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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung geht aus von einer Baueinheit für eine elektrischen
Lampe mit Außenkolben gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen oder
Halogenglühlampen.
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Stand der Technik
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WO-A 2006/0131202 beschreibt
eine Hochdruckentladungslampe mit Außenkolben, bei der
ein Außenkolben mit einer Basisplatte verbunden ist, die zur
Durchführung der Stromzuführungen dient. Der Glaskolben
ist dabei in Hartglastechnologie unter Verwendung von Aluminosilikatglas
ausgeführt. Dadurch wird eine Quetschung im Außenkolben
eingespart und die Länge des Außenkolbens reduziert.
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Aus
der
EP-A 1 659 617 ist
bekannt, eine Hochdruckentladungslampe mit einem Außenkolben auszustatten,
der über eine verkürzte Quetschung verfügt.
Dabei wird ein Hohlraum zwischen den beiden Folien in der Quetschfläche
belassen, der die Stromzuführung und einen Teil des Entladungsgefäßes
beinhaltet.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Lampe
bereitzustellen, deren Baulänge gegenüber konventionellen
Lampen deutlich reduziert ist, so dass der Bau besonders kompakter
Lichtquellen ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1.
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Besonders
vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
Baueinheit kann entweder direkt mit einer geeigneten Sockleung bestückt
werden. Sie kann alternativ und bevorzugt als Leuchtmittel in einer
Reflektorlampe oder Leuchte eingeetzt werden.
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Eine
Reduzierung der axialen Länge eines Außenkolbens
ist generell zur Miniaturisierung von elektrischen Lampen wünschenswert,
dies gilt in besonderem Maße für Hochdruckentladungslampen wie
Metallhalogenidlampen. Besonders wichtig ist dieses Ziel bei Reflektorlampen
oder Modullampen. Zur Integration von Hochdruckentladungslampen
mit keramischen Entladungsgefäßen als Lichtquelle
in Reflektor- und Modullampen muss die Gesamtlänge der
Hochdruckentladungslampe reduziert werden. Dies ist beispielsweise
erforderlich, um die Normlängen der Reflektorlampen oder
Modullampen einzuhalten, oder um kleinere Reflektoren zu verwenden, oder
um den Lichtschwerpunkt zu variieren sowie um mehr Platz für
Montage- und Fixierelemente zur Verfügung zu haben.
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Die
Erfindung verwirklicht eine Reduzierung der Außenkolbenlänge
derart, dass der Außenkolben rohrförmig ist und
an beiden Enden gequetscht ist. in der Quetschung ist in an sich
bekannter Weise eine Folie eingebracht. Eine Verkürzung
der Länge des Außenkolbens wird dadurch erzielt,
dass mindestens eine der Folien quer zur Längsachse der
zugehörigen Quetschung angeordnet ist. bisher war es üblich,
die Folie axial anzuordnen. Dadurch kann jetzt die Breite der Quetschung
verkürzt werden, wobei die äußere Stromzuführung
seitlich aus dem Außenkolben herausgeführt werden
kann. Sie kann aber auch achsparallel herausgeführt werden.
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bevorzugt
können auch andere elektrische Zuführungsteile
möglichst kurz gehalten werden. Dies betrifft insbesondere
Gestelldrähte, Haltedrähte und Stromzuführungen.
Der Außenkolben besteht normalerweise aus Quarzglas oder
auch Vycor. Weitere Längenreduzierung ist durch Verzicht
auf übliche Kontakthülsen an den Enden das Außenkolbens
erreichbar sowie durch spezielle Gestaltung der Ausleitung der Stromzuführungen
aus dem Quetschbereich des Außenkolbens.
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Die
Erfindung beruht auf einer Reduzierung der Außenkolbenlänge
derart, dass mindestens eine, bevorzugt aber beide Mo-Folien quer
zur Längsachse des Außenkolbens liegen und dadurch
die Länge des Quetschbereiches reduzieren. Die Durchführung kann
je nach Ausführungsform entweder an den Stirnflächen
in Längsrichtung oder im Quetschbereich radial zur Außenkolbenachse
erfolgen.
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Der
in Quarzglas ausgeführte Außenkolben wird beidseitig
gequetscht. Im Fall des radialen Herausführens der Stromzuführungen
werden die Außenkolben zwecks Montage und Einbau mit je
einem Längsschnitt an den Kolbenenden zur Einführung
der Mo-Folien und der Stromzuführungen versehen („geschlitzt").
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Die
Außenkolbenfüllung kann optional Vakuum, Stickstoff
(50 mbar–800 mbar), Argon (50 mbar–800 mbar) oder
Luft (Normaldruck, offenes System) sein. Die Befüllung des
Außenkolbens kann vor oder nach Erzeugung der Fügestelle
erfolgen.
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Insgesamt
ermöglicht es das neue Konzept, die Baulänge einer
Lampe um eine Größenordnung von 10 mm zu verkleinern,
was bei einer typischen Baulänge von vormals 60 bis 70
mm einer Größenordnung von etwa 15% entspricht.
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Die
Anordnung der Mo-Folien quer zur Brennkörperachse führt
zu einer Reduzierung der Länge des Quetschbereiches. Dadurch
kann die Gesamtlänge gegenüber der bisherigen
Lampenkonstruktion je nach Ausführungsform um bis zu 13
mm reduziert werden.
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Die
großen Abstände der Stromzuführungen erlauben
die Möglichkeit des Lampenbetriebs mit sehr hohen Zündspannungen
von deutlich mehr als 2 kV. Somit sind technische Maßnahmen
zur Realisierung einer schnellen Lichtverfügbarkeit und
Heißwiederzündfähigkeit möglich.
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Das
außerhalb des Außenkolbens liegende Gestell kann
flexibel und je nach benötigter Anwendung montiert werden.
Das erleichtert die Gestaltung miniaturisierter Lampen oder Leuchten,
insbesondere Reflektorlampen, mit einer Baueinheit aus Innenkolben
und Außenkolben wie oben dargestellt.
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Die
Reduzierung der Außenkolbenlänge und der damit
verbundene Platzgewinn ermöglichen die Anwendung gebogener
Mo-Stifte, wodurch die während der Quetschung auftretenden
hohen Temperaturbelastungen für die Einschmelzung am Kapillarenende
eines keramischen Entladungsgefäßes reduziert
werden.
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Beide
Dichtflächen, die durch thermische Formung des Außenkolbens
erzeugt werden, können in auf einem Fertigungssystem hergestellt
werden. Eine Vorformung des Außenkolbens kann ebenfalls entfallen.
Weiterhin erlaubt die Symmetrie eine freie Anbindung des Gestells
bzw. beliebige Einbaulagen, die je nach Brennlage angepasst werden
können. Außerdem sind sehr gleichmäßige
Wärmeableitungen durch identische Gestelldrahtlängen
an beiden Enden möglich.
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Durch
das Herausführen der Gestelldrähte an jeweils
einem Ende des Außenkolbens wird vermieden, dass mindestens
ein Gestelldraht am Brenner vorbeigeführt wird. Bei speziellen
Reflektoren, die eine horizontale Einbaulage ermöglichen,
wird die Lichtausstrahlung und Reflektion nicht durch diesen Gestelldraht
gestört, d. h. es bilden sich keine Schatten durch den
Gestelldraht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel einer Baueinheit;
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2 bis 4 ein
zweites bis viertes Ausführungsbeispiel einer Baueinheit;
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5 ein
Ausführungsbeispiel einer Reflektorlampe.
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6 ein
zweites Ausführungsbeispiel einer Reflektorlampe.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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1 zeigt
eine Baueinheit 1. Sie besteht aus einem keramischen Entladungsgefäß 2,
das entlang einer Lampenachse A durch ein Gestell 3 in
einem Außenkolben 4 aus Quarzglas gehaltert ist.
Der Außenkolben 4 ist rohrförmig und
hat an jedem Ende eine Quetschung 5. Das Gestell 3 besteht
aus zwei kurzen Gestelldrähten, die gekröpft sind.
Die Gestelldrähte enden in Mo-Folien 6, die jeweils
in einer Quetschung 5 angeordnet sind. Die Folien sitzen quer
zur Längsachse A, so dass die Breite B der Quetschung sehr
kurz gehalten werden kann. An der Folie setzt jeweils eine äußere
Stromzuführung 10 an. Die äußere
Stromzuführung ist jeweils radial, also quer zur Längsachse
aus dem Außenkolben herausgeführt. Selbstverständlich
kann auch nur eine Folie quer angeordnet sein, allerdings ist dann
die Einsparung der axialen Länge entsprechend geringer.
Die äußeren Stromzuführungen sind gleichseitig
aus der Quetschung 5 herausgeführt.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel einer Baueinheit, bei dem die Folien 6 konträr
aus der jeweiligen Quetschung 5 herausgeführt
sind. Außerdem sind hier die äußeren
Stromzuführungen 10 achsparallel nach außen
geführt, was je nach Anwendung der Baueinheit sinnvoll
sein kann.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel einer Baueinheit, bei dem die Folien 6 konträr
liegen und die Stromzuführungen 10 radial herausgeführt
sind. Die Baulänge ist aber zusätzlich dadurch
verkürzt, dass mindestens bei einer Quetschung 5,
hier bei beiden gezeigt, eine mittige Aussparung 11 vorgesehen
ist, in die jeweils das Ende des Entladungsgefäßes
hineinreicht.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Entladungsgefäß 2 schräg
in das Volumen des Außenkolbens 4 eingebracht
ist. Dadurch wird zusätzlich die axiale Länge
der Baueinheit reduziert.
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5 zeigt
eine Reflektorlampe 25, bei der eine Baueinheit 1 wie
oben beschrieben axial in einer Reflektorhülle sitzt, die
aus einem konkaven Teil 26 und einem Halsteil 27 besteht.
Am Ende des Halsteils sitzt eine Abschlussplatte 28 mit
handelsüblichen Kontaktstiften 29. Von der Baueinheit
führt eine kurze Stromzuführung 30 zum
einen Sockelkontakt und eine lange Stromzuführung 31 außen
am Außenkolben 4 entlang zum zweiten Kontaktstift 29.
Die Baueinheit ist mittels Kitt 35 im Halsteil befestigt.
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6 zeigt
eine Reflektorlampe 40, bei der die Baueinheit 1 aus
Entladungsgefäß und Außenkolben quer
zur Achse des Reflektors sitzt. Hier ist die Nutzung der Baueinheit
der 3 besonders angebracht, wodurch eine besonders
geringe Bauhöhe der Reflektorlampe insgesamt erreicht wird.
Das untere Ende der Stromzuführungen 30, 31,
die im Halsbereich angeordnet sind, ist mittels Kitt 35 im
Hals 27 befestigt. Selbstverständlich sind auch
andere Befestigungsmöglichkeiten anwendbar.
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Das
Entladungsgefäß hat beispielsweise eine Füllung
aus Metallhalogeniden wie an sich bekannt. Des weiteren sind im
Entladungsgefäß zwei Elektroden angeordnet, zwischen
denen der Entladungsbogen brennt. Als Innenkolben kann auch eine Glühlampe
verwendet werden. Das Leuchtmittel ist dann ein Filament.
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Der
Außenkolben kann einen Pumpstengel, vorzugsweise in seiner
Mitte besitzen, so dass im Fall einer hermetischen Abdichtung des
Außenkolbens durch den Pumpstengel die gewünschte
Atmosphäre in den Außenkolben eingebracht werden
kann.
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Die
Füllung im Innenkolben ist im Falle eines Filaments als
Leuchtmittel eine konventionelle Füllung, wie beispielsweise
in
EP-A 295 592 beschrieben.
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Die
Abmessungen der Lampen variieren in Abhängigkeit von geometrischen
Ausführungsvariante und der Lampenleistung. Die minimale
Lampenlänge bei einer Metallhalogenidlampe mit keramischem
Entladungsgefäß und einer Leistung von 20 W beträgt
36 mm. Sie wird mit einem Ausführungsbeispiel gemäß 3 erzielt.
Analog ist die minimale Lampenlänge bei einer Leistung
von 35 W etwa 43 mm.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/0131202
A [0002]
- - EP 1659617 A [0003]
- - EP 295592 A [0034]