-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen mit Außenkolben.
-
Stand der Technik
-
Aus der
DE 43 17 252 und der
EP 306 269 ist eine Lampe bekannt, bei der das Entladungsgefäß durch ein Drahtgeflecht oder Drahtnetz gegen Platzer geschützt ist. Derartige Drahtnetze sind jedoch problematisch wegen des Risikos von Natriumaustritt und der hohen Herstellkosten wegen der aufwendigen Montage.
-
Darstellung der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die einen zuverlässigen Platzerschutz bei niedrigen Zusatzkosten ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es, im Falle einer Na-haltigen Füllung einen Austritt von Na so weit wie möglich zu vermeiden.
-
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
-
Die erfindungsgemäße Lampe eignet sich für den Betrieb in offenen Leuchten, da sie ein Drahtnetz als einen zuverlässigen Platzerschutz aufweist.
-
Der vorgestellte Platzerschutz eignet sich für Hochdruckentladungslampen, insbesondere mit Metallhalogenidfüllung. Übliche Wattagen sind 50 bis 400 W. der Platzerschutz ist für alle Füllungen geeignet, entwickelt aber besondere Vorteile bei Na-haltigen Füllungen. Üblich wird Natrium als NaJ eingebracht. Wenn sich diese Verbindung im Entladungsbogen zersetzt, kann das Na-Ion die heiße Quarzwand durchdringen, wenn ein entsprechendes elektrisches Feld anliegt. Dieser Mechanismus wird durch das Drahtnetz unterbunden.
-
Das Entladungsgefäß kann einseitig oder bevorzugt zweiseitig verschlossen sein. Es ist aus Quarzglas oder Keramik wie Al2O3 gefertigt.
-
Das Leuchtmittel im Innern des Entladungsgefäßes ist ein Entladungsbogen zwischen zwei Elektroden. Es ist mit zu ihm führenden Durchführungen elektrisch leitend verbunden.
-
Erfindungsgemäß wird eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der das Entladungsgefäß von einem Außenkolbenumschlossen ist. Insbesondere ist es mit diesem fest verschmolzen. Über einem mittigen zylindrischen Teil des Außenkolbens befindet sich ein Drahtnetz, welches so bemessen ist, dass es ohne weitere Halteelemente am Außenkolben fest anliegt und nicht verrutscht. Diese Konstruktion befindet sich insbesondere mit einem Gestell in einem Überkolben, welcher den Sockel und die Stromzuführungen trägt. Das Drahtnetz ist gekennzeichnet durch den Drahtdurchmesser D, die Maschenbreite B und die Maschenlänge L. Es gelten insbesondere folgende Bedingungen:
Das Verhältnis LID liegt bevorzugt zwischen 25 und 60. Desweiteren gilt: das Verhältnis NF/P der Netzfläche NF in mm 2 zur Lampenleistung P in W liegt bevorzugt zwischen 10 und 35. Das Verhältnis Z/L der Länge des zylindrischen Teils Z des Außenkolbens zu L liegt bevorzugt zwischen 3 und 12. Das Verhältnis U/B vom Umfang U des zylindrischen Teils des Außenkolbens zu B liegt bevorzugt zwischen 5 und 20. Auf diese Weise wird nicht nur ein optimaler Platzerschutz erzielt, sondern gleichzeitg auch eine Abschattung durch das Drahtnetz minimiert.
-
Insgesamt wird damit die Gewährleistung eines Platzerschutzes zu möglichst geringen Herstellkosten mit möglicht geringem Lichtstromverlust gegenüber einer Lampe ohne Platzerschutz sichergestellt.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform verjüngt sich der Außenkolben an seinen Enden des zylindrischen Teils. Dann ist es möglich, das DRahtnezt ohne jegliche Halterung auf den Außenkolben aufzubringen.
-
Vorteilhaft weist dazu das Drahtnetz an seinen beiden Enden eine verringerte Maschenweite gegenüber seinem Mittelteil auf. Dadurch entstehen an den Enden sog. Bündchen, das ist eine Art Raffung, so dass das Drahtnetz auf dem Außenkolben gut haftet. Die Bündchen wirken insbesondere mit dem sich verjüngenden Ende zu einer besonders zuverlässigen Halterung zusammen.
-
Da dadurch auf Haltelemente verzichtet werden kann, wird das wohlbekannte Risiko eines Natriumaustritts aus dem Entladungsgefäß entscheidnend verringert.
-
Die Selbsthalterung des Netzes reduziert die Herstellkosten für das Anbringen des Netzes deutlich.
-
Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer numerierten Aufzählung sind:
- 1. Hochdruckentladungslampe mit einem vakuumdicht abgeschlossenen Entladungsgefäß, das eine Längsachse (A) definiert, das eine ionisierbare Füllung und zwei Elektroden enthält, und das von einem Außenkolben umschlossen ist, wobei der Außenkolben ein zylindrisches Mittelteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das zylindrische Mittelteil von einem Drahtnetz als Platzerschutz eng umgeben ist, wobei das Drahtnetz durch den Drahtdurchmesser D, die Maschenbreite B und die Maschenlänge L des Netzes charakterisiert ist, und wobei das Verhältnis L/D im Bereich 25 bis 60, Randwerte eingeschlossen, liegt.
- 2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Mittelteils das Verhältnis zwischen der regulären Netzfläche NF und der Lampenleistung P zwischen 10 und 35 liegt, Randwerte eingeschlossen.
- 3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Länge Z des zylindrischen Mittelteils und dem Wert L im Bereich 3 bis 12 liegt, Randwerte eingeschlossen.
- 4. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Umfang U des zylindrischen Mittelteils und dem Wert B zwischen 5 und 20 lieg, Randwerte eingeschlossen.
- 5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß Metallhalogenide enthält, insbesondere Natrium als Metall des Halogenids aufweist.
- 6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtnetz mindestens einen Endbereich aufweist, bei dem die Länge der Maschen LR deutlich gegenüber dem Hauptbereich verringert ist, und zwar um mindestens 30% reduziert ist, bevorzugt um mindestens 50% reduziert gegenüber dem Hauptbereich.
- 7. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben aus Quarzglas gefertigt ist.
- 8. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtnetz auf dem Außenkolben oder einem Teil davon direkt aufliegt.
- 9. Lampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben mindestens ein Ende aufweist, das sich gegenüber dem Mittelteil verjüngt.
- 10. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtnetz zumindest abschnittsweise doppellagig aufgebracht 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;
-
2–4 weitere Ausführungsbeispiele einer Metallhalogenidlampe in Seitenansicht.
-
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
-
1 zeigt den Aufbau einer Hochdruckentladungslampe 1 stark schematisiert. Sie besitzt ein Entladungsgefäß 2 mit zwei Enden 12, das in einem Außenkolben 3 untergebracht ist, der ebenfalls zwei Enden 13 besitzt, so dass der Außenkolben eine Längsachse A definiert. Beide Kolben sind aus Quarzglas, das Entladungsgefäß kann jedoch auch aus Keramik wie Al2O3 gefertigt sein. Die äußeren Zuführungen 4 des Entladungsgefäßes, die Elektroden 7 im Innern kontaktieren, sind durch die sich verjüngenden Enden 13 des Außenkolbens hindurch verlängert und außerhalb mit zwei Gestelldrähten 5 und 6 verbunden. Ein kurzer Gestelldraht 5 führt zu einer ersten Zuleitung des Sockels 9. Ein langer Gestelldraht 6, häufig Bügeldraht genannt, führt zu einer zweiten Zuleitung des Sockels. Beide Zuleitungen sind in einem Tellerfuß 10 fixiert, der in einem Überkolben 11 sitzt. Ein Drahtnetz 22 erstreckt sich hier auf den zylindrischen Mittelteil des Außenkolbens 3 und ist gleichmäßig strukturiert.
-
Das Detail der 1a zeigt den Durchmesser D des Drahtes, meist handelt es sich dabei um warmfesten Edelstahldraht, die Länge L der einzelnen Masche und die Breite B der einzelnen Masche. Über das gesamte Drahtnetz sind diese Größen bei diesem Ausführungsbeispiel konstant.
-
Bei konkreten Drahtnetzen werden folgende Bemessungsregeln eingehalten:
L/D liegt zwischen 25 und 60. Desweiteren gilt: das Verhältnis der Netzfläche in mm2 zur Lampenleistung in W liegt zwischen 10 und 35. Das Verhältnis der Länge LK des zylindrischen Teils des Außenkolbens zu L liegt zwischen LK/L = 3 und LK/L = 12. Das Verhältnis vom Umfang U des zylindrischen Teils des Außenkolbens zu B liegt zwischen U/B = 5 und U/B = 20.
-
Konkrete Ausführungsbeispiele sind wie folgt:
Ausführungsbeispiel 150 W-Lampe:
Außenkolbenlänge AKL = 50 mm,
Außenkolben-Durchmesser 22 mm,
D = 0,11 mm; L = 6 mm;
Außenkolben-Länge zu L: AKL/L = 8,3
Umfang zu B: U/B = 17,2
Netzfläche in mm2 zu Leistung P in W: NF:P = 23
L/D = 54,5
Lichtstromverlust durch den Platzerschutz 4%.
Ausführungsbeispiel 70 W:
Außenkolbenlänge AKL = 32 mm,
Außenkolben-Durchmesser 19 mm,
D = 0,11 mm; L = 6 mm;
Außenkolben-Länge zu L: AKL/L = 5,3
Umfang zu B: U/B = 14,9
Netzfläche NF in mm2 zu Leistung P in W: NF/P = 25,4
L/D = 54,5
Lichtstromverlust durch den Platzerschutz 6%.
-
Generell gilt gemäß 2: Das Drahtnetz 22 weist einen Randbereich 24 der axialen Länge ZR auf, der an jedem Ende eine Länge von typisch 5% bis 15% der Gesamtlänge Z des zylindrischen Teils des Außenkolbens ausmacht. Dieser Randbereich dient zur besseren Fixierung des Drahtnetzes ohne weitere Halte- oder Klemmelemente. Dieser Randbereich 24 kann insbesondere gemäß 2 mit dem zylindrischen Teil des Außenkolben abschließen. Gemäß 3 kann er leicht überstehen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 4 kann zumindest der Randbereich 24 oder auch das ganze Drahtnetz einmal umgeschlagen sein, siehe 4a, wo die beiden Drähte leicht gegeneinander verschoben sind, beziffert mit X1 und X2.
-
In diesem Randbereich ist die Maschenlänge LR gegenüber L bei allen drei Ausführungsbeispielen vermindert. Es gilt bevorzugt L:LR = 1,5 bis 5. Die Maschenbreite BR kann, muss aber nicht, am Rand vermindert sein gegenüber B, es gilt B:BR = 1 bis 2.
-
4 zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Hochdruckentladungslampe 1 mit Metallhalogenidfüllung, die Halogenide des Na als Füllung enthält. In diesem Fall ist es sehr vorteilhaft, dass der Außenkolben 3 sich verjüngende Enden 13 aufweist. Das Drahtnetz 22 ist soweit verlängert, dass es sich auch auf einen Teil des Endes 13 des Außenkolbens erstreckt. Im Endbereich 32 des Drahtnetzes ist das Netz jedoch verengt, so dass es Bündchen wirft. Dabei ist die Maschenlänge LR deutlich gegenüber dem Wert L beim Mittelteil des Außenkolbens verringert. Typisch ist, dass der Wert für L auf höchstens 50% des Werts im Mittelteil 22 verringert ist, bevorzugt ist ein Wert von 0,2 L bis 0,45 L für LR. Bei Einhaltung dieser Vorschrift sorgen die Bündchen für eine ausgeprägte selbsthalternde Wirkung im Bereich der sich verjüngenden Enden 13 des Außenkolbens.
-
Im Prinzip ist ein derartiges Drahtnetz auch bei anderen. Lampen anwendbar. Das Drahtnetz kann ggf. auch nur an einem Endbereich Bündchen aufweisen. Bevorzugt gilt dies für einen unter Betriebsbedingungen oben liegenden Endbereich.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4317252 [0002]
- EP 306269 [0002]
