hat eine ebene untere Kontaktfläche 28, die dem oberen Plateau 14 des Segments des Sockelsteins angepasst ist. Das obere Plateau kann Höcker aufweisen, die eine Beabstandung des oberen Plateaus 14 zum Hüllkolben bewirken. Außerdem hat er eine schmale obere Kontaktfläche 29, die parallel zur unteren Kontaktfläche 28 oder auch schräg dazu ausgerichtet ist. Auf ihr sitzt ein Elastomer-Ring 30, beispielsweise aus Viton^®.
Der Rand 27 ist dadurch bewerkstelligt, dass er als schmale Verdickung gefertigt ist. Diese Verdickung wird durch Flammverrundung 26 des Randbereiches des Hüllteils an der Öffnung erzielt. Das Hüllteil kann insbesondere einen geraden Hals 28 als Ansatz im Bereich seiner Öffnung besitzen, siehe 1. Dabei muss bei der Flammverrundung beachtet werden, dass der Rand so verformt wird, dass dessen Außendurchmesser größer als der Halsdurchmesser ist. Dies gilt analog auch für die Kontur und den Hals einer Kalotte bei Reflektorlampen, wenn es sich um einen Glasreflektor handelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser des Halses 24,5 mm, der Außendurchmesser beträgt 28 mm. Der Durchmesser der Verdickung ist 29,4 mm.
3 zeigt weitere Beispiele für die Gestaltung des Randes des Hüllteils, wobei hier keine Formgebung erforderlich war, sondern allein die Schwerkraft das geeignet aufgestellte Hüllteil verformt.
In 4 sind zwei Beispiele für geformte verdickte Ränder gezeigt, wobei diese Form gut geeignet ist um in einem Sockelteil auch ohne zusätzliche Klammer befestigt zu werden. Die Halterung wird dadurch erzielt, dass der Sockelstein aus zwei Teilen besteht und einen umlaufenden Kanal besitzt.
Der Sockelstein 12 weist vorteilhaft an seiner Oberfläche, die zum Hüllteil 23 zeigt, eine umlaufende Rinne 30 auf, die in der Nähe des Außenrandes verläuft (4a und 4b). Der Außenrand der Rinne 30 ist teilweise mit einer Überdachung 31 versehen (5b), die in der Rinne noch ausreichend Platz für die Wand des Halses 28 belässt. Dadurch, dass der Sockelstein mindestens zweiteilig zusammengesetzt wird, kann die Verdickung 54 des Hüllteils 23 auf einfache Weise von dem Dach 31 der Rinne 30 hinterfangen werden, wodurch das Hüllteil 23 am Sockelstein 12 arretiert ist. In 4a ist gezeigt, dass vorteilhaft ein elastischer Ring in der Rinne einen sicheren, wackelfreien Halt des Hüllteils am Sockelstein schafft.

Claims

Einseitig gesockelte elektrische Lampe, insbesondere Hochdruckentladungslampe, mit einem vakuumdicht abgeschlossenen Innengefäß (2, 3), wobei dieses von einem Hüllteil (24) umgeben ist, wobei ein Sockel mit elektrischen Anschlüssen einerseits das Innengefäß und andererseits das Hüllteil trägt, gekennzeichnet, durch die Kombination folgender Merkmale: a) der Sockel weist einen aus isolierendem Material gefertigten Sockelstein (12) auf, der eine zentrale Öffnung (11) mit umgebendem Kragen (13; 63) besitzt, in der das Innengefäß aufgenommen ist; b) der Sockelstein besitzt ein Mittel zum Befestigen für das Hüllteil, c) das Hüllteil besitzt sockelseitig eine kreisförmige Öffnung mit gegebenem Innendurchmesser ID und besitzt als Mittel zur Halterung am Sockelstein eine radial nach außen vorspringende Verdickung mit gegebenem Durchmesser ÜB, wobei das Verhältnis ÜB:ID ≤ 1,25 ist; d) das Hüllteil ist am Sockelstein durch einen kittfreien mechanischen Haltemechanismus befestigt.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllteil am Sockel durch ein Klammerteil befestigt ist, dass die Distanz zwischen einem unteren Plateau des Sockelsteins und einer oberen Kontaktfläche der Verdickung halternd überbrückt.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand tropfenförmig ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand durch Erwärmen eines Bereichs an der Öffnung, insbesondere mittels Flammverrundung hergestellt ist.
Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klammerteil aus über den Umfang verteilten Klammern oder einem umlaufenden Klammerband besteht.
Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klammerband ein verformbarer Ring, durch Stoffschluss verbundener mehrteiliger Ring oder ein Ring mit federnden Elementen ist oder dass die über den Umfang verteilten Klammern verformbare, durch Form- oder Stoff- oder Kraftschluss verbundene oder federnde Elemente sind.
Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Klammerteil und oberer Kontaktfläche des Rands des Hüllteils, oder zwischen der unteren Kontaktfläche des Randes des Hüllteils und dem oberen Plateau des Sockelsteins, oder zwischen Klammerteil und unterem Plateau des Sockelsteins, ein Dämpfungsmittel eingebracht ist.
Lampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel ein O-Ring ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllteil aus glasartigem Material gefertigt ist, insbesondere aus Hartglas oder Quarzglas, bevorzugt aus Borosilikatglas.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllteil ein geschlossener Kolben ist oder eine Reflektorkontur aufweist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllteil am Sockel dadurch befestigt ist, dass der Sockelstein einen umlaufenden Kanal an seiner Oberfläche besitzt, in dem der Rand des Hüllteils aufgenommen ist, wobei der Kanal ein Dach besitzt.
Lampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastischer Ring zwischen Verdickung und Dach eingebracht ist.
Verfahren zum Herstellen einer Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines Hüllteils mit kreisförmiger Öffnung; b) geeignetes Erwärmen eines Bereichs um die Öffnung, insbesondere mit einer Gasflamme, so dass eine Verdickung entsteht, die radial nach außen absteht; c) evtl. Formen der Verdickung.