DE102009015894A1

DE102009015894A1 - Elektrische Lampe

Info

Publication number: DE102009015894A1
Application number: DE200910015894
Authority: DE
Inventors: Lambert Frye; Andreas Dr. Nittke; Claus Pfaller
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2010-10-07
Also published as: WO2010112526A1

Abstract

Der längsgestreckte Kolben (1) der Lampe, der eine Längsachse (A) definiert, ist an einander gegenüberliegenden Enden durch Abdichtungsteile (6; 32) verschlossen, in denen Folien eingeschmolzen sind. Ein mittlerer Bereich der Folien ist von einem blasenartigen Hohlraum umgeben, wodurch die Folienlänge verkürzt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen, Quecksilber-Hochdruckentladungslampen, aber auch Halogenglühlampen. Der Kolben der Lampe ist mit Abdichtungsteilen zweiseitig verschlossen.
Stand der Technik
Aus der DE-A 103 25 554 und der DE-A 10 2005 035 779 ist bereits eine elektrische Lampe bekannt, wobei der Kolben zwei Einschmelzungen aufweist, die sich vom Entladungsvolumen weg erstrecken. Die Einschmelzungen weisen Folien auf, die einerseits mit äußeren Stromzuführungen und andererseits mit inneren Stromzuführungen verbunden sind und dabei die Dichtigkeit des Entladungsvolumens sichern. Der Kolben ist dabei aus Quarzglas gefertigt.
Bisher werden derartige Einschmelzungen so gestaltet, dass die Folien über ihre ganze Länge von Quarzglas umgeben sind. Die Länge der Folie ist dabei durch die zulässige Temperatur am Folienende bestimmt. Dabei müssen mitunter sehr lange Schäfte in Kauf genommen werden.
Aus der WO 03/044826 ist eine Lampe bekannt, bei der im Bereich einer Folie eine gasgefüllte Kavität geformt ist. Sie enthält einen Bestandteil der Füllung des Entladungsvolumens. Dadurch wird eine kapazitive Kopplung vermieden und die Zündung erleichtert.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die eine aktive Regelung der Temperaturbelastung der Folien ermöglicht und so die Baulänge der Lampe verkürzt.
Durch eine kompakte Lampenform sind kleinere und kostengünstigere Leuchten möglich.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Lampe besitzt einen vakuumdicht abgeschlossenen Kolben, insbesondere ist dies ein Innenkolben, insbesondere ein Entladungsgefäß, das eine Lampenachse definiert, und das an einander gegenüberliegenden Enden durch Abdichtungsteile verschlossen ist. Das Abdichtungsteil ist eine Quetschung oder bevorzugt eine Einschmelzung oder eine Kombination aus beiden. Das Leuchtmittel im Innern der Lampe ist ein Entladungsbogen zwischen zwei Elektroden oder ein Leuchtkörper. Es ist mit den zu ihm führenden inneren Stromzuführungen elektrisch leitend verbunden. Das Abdichtungsteil ist insbesondere mit einer nach außen abstehenden Verlängerung versehen, die als hohles Rohr ausgebildet ist. Im folgenden wird der Begriff Entladungsgefäß für den Kolben beispielhaft ohne Einschränkung verwendet.
Bisherige kompakte Lampen der gattungsgemäßen Art erzielten nur Lebensdauern von maximal 2000 Std., so daß derartige Lampen nur für fotooptische Anwendungen geeignet waren.
Erfindungsgemäß wird ein besonderes Augenmerk auf die Regelung der Temperatur am äußeren Ende der Molybdänfolie in der Abdichtung des Entladungsgefäßes gelegt. Bisher erfolgte diese Regelung durch Anpassung der Folienlänge und des die Folie umgebenden Schaftes. Dagegen wird jetzt mindestens ein Hohlraum in einem mittleren Bereich der Folie geformt, so dass in diesem Bereich das Quarzglas nicht an der Folie anliegt.
Der Hohlraum wird im folgenden auch als Blase bezeichnet. Entsprechend dem Herstellprozess ist das Innere der Blase evakuiert oder auch mit Gas gefüllt. Selbstverständlich sollte die Blase normalerweise an beiden Abdichtungen vorhanden sein, damit eine möglichst kompakte Bauform erzielt wird.
Die Form der Blase spielt dabei nur eine untergeordnete Rolle. Am einfachsten lässt sich ihre Wand als zirkular umlaufender Wulst gestalten während der Herstellung der Einschmelzung. Oder es wird das ursprünglich zylindrische Rohr, das für die Einschmelzung verwendet wird, abschnittsweise beibehalten. In dieser Form ist die Blase auch am effektivsten. Möglich sind auch entsprechende Hohlräume, die durch partielles Quetschen entstehen.
Das Volumen und die geometrische Abmessung der Blase spielt für die Funktion nur eine untergeordnete Rolle.
Bevorzugt wird nur eine Blase etwa in der Mitte der Folie geformt. Dagegen sollten das innere und äußere Ende der Folie, bezogen auf das Entladungsvolumen eingeschmolzen sein. Die Mindestlänge des eingeschmolzenen Folienteils beträgt mindestens die einfache Folienbreite. Dies gilt für innen und außen.
Es ist auch möglich im Bereich der Mitte der Folie zwei Blasen axial hintereinander anzuordnen. Dadurch wird eine besonders effektive Absenkung der Temperatur erreicht. Allerdings wird damit die Baulänge nicht so effektiv verkürzt wie bei nur einer Blase.
Wird die Folie nur, axial gesehen, am inneren und äußeren Ende mit dem Quarzglas der Einschmelzung verbunden, ist die Glas-/Metallverbindung frei von äußeren Störstellen (Stiftaufschweißung) und somit dauerhaft stabiler. In diesem Bereich entstehen keine Sprünge.
Bei den beiden äußeren Übergangsbereichen kommt in aller Regel noch eine Stromzuführung in Gestalt eines auf der Folie angeschweißten Stifts hinzu, der als zusätzliche Störgröße, was Spannungen betrifft, wirkt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung ist zunächst einmal das Erstellen einer sprungfreien Zone im Bereich der Stromdurchführung, die sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Weiterhin ist ein geringerer Energiebedarf bei der Erstellung der Einschmelzung nötig, da ein Teil des ursprünglichen Rohres, das später die Einschmelzung bildet, nicht aufgeschmolzen werden muss sondern gleich als Blase dienen kann.
Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet zuverlässig Sprünge im Schaft, da die Temperaturbelastung gesenkt wird. Sie begrenzt zudem das Auftreten von Folienabhebungen sowie foliennahen Rissen, die bisher zu Frühausfällen führten.
Eine weitere vorteilhafte Konsequenz ist die Verkürzung der Mo-Folien. Dies spart nicht nur Material ein, sondern verkürzt auch die Baulänge der Lampe. Eine hohe Temperaturbelastbarkeit bei gleichzeitig hoher Kompaktheit wird erzielt, wenn die Länge der Mo-Folien des Entladungsgefäßes LMO verglichen mit der axialen Länge des Entladungsvolumens Kolbens LEV zwischen 0,2 und 0,35 liegt, Randwerte eingeschlossen.
Das Anbringen eines Außenkolbens ist bei der vorliegenden Erfindung nicht ausgeschlossen. Bevorzugt sind sowohl Innenkolben als auch Außenkolben aus Quarzglas, evtl. auch aus Hartglas.
Der Außenkolben kann ein durchgehendes Rohrstück mit gleichbleibendem Durchmesser sein, aber auch ein Kolben mit zentralem Bauch und endständig daran angrenzenden, insbesondere angesetzten oder angeformten, Rohrstücken.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht ein rohrförmiges Verlängerungsstück des Abdichtungsteils vor, in dem ein Sockelteil untergebracht ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenidlampe in Seitenansicht;
2 eine Halogenglühlampe in Seitenansicht;
3 ein Ausführungsbeispiel mit einer Blase;
4 ein Ausführungsbeispiel mit zwei Blasen.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In 1 ist eine Metallhalogenidlampe 1 gezeigt, die durch Einschmelzungen 2 abgedichtet ist. Es handelt sich um eine 150 W Lampe mit einem Entladungsgefäß 3. Die Einschmelzungen 2 haben einen Durchmesser von ca. 5 mm. Die Folien 4 sind jeweils 17 mm lang. Am Ende der Einschmelzung setzt ein Rohrstück 6 integral an. Im Rohrstück ist ein Sockelteil 7 integriert.
Das Entladungsgefäß ist von einem Außenkolben 8 umgeben, der im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist. Er verengt sich zum Rohrstück 6 hin.
Eine derart kompakte Lampe erreicht trotz hoher Belastung eine Lebensdauer von mindestens 6000 Std., insbesondere sogar mehr als 12000 Std. bei optimaler Gestaltung.
2 zeigt die seitliche Ansicht einer zweiseitig gequetschten Halogenglühlampe 10. Sie besteht aus einem inneren Kolben 11, in dessen Zentrum ein Leuchtkörper 12 axial angeordnet ist. Die Enden 13 des Leuchtkörpers sind in ihrer Funktion als innere Stromzuführung direkt in die Quetschung 14 eingebettet und dort mit einer Quetschfolie 15 verbunden. Der Außenkolben 16 ist zylindrisch mit abgeschrägten Enden 17, die an der Quetschung 14 anliegen.
Ein Außenkolben ist jedoch für die Erfindung nicht unbedingt erforderlich.
Schließlich zeigt 3 ein Detail der Einschmelzung 2, wobei in Höhe der Mitte der Folie 4 eine Blase 20 geformt ist, die die gesamte Folie 4 umgibt.
Des weiteren zeigt 4 ein Detail einer Einschmelzung, wobei in der Mitte der Folie 4 zwei Blasen 20 axial hintereinander gesetzt sind. Hier wird eine besonders effektive Absenkung der Temperatur erreicht.
Die axiale Länge AL der Blase sollte nicht länger als 30% der Gesamtlänge GL der Folie ausmachen, gerechnet vom inneren Ende zum äußeren Ende des von der Blase erzeugten Hohlraums. Bevorzugt ist ein Wert von 15 bis 25% für AL.
Im Falle zweier hintereinander geschalteter Folien ist AL naturgemäß kleiner, bezogen auf eine Blase. AL liegt hier eher bei 10 bis 20%.
Die Blase ist in aller Regel wulstartig gestaltet und evakuiert. Sie kann direkt bei der Formgebung der partiellen Einschmelzung/Quetschung erzeugt werden. Es ist aber auch möglich und herstellungstechnisch einfacher, die Blase eher quaderartig zu gestalten, mit einem rohrförmigen Zentralteil. Die Blase muss die Folie vollständig umgeben.
Als Füllgas der Blase eignet sich bevorzugt Inertgas wie Edelgase oder Stickstoff allein oder in Kombination.
Durch die Erfindung werden klassische Frühausfallmechanismen (Schaftsprünge) vermieden.
Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer numerierten Aufzählung sind:

1. Elektrische Lampe mit einem vakuumdicht abgeschlossenen, längsgestreckten Kolben, insbesondere einem Innenkolben (1), aus Glas, der eine Längsachse (A) definiert, und der ein Leuchtmittel enthält, und der an zwei einander gegenüberliegenden Enden durch Abdichtungsteile (6; 32) verschlossen ist, wobei die Abdichtungsteile jeweils eine Folie enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Bereich jeder Folie von einem blasenartigen Hohlraum umgeben ist.
2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich vollständig vom Hohlraum umgeben ist.
3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum evakuiert oder gasgefüllt ist.
4. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum wulstartig oder im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist.
5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hohlräume axial hintereinander angeordnet sind.
6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungen als Einschmelzungen oder Quetschungen oder als Kombination aus beiden ausgeführt sind.
7. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich etwa 10 bis 30% der axialen Länge der Folie ausmacht.
8. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben aus Quarzglas gefertigt ist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10325554 A [0002]
- DE 102005035779 A [0002]
- WO 03/044826 [0004]

Claims

Elektrische Lampe mit einem vakuumdicht abgeschlossenen, längsgestreckten Kolben, insbesondere einem Innenkolben (1), aus Glas, der eine Längsachse (A) definiert, und der ein Leuchtmittel enthält, und der an zwei einander gegenüberliegenden Enden durch Abdichtungsteile (6; 32) verschlossen ist, wobei die Abdichtungsteile jeweils eine Folie enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Bereich jeder Folie von einem blasenartigen Hohlraum umgeben ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich vollständig vom Hohlraum umgeben ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum evakuiert oder gasgefüllt ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum wulstartig oder im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hohlräume axial hintereinander angeordnet sind.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungen als Einschmelzungen oder Quetschungen oder als Kombination aus beiden ausgeführt sind.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich etwa 10 bis 30% der axialen Länge der Folie ausmacht.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben aus Quarzglas gefertigt ist.