DE202008016263U1

DE202008016263U1 - Halogenglühlampe

Info

Publication number: DE202008016263U1
Application number: DE200820016263
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2018-12-10

Abstract

Halogenglühlampe mit einem Kolben, der durch eine Quetschung verschossen ist, und einer darin enthaltenen Füllung, wobei im Kolben ein Leuchtkörper sitzt, der wenigstens zwei leuchtende Abschnitte besitzt, die über ein Zwischenteil miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Quetschung ein rohrartiger Isolator fixiert ist, der sich bis in das Innere des Kolbens erstreckt und der den Leuchtkörper haltert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Halogenglühlampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Halogenglühlampen sind insbesondere für Betrieb an Hochvolt (HV) mit typisch 100 bis 250 V gedacht.
Stand der Technik
Die US-A 4 412 716 offenbart eine Halogenglühlampe, bei der in die Quetschung ein Pumprohr integriert ist. Auf diese Weise wird die Kolbenkuppe frei für eine optimale Formung. Der Leuchtkörper ist hier von einem Gestell gehaltert. Eine ähnliche Technik ist in WO 2007/110320 beschrieben.
"Noppenlampen" sind in Bezug auf die Sicherheit am Lebensdauerende (IEC 60432) allen bisherigen Netzspannungs-Halogenglühlampen überlegen. Der Nachteil dieser Bauform ist, dass durch die Noppen, d. h. die trichterförmigen Einstülpungen im Kolben, die von der Wendel kommende Strahlung in unerwünschter Weise durch Lichtbrechung umgelenkt wird. Ein großer Teil der direkt nach vorne, d. h. in Gegenrichtung zur Lampenquetschung abgegebenen Strahlung muss aber die Kolbenwand insgesamt dreimal durchtreten (vom Innenraum über die Rückseite des Noppentrichters ins Freie, durch die Vorderseite des Noppentrichters wieder in den Innenraum und erst dann durch das Vorderteil des Kolbens endgültig ins Freie) und wird dadurch sehr abgeschwächt. Es entstehen Lichtbrechungseffekte, die sich als unerwünschte Muster auf einem mattierten Lampenkolben oder einer zu beleuchtenden Fläche abzeichnen.
Halogenglühlampen, bei denen die Wendel über ein Drahtgestell aufgespannt wird, haben durch den glatten Kolben eine günstigere Lichtabstrahlung. Bei Netzspannungsbetrieb können am Lebensdauerende aber durch Kurzschluss und Lichtbögen zwischen Wendel und Drahtgestell Stromstärken entstehen, die ohne externe Sicherungsmechanismen zur Explosion der Lampe führen. Dem Füllgas muss daher Stickstoff in relativ hoher Dosierung zugegeben werden, worunter die Lichtausbeute leidet. Sowohl bei Noppenlampen als auch bei konventionellen Balken-Gestell-Lampen als auch bei diversen Umgehungslösungen der Noppenlampe von chinesischen Herstellern bildet die durch das Abschmelzen des Befüllungsrohres entstehende Pumpspitze ein Hindernis für die nach vorne austretende Lichtstrahlung.
Während Allgebrauchslampen schon seit etwa 80 Jahren ohne Pumpspitze hergestellt werden können, wurde dies bei Halogenglühlampen bisher noch nicht in der Serienfertigung umgesetzt.
In Bezug auf Alternativen zu einer Befestigung der Wendel mit Noppen oder Drahtgestellen wurde bisher beispielsweise von mehreren Herstellern die Aufhängung der Glühwendel durch ein im oberen Bereich des Lampengefäßes quer eingeschmolzenes Glasrohr vorgeschlagen, siehe WO 2007079629 A1 .
DE-A 10200025 beschreibt eine Lampe, bei welcher die Glühwendel durch einen zentralen Träger aus Metall aufgespannt wird, welcher an einer 3. Folie in der Quetschung befestigt ist.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Gefahr der Lichtbogenbildung in einer sehr kompakten Lampe mit Halogenfüllung zu minimieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Bei einseitig gequetschten Halogenglühlampen für Netzspannung besteht durch den geringen Abstand der Stromzuführungen die Gefahr einer Lichtbogenbildung im Lampengefäß. Einstülpungen am Lampengefäß ("Noppen") zur Halterung der Glühwendel, die an sich bekannt sind, reduzieren die Lichtabstrahlung durch Mehrfachreflexion und Absorption und erzeugen durch Brechungseffekte unerwünschte Muster auf einem mattierten Lampenkolben oder einer zu beleuchtenden Fläche. Die Pumpspitze und der benachbarte Kolbenbereich einer einseitig gequetschten Lampe beeinträchtigen die Lichtabstrahlung durch Schattenwurf infolge von Lichtabsorption.
Im Prinzip haben Halogenglühlampen, bei denen die Wendel über ein Drahtgestell aufgespannt ist, wegen ihres glatten Kolbens eine günstigere Lichtabstrahlung. Bei Netzspannungsbetrieb können am Lebensdauerende aber durch Kurzschluss und Lichtbögen zwischen Wendel und Drahtgestell Stromstärken entstehen, die ohne externe Sicherungsmechanismen zur Explosion der Lampe führen. Dem Füllgas muss daher Stickstoff in relativ hoher Dosierung zugegeben werden, worunter die Lichtausbeute leidet. Auch Noppenlampen sind auf einen gewissen Stickstoffanteil im Füllgas angewiesen, da es sonst vermehrt zu Ausfällen durch Lichtbögen kommt. Die unerwünschten optischen Effekte der Noppe sind bauartbedingt nicht abstellbar.
Erfindungsgemäß ist ein Isolator zwischen den Wendelschenkeln eines Leuchtkörpers vorgesehen, der die Bildung von Lichtbögen verhindert. Die Lampe kann dadurch ohne Stickstoff im Füllgas betrieben werden, wodurch sich der Wirkungsgrad erhöht. Dabei wird die Glühwendel weder durch einen elektrischen Leiter noch durch eine Noppe o. ä. der Kolbenform gehalten, sondern durch den genannten Isolator aufgespannt. Der Isolator ist hohl ausgebildet und kann beim Herstellprozess zum Evakuieren und Befüllen des Lampengefäßes verwendet werden, wodurch die Pumpspitze und damit eine weitere Störung der Kolbentransmission wegfällt. Neu ist, dass das zentrale Röhrchen, das als Isolator dient, insgesamt drei Funktionen erfüllt, nämlich erstens die Evakuierung und Befüllung, zweitens die Halterung der Wendel und drittens den Schutz gegen die Bildung von Lichtbögen, was eine Befüllung sogar mit reinem Xenon ermöglicht. Mit anderen Worten: Der Pumpstängel wird als Bauteil in die Lampe integriert. Durch die vorgeschlagene Anordnung können Pumpspitze und Noppe wegfallen, wodurch sich Quantität und Qualität der Lichtabstrahlung verbessern.
In einer derartigen Lampe kann insbesondere Xenon als Bestandteil der Füllung verwendet werden, allein oder überwiegend.
Die erfindungsgemäße Lampe hat gegenüber einer Noppenlampe, die üblicherweise eine Krypton-Stickstoff-Füllung hat, eine um etwa 20% höhere Lichtausbeute bei wesentlich verbesserter Eignung für Beleuchtungszwecke durch eine räumlich gleichmäßigere Lichtabstrahlung.

– Die neuartige Lampe ist für den Betrieb an Netzspannung vorgesehen. Das Lampengefäß ist einseitig gequetscht und enthält eine in etwa U-förmige oder V-förmige Glühwendel mit mindestens zwei Leuchtkörper-Abschnitten, deren Enden insbesondere aus Primärgewickel bestehen und direkt an den Mo-Folien in der Quetschung befestigt sind.
– Die Lampe weist einen Isolator in Form eines Bauteils auf, das im Wesentlichen aus einem nichtleitenden Werkstoff besteht. Der Isolator ist zumindest in der Lampenquetschung befestigt und verläuft zwischen den beiden Schenkeln der Glühwendel.
– Der Isolator soll bevorzugt in einer Richtung quer zur Ebene durch die Glühwendel eine erheblich größere Abmessung besitzen als ein Leuchtkörper der Wendel.
– Der Isolator soll bevorzugt die beiden Schenkel der U-förmigen Glühwendel zumindest im Bereich der Zuleitungen von der Quetschung zu den Leuchtkörpern voneinander trennen.
– Bevorzugt verläuft in einer Weiterbildung der Erfindung der Isolator über die gesamte Länge der U-förmigen Glühwendel und dient zusätzlich als alleiniges Bauteil zu deren Aufspannung. Hierfür verfügt er zumindest an seiner Spitze über eine Vorrichtung zur Aufnahme der Wendel. Diese kann z. B. aus einer geeigneten Formung der Oberseite des Isolators oder einem dort angebrachten Haken bestehen. Bei Wendeln mit mehr als 2 Leuchtkörperabschnit ten können auch seitliche Vorrichtungen zur Abstützung der Wendel im Bereich der Unterbrechungen zwischen den Leuchtkörpern vorhanden sein.
– Dabei verfügt der Isolator in seinem Inneren über zumindest einen Hohlraum, der das Innere des Lampengefäßes bis zu einem geeigneten Zeitpunkt im Herstellprozess mit der Umgebung verbindet und danach, beispielsweise durch Erhitzen und Zuquetschen, luftdicht verschlossen werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführung bestehen das Lampengefäß und der Isolator aus Quarzglas. Der Isolator hat bevorzugt die Form eines oder mehrerer Rohre oder Stäbe, die mindestens den 5-fachen Durchmesser eines Leuchtkörpers der Glühwendel haben. Im Falle mehrerer Rohre sind diese nebeneinander angeordnet.
Eine Lampe mit den obigen Merkmalen (1)–(4) lässt sich beispielsweise als Noppenlampe darstellen. Der Isolator verhindert hier auf mechanischem Wege die Bildung von Lichtbögen in dem Bereich der Lampe, wo sie wegen der hohen Potentialdifferenz am ehesten entstehen. Dadurch wird ein Betrieb mit nahezu reinem Xenon (min. 99%) als Füllgas und damit eine deutliche Verbesserung der Lichtausbeute ermöglicht. Weiterhin kann das Füllgas beispielsweise Dibrommethan als Halogenzusatz enthalten.
Eine Lampe mit den obigen Merkmalen (1)–(5) benötigt keine Noppen oder sonstige mit dem Lampengefäß verbundene Haltevorrichtungen für die Glühwendel. Verluste durch Absorption, Brechung und Mehrfachreflexion, die an solchen Ausformungen entstehen, werden dadurch vermieden und die Lichtausbeute wird erhöht.
Eine Lampe mit den obigen Merkmalen (1)–(6) benötigt keine Pumpspitze, denn die Evakuierung und Befüllung der Lampe kann durch das Isolatorrohr erfolgen. Dabei können die Funktionen Aufspannen der Wendel sowie Evakuieren und Befüllen des Lampengefäßes durch eines oder mehrere beispielsweise rohrförmige Objekte wahrgenommen werden. Gegenüber einer Lampe mit den Merkmalen (1)–(5) ergeben sich zusätzliche Vorteile der gleichen Art.
Eine Lampe mit den obigen Merkmalen (1)–(5) oder (1)–(6) bietet im Vergleich zu einer Lampe mit den Merkmalen (1)–(4) eine räumlich wesentlich gleichmäßigere Lichtabstrahlung, welche eine schlierenfreie Ausleuchtung der angestrahlten Flächen ermöglicht und beispielsweise das Erscheinungsbild einer solchen Lampe mit mattiertem Außenkolben deutlich verbessert. Dabei kann der Kolben zylindrisch oder kugelförmig sein.
Die vorgeschlagene Lampe bietet die Möglichkeit, trotz ihres einfachen und kostengünstigen Aufbaus bei vergleichbarer Lebensdauer eine im Vergleich zur Noppenlampe mit einem vor allem aus Krypton und Stickstoff bestehenden Füllgas eine um etwa 20% höhere Lichtausbeute zu erzielen. Die Lampe eignet sich insbesondere für Spannungen bis zu 240 V und für Leistungen bis zu 250 W.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 eine Halogenglühlampe mit Isolatorrohr als Gestell;
2 eine bevorzugte Ausführungsform des Isolatorrohrs;
3 eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Isolatorrohrs;
4 eine Halogenglühlampe mit zwei Isolatorrohren.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe 1 zeigt 1. Sie hat einen kugeligen Kolben 2, der eine Lampenachse definiert und in dem ein Leuchtkörper 3 aufgespannt ist, der zwei Schenkel 4 besitzt, die etwa V-förmig angeordnet sind. Die Schenkel 4 sind über ein Zwischenstück 5 miteinander verbunden. Die Enden der Schenkel sind in einer Quetschung 6 an Folien 7 verbunden. In die Quetschung 6 sind außerdem am anderen Ende der Folien 7 äußere Stromzuführungen 8 angesetzt. Die Füllung besteht aus Xenon sowie üblichen halogenhaltigen Zusätzen.
In die Quetschung 6 ist außerdem axial ein Pumprohr 10 integriert. Über dieses erfolgt die Evakuierung und Befüllung der Lampe, weil das Pumprohr auch während des Quetschens und nach dem Quetschen zunächst offengehalten wird. Das Pumprohr wird danach verschlossen, indem es entweder abgeschmolzen wird wie in US-A 4 412 716 beschrieben oder mit einem Stempel seitlich eingedrückt wird, ähnlich wie in WO 2007/110320 beschrieben.
Der Witz der Erfindung ist dabei, dass das Pumprohr 10 so weit in das Volumen des Kolbens hineinragt, dass es gleichzeitig als Haltegestell für den Leuchtkörper 3 dient. Dabei sitzt der Leuchtkörper mit seinem Zwischenstück 5 auf dem Ende 11 des Rohrs 10 auf.
Um die Fixierung des Leuchtkörpers zu verbessern ist gemäß 2 das Ende 11 des als Isolatorrohr dienenden Pumprohrs 10 mit einer Furche 12 versehen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß 3 ist dieses Isolatorrohr 10 innen mit einem Haltedraht 15 bestückt. Dieser wird nach oder auch schon vor dem Füllen des Kolbens in das Pumprohr 10 eingeführt. Er ist an seinem Ende, das über das Isolatorrohr hinausschaut mit einer Abwinkelung 16 versehen, in der der Leuchtkörper gehaltert werden kann, bevorzugt das Zwischenstück 5 des Leuchtkörpers.
Im Prinzip kann der Leuchtkörper 3 auch mittels zweier oder mehr Rohre fixiert werden, wodurch die Pumpleistung verbessert werden kann. Dies geschieht beispielsweise entweder durch eine geeignete Aussparung, oder indem gemäß 4 ein Steg 20 zwischen zwei Rohren 21 angeordnet ist. Das Zwischenteil 22 des Leuchtkörpers kann dann über diese beiden Rohre 21 geführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4412716 A [0002, 0028]
- WO 2007/110320 [0002, 0028]
- WO 2007079629 A1 [0006]
- DE 10200025 A [0007]

Claims

Halogenglühlampe mit einem Kolben, der durch eine Quetschung verschossen ist, und einer darin enthaltenen Füllung, wobei im Kolben ein Leuchtkörper sitzt, der wenigstens zwei leuchtende Abschnitte besitzt, die über ein Zwischenteil miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Quetschung ein rohrartiger Isolator fixiert ist, der sich bis in das Innere des Kolbens erstreckt und der den Leuchtkörper haltert.
Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil über das Ende des rohrartigen Isolators geführt ist.
Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Isolators mit einer Furche versehen ist.
Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Isolator ein Draht eingebracht ist, dessen Ende über das Ende des Isolators hinausragt und ein Mittel zum Befestigen des Leuchtkörpers aufweist.
Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Isolatoren verwendet werden.