DE202008008379U1

DE202008008379U1 - Folie für Lampen und zugehöriges Stromzuführungssystem und elektrische Lampe mit jeweils einer derartigen Folie

Info

Publication number: DE202008008379U1
Application number: DE200820008379
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-06-24

Abstract

Folie für den Lampenbau mit einer im wesentlichen rechteckigen Gestalt mit einer Längs- und einer Querachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mindestens einen Schlitz in ihrem Innern besitzt, der aus dem Körper der Folie ausgeschnitten ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Folie für Lampen, die eine Folienabdichtung verwenden. Dabei kann es sich um eine Einschmelzung oder Quetschung handeln. Die Lampen können insbesondere Halogenglühlampen oder Hochdruckentladungslampen sein.
Stand der Technik
Normalerweise werden Folien mit den zugehörigen Stromzuführungen, die ins Innere oder Äußere eines Kolbens einer Lampe führen, nur verschweißt. Es gibt jedoch auch Bemühungen, Alternativen zu verwenden oder die Schweißung zusätzlich zu stabilisieren.
Aus der US 2 187 860 ist eine Lampe bekannt, bei der die Folie ähnlich wie der Deckel einer Fischdose aufgerollt ist. Um der Stromzuführung Zutritt zu verschaffen, ist ein Loch in der Rolle angebracht. Die Stromzuführung ist zusätzlich verwinkelt, um sie in der Rolle mechanisch zu haltern.
In EP-A 944 112 ist die Folie beschnitten und umgeschlagen. Auch hier ist die Stromzuführung zusätzlich verwinkelt, um sie in der Rolle mechanisch zu haltern. Eine ähnliche Lösung findet sich in WO 2006/066534 . Allen derartigen Lösungen gemeinsam ist, dass Teile der Folie aus der ursprünglichen Ebene gehoben werden und damit effek tiv eine Verdickung der Folie und einen Mehrverbrauch an Folienmaterial bewirken. Zusätzlich haben alle bisher bekannten Folienfaltverfahren den Nachteil, dass die für die Dichtigkeit von Quarzglaslampen entscheidenden Kantenwinkel der Molybdän-Folie zumindest in Höhe der Faltung beschädigt werden. Außerdem müssen die Stromzuführungen zum Teil extra gebogen werden. Beides ist zeit- und kostenaufwendig und wenig maschinenfreundlich.
Darstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Konzept für eine Folie bereitzustellen, das maschinenfreundlich ist und eine einfache Anbindung der Stromzuführungen erlaubt. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Stromzuführungssystem sowie auch eine Lampe bereitzustellen, die beide jeweils einfach und kostengünstig herstellbar sind. Eine weitere Aufgabe ist es, dafür jeweils ein Herstellungsverfahren anzugeben.
Diese erste Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die weiteren Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 6 und 9 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß ist die Folie mit mindestens einem Schlitz ausgestattet, der innerhalb der Folie erzeugt worden ist. Der Schlitz kann ein einfacher Längsschlitz sein oder auch ein Kreuzschlitz, der quasi aus zwei sich schneidenden Längsschlitzen besteht.
Die Abmessungen des Schlitzes sind so gewählt, dass die Breite des Schlitzes dem Durchmesser einer Stromzuführung angepasst ist. Als Stromzuführung eignet sich ein dünner Draht, bevorzugt ist aber die Stromzuführung ein einfach oder auch zweifach gewendelter Draht. Die besten Ergebnisse werden mit einem einfach gewendelten Draht erzielt. Ein typischer Außendurchmesser dieser Stromzuführung ist 0.01–1,5 mm. Die Schlitzbreite B ist immer bevorzugt etwas kleiner zu wählen als der Außendurchmesser der Stromzuführung, insbesondere 5 bis 20% kleiner.
Unter diesen Umständen kann sich ein Primärgewickel praktisch von selbst im Schlitz der Folie verhaken. Es wird dort rein mechanisch sehr zuverlässig gehaltert. Damit wird auch ein zuverlässiger elektrischer Kontakt hergestellt.
Die dafür verwendeten Folien sind übliche im Lampenbau verwendete Folien, bevorzugt ist eine Molybdän-Folie, die ggf. geeignet dotiert ist wie ebenfalls seit langem bekannt. Typische Abmessungen der Folie sind 2 × 8 mm.
Damit ist ein Mehrverbrauch an Folienmaterial nicht erforderlich, im Gegensatz zu allen anderen bekannten Techniken.
Im Prinzip wird eine ebenso geringe Aufbaudicke des Systems erreicht wie bei einer Schweißung. Dies ist deswegen sehr wichtig, weil dadurch Glasspannungen im Quarzglas des Kolbens im gleichen Maße wie bei einer Schweißung vermieden werden. Dies minimiert das Risiko von Undichtigkeiten. Außerdem können auch ungewöhnliche Wendelgeometrien ohne Probleme montiert und gefügt werden. Des weiteren werden keine teuren Zusatzstoffe wie Ruthenium oder Platin als Schweißhilfen benötigt. Auch ein Beschädigen der Folienkante beim Schweißen ist – im Gegensatz zu bisher bekannten Folienfaltverfahren – nicht zu befürchten. Somit steht zum ersten Mal eine sichere Verbindungstechnik zur Verfügung, ohne dass Kompromisse an anderer Stelle eingegangen werden müssen. Insbesondere kann auf Zusatzstoffe, auf ein Verbiegen der Stromzuführungen, und auf große Toleranzfenster zum Berücksichtigen einer schwankenden Geometrie der Stromzuführung verzichtet werden. Eine Beschädigung der Folienkante wird außerdem zuverlässig vermieden.
Grundsätzlich eignet sich das neue Konzept für eine rein mechanische Verbindung zwischen Stromzuführung und Folie, so dass auf eine Schweißung verzichtet werden kann. Es ist aber nicht ausgeschlossen, die Verbindung zusätzlich durch eine Schweißung zu verbessern. Dabei eignet sich vor allem das Widerstandsschweißen. Es stellt definierte Übergangswiderstände an der Schnittkante der Lasche bereit. Hinzu kommen definierte Stromdichten an den leicht anoxidierten geometrisch definierten Schnittkanten. Vorteilhaft kann sogar durch kalte Schweißelektroden mit großem Kühlungsquerschnitt auf eine Kühlung der Stromzuführung verzichtet werden.
Das Konzept eignet sich insbesondere für die Verbindung der Folie zur inneren Stromzuführung, da deren Durchmesser normalerweise relativ klein sind, so dass die Stromzuführung genügend biegsam ist, um von der Lasche geklemmt zu werden. Selbstverständlich kann das Konzept aber auch allein oder zusätzlich zur Verbindung der Folie zur äußeren Stromzuführung verwendet werden, wenn deren Durchmesser ausreichend dünn gewählt werden kann.
Das Folienmaterial selbst ist das übliche im Lampenbau verwendete wie beispielsweise Molybdän oder dotiertes oder beschichtetes Molybdän oder auch Tantal etc. Auch die Dicke und Form der Folie kann üblich gewählt werden. Typisch sind einige zig μm und eine Lanzettform der Folie.
Derartige Folien selbst sind typisch im wesentlichen rechteckig geschnitten, mit einer Längsseite, die bevorzugt parallel zur späteren Lampen-Achse liegt, und einer kürzeren Querseite, die bevorzugt quer zur späteren Lampenachse liegt. Abweichungen von dieser Regel sind selbstverständlich möglich und berühren nicht das grundsätzliche Konzept der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist mindesten ein Schlitz in der Folie ausgespart. Dies kann durch Stanzen erreicht werden oder auch mit Hilfe hochenergetischer Strahlung, insbesondere eines Lasers. Typische Schnittzeiten pro Folie liegen unter einer Sekunde. Der Schlitz hat eine typische Breite von 25 bis 250 μm. Die Grundform des Schlitzes ist meist rechteckig, sie kann jedoch beliebig andere Formen haben, wie beispielsweise dreieckig oder abgerundet. Wesentlich ist, dass die Breite an einer Stelle die oben beschriebene Anpassung an die Stromzuführung hat.
Ggf. können auf einer Folie mehrere derartige Schlitze, bevorzugt zwei, angebracht sein. Dadurch können entweder mehrere Stromzuführungen gleichzeitig mechanisch gehaltert werden oder es kann die Halterung einer Stromzuführung durch diese weiteren Schlitze verbessert werden.
Das Ausschneiden des Schlitzes entlang der Schnittkante erfolgt beispielsweise durch mechanisches Ausstanzen oder durch hochenergetische Mittel wie Plasma oder Laserstrahlung. Auf die konkrete Art des Ausschneidens kommt es nicht an.
Dieses System ist gut für Metallhalogenidlampen oder Halogenglühlampen geeignet, aber auch vielfältig für andere Zwecke geeignet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 eine Halogenglühlampe mit neuartiger Folie;
2 eine Folie mit zwei Schlitzen;
3 eine Folie mit verbreitertem Schlitz;
4 eine Entladungslampe mit neuartiger Folie;
5 ein Herstellverfahren für die Folie.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe 1 zeigt 1. Sie hat einen Kolben 2 aus Quarzglas, der mit einer Quetschung 3 abgedichtet ist. Im Innern des Kolbens ist ein Leuchtkörper 4 angebracht, der über zwei innere Stromzuführungen 5 mit je einer Folie 6 in der Quetschung 3 verbunden ist. Die Stromzuführungen sind typisch aus Wolfram oder Molybdän, o. a. und haben einen Durchmesser von 10 bis 1500 μm, je nach Wattage der Lampe. Der Kolben enthält eine übliche halogenhaltige Füllung. Auf die Art der Füllung kommt es hier nicht an. Statt eines Leuchtkörpers kann der Kolben auch zwei Elektroden enthalten.
Die Folie 6 ist jeweils aus Molybdän. Sie weist im Bereich der dem Innern des Kolbens zugewandten Hälfte einen etwa kreuzartig ausgeschnittenen Schlitz 10 auf, der die innere Stromzuführung 5 klemmend haltert. Diese Stromzuführung ist bevorzugt ein einfach gewendelter Draht (Primärgewickel).
In 2 ist eine Folie 6 mit zwei Schlitzen 8, 9 gezeigt. Die Schlitze sind hier einfache Längsschlitze für die Aufnahme der inneren und der äußeren Stromzuführung.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Folie 6 mit Längsseite 35 und Querseite 32. der einzige Schlitz 10 hat einen ersten Teilbereich 11, der schmal längsgeschlitzt ist und einen zweiten Teilbereich 12, der sich zum leichteren Einfädeln der Stromzuführung verbreitert.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Hochdruckentladungslampe 20 mit einer an sich bekannten Metallhalogenidfüllung. Dabei wird die neuartige Folie 21 für eine Abdichtung auf Basis einer Einschmelzung verwendet, wobei das Entladungsgefäß 21 aus Quarzglas mit zwei zylindrischen Hälsen 22, die die Folien 21 enthalten, versehen ist. Die inneren Stromzuführungen sind hier Schäfte 25, die an Elektroden 26 enden.
Bevorzugt ist die Folie 21 hier mit einem quer zur Achse der Lampe laufenden Schlitz 30 ausgestattet, der den Schaft der Elektrode aufnehmen kann.
Die Schlitze können statt in der Mitte beispielsweise auch direkt am Rand der Folie angebracht sein.
Die Orientierung des Schlitzes in der Folie und die Gestalt der Folie sind nicht wesentlich. Beispielsweise kann ein Schlitz auch schräg in eine rechteckige Folie eingebracht sein.
Die Herstellung der Schlitze gelingt am einfachsten mittels hochenergetischer Strahlung wie beispielsweise einem ND:YAG-Laser mit extrem kelienm Fokusstrahl-Durchmesser unter 0,5 mm. bevorzugt wird dieser Laser im Pulsbbetreib betrieben und der Laserstrahl wird mittels zweier Spiegelgalvanometer geführt.
5 zeigt ein Herstellverfahren, bei dem die rein mechanische Halterung der Stromzuführung mittels Schlitz durch eine zusätzliche Anhaftung mittels Wärmebehandlung verbessert ist, beispielsweise durch Warmandrucken bzw. Widerstandsschweißen. Dabei wird die Mo-Folie 40 zwischen zwei "Schweißelektroden" 41, 45 gelegt. Ein doppelter Schlitz 42 in der Folie klemmt die Stromzuführung 43. Die Unterelektrode 41 liegt dabei am Restkörper 44 der Folie an, die Oberelektrode 45 liegt lediglich am Schlitz 42 an. Die beiden "Schweißelektroden" 41, 45 berühren also nicht die Stromzuführung 43 aus Wolfram. Daher ist hier kein Verkleben möglich. Es ergeben sich zudem definierte Übergangswiderstände. Außerdem ergeben sich definierte Stromdichten an den leicht anoxidierten Schnittkanten.
Als weiteren Vorteil zeigt sich, dass die Stromzuführung 43 auf diese Weise nicht unerwünscht durch die kalten "Schweißelektroden" gekühlt wird, wie bei üblichen einfachen Schweißtechniken. Damit lässt sich eine deutlich größere Parameterwahl für das verbesserte Haften bis hin zu einem Schweißprozess finden, wobei das Aufschmelzen des Molybdäns zuverlässig gelingt und gleichzeitig ein Aufschmelzen des Wolframs gezielt vermieden wird.
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

- US 2187860 [0003]
- EP 944112 A [0004]
- WO 2006/066534 [0004]

Claims

Folie für den Lampenbau mit einer im wesentlichen rechteckigen Gestalt mit einer Längs- und einer Querachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mindestens einen Schlitz in ihrem Innern besitzt, der aus dem Körper der Folie ausgeschnitten ist.
Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz im wesentlichen rechteckig gestaltet ist oder im wesentlichen kreuzartig gestaltet ist.
Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz nur in einem ersten Teilbereich seiner Längsausdehnung rechteckig gestaltet ist, während ein zweiter Teilbereich eine Einfädelhilfe aufweist.
Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie zwei Schlitze aufweist.
Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz entlang der Längsachse der Folie oder entlang der Querachse der Folie ausgeführt ist.
Stromzuführungssystem für eine Lampe, bestehend aus Folie und zumindest einer damit verbundenen Stromzuführung, wobei eine Folie mit Schlitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 mit der Stromzuführung dadurch mechanisch verbunden ist, dass die Stromzuführung im schlitz klemmend gehaltert ist, indem die Breite B des Schlitzes dem Außendurchmesser der Stromzuführung angepasst ist.
Stromzuführungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführung ein Primärgewickel ist.
Stromzuführungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rein mechanische Halterung durch eine zusätzliche Anhaftung mittels Wärmebehandlung verbessert ist.
Elektrische Lampe, mit einem eine Füllung beinhaltenden Kolben aus Glas und mindestens einer Abdichtung sowie einem im Kolben angebrachten Leuchtmittel, wobei das Leuchtmittel über eine innere Stromzuführung mit einer Folie in der Abdichtung verbunden ist und die Folie mit einer äußeren Stromzuführung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie einen Schlitz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist und mindestens eine der Stromzuführungen in dem Schlitz zumindest klemmend gehaltert ist.
Elektrische Lampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführung zusätzlich durch eine Anhaftung verbessert ist.