DE2318579C3

DE2318579C3 - Elektrische Lampe

Info

Publication number: DE2318579C3
Application number: DE2318579A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Buckley London Robinson
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn EMI Ltd
Priority date: 1972-05-03
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2318579A1; CA979966A; GB1418899A; DE2318579B2; US3825785A

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe, deren Kolben für die Durchführung mindestens einer Stromzuleitung mindestens einen Verschllußbereich aufweist, der von einer Metallwand eines Sbckels mit Abstand ^J5 umgeben und mittels wärmeableitender Metallbrücken an dieser Metallwand gehalten ist Derartige Lampen sind aus dem DE-GM 69 02 336 und der DE-OS 14 89 414 bekannt

Bei Lampen mit hoher Betriebstemperatur, deren Kolben üblicherweise aus Quarzglas besteht, schaltet man im allgemeinen in die Stromzuleitungen Molybdänfolien ein, die in den Vsrschlußbereich der Lampe eingebettet werden. Ein mit der Anwendung von Molybdän verbundener Nachteil ist dessen Neigung zur ^4;> Oxydation schon bei relativ niedrigen Temperaturen, wodurch vorzeitige und unvorhersehbare Lampenausfälle eintreten. Die Oxydation setzt ein, wenn die Temperatur im Lampenverschlußbereich über 350—45O⁰C hinausgeht und wird mit steigender Temperatur immer störender. Ein Lampenausfall kann eintreten, weil die Oxydation zum Verlust der elektrischen Leitfähigkeit in dem Folienbereich führt. Es kann aber auch eine zunehmende Volumenvergrößerung bei der Oxydation zum Auftreten von Sprüngen in dem benachbarten Quarzglas führen, wodurch die Dichtung zerstört wird und Luft in den Lampenkolben eindringen kann.

Zur Begrenzung des Temperaturanstiegs im Verschlußbereich der Lampe ist die Anordnung wärmeab- &o leitender Metallbrücken bekannt. Nach dem DE-Gbm 69 02 336 sitzt hierzu der Verschlußbereich der Lampe unter Belassung eines Zwischenraums innerhalb eines Metallkanisters, wobei die Verbindung zwischen Verschlußbereich und Metallkanister durch zwei Metallflü- '>*> gel hergestellt wird, die einerseits an den Breitseiten des Verschlußbereiches anliegen und sich andererseits in den Ecken des Metallkanisters abstützen. Unten ist der Metallkanister durch einen keramischen Kontakthalter verschlossen. Damit ist die Luftzirkulation und Kühlwirkung gering.

Bei der elektrischen Lampe nach der DE-OS 1489 414 sind ebenfalls Metallbrücken zwischen dem Verschlußbereich der Lampe und einem diesen Verschlußbercich umgebenden zylindrischen Metallsockel vorgesehen. Auch wenn diese Metallbrücken der exakten Ausrichtung des Lampenkolbens bezüglich des Metallsockel=, dienen, so ist ihnen dennoch eine wärmeableitende und damit temperaturabsenkende Wirkung nicht abzusprechen. Da der zylindrische Metallsockel aber unten durch eine den Mittelkontakt einbettende Keramikmasse abgeschlossen ist, wird eine Luftzirkulation weitgehend unterbunden und ist deshalb die Kühlwirkung schlecht

Nach der GB-PS 1 73 986 schließt der Metallsockel unmittelbar an den Lampenkolben an und sind im Metallsocke! Lüftungslöcher vorgesehen. Der Metallsockel wird sich aufgrund des unmittelbaren Anschlusses an den Lampenkolben insgesamt stark aufheizen, wobei die wenigen Lüftungslöcher kaum Abhilfe schaffen können. Es geht bei dieser Lampe auch nicht um die Kühlhaltung des Verschlußbereiches der Lampe, sondern um die Kühlhaltung des Metallsockels selbst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer insbesondere hochbelasteten elektrischen Lampe der eingangs genannten Art die Wärmeabfuhr vom Verschlußbereich der Lampe zu verbessern und dadurch die Lebensdauer der Lampe zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallwand des Sockels unter Belassung dünner Stege gitterartig durchbrochen ist und die Metallbriikken weiter entfernt vom Lampenkolben an die als Wärmesenke wirkenden unteren Teile der Metallwand anschließen.

Die Metallwand des Sockels würde aufgrund der hohen Temperatur des Lampenkolbens stark erhitzt werden, aufgrund der gitterartigen Durchbrechungen findet durch die dünnen Metallstege jedoch nur eine verhältnismäßig geringe Wärmeleitung in der Metallwand nach unten statt Teile der Metaliwand, die weiter entfernt von dem Lampenkolben — der eine Betriebstemperatur von ungefähr 900⁰C erreichen kann — liegen, sind vergleichsweise kühl und wirken dadurch über die Metallbrücken als wirksame Wärmesenke für den Verschlußbereich. In Verbindung mit der großen Gesamtöffnungsfläche der Metallwand entsteht ein sehr kräftiger Kühlluftstrom in den Sockel hinein und aus ihm heraus. Außerdem wird auch die Wärmeabstrahlung von dem Verschlußbereich weg durch den durchbrochenen Sockel hindurch begünstigt.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre kann z. B. bei einer üblichen Wolfram-Halogen-Atelier-Lampe von 5 kW Leistung und einer Betriebstemperatur des Kolbens von 800⁰C die Temperatur im Verschlußbereich auf 350-450° C gesenkt werden. Die Oxydationsgeschwindigkeit der Molybdänzuleitungsfolien wird dadurch auf einen fast nicht mehr feststellbaren Betrag verringert. Die Lampennutzungsdauer erhöht sich erheblich, und Schwankungen der Lebensdauer von einer Lampe zur anderen werden sehr gering.

Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Hinweis auf die Zeichnungsfigur erläutert, die eine Wolfram-Halogen-Atelier-LamDe darstellt.

Die Atelierlampe 10 besitzt einen rohrförmigen Kolben ti mit zwei rohrförmigen Fortsätzen 12, die in Verschlußbereichen 13 auslaufen. Zwei Stromzuleitungen 14, 15 führen von den VerschluQbereichen 13 aus durch den Kolben Il und tragen zwei Isolierstoffstege 16. Die Stege ihrerseits tragen Drahthalter 17, zwischen denen ein Glühdrahtgitter 18 ausgespannt ist, dessen beide Enden mit den beiden Stromzuleitungen 14 und 15 elektrisch verbunden sind.

Die Stromzuleitungen 14,15 stehen in den Verschlußbereichen mit e'iiem Ende in elektrisch leitender Verbindung mit je einer eingebetteten Molybdänfolie 19, die 0,025—0,1 mm stark ist. Das andere Ende der Folie ist über einen Ausgaitgsdraht 20 elektrisch leitend mit jeweils einem Anschlußstilt 21 verbunden, die von einem abschließenden Isolierstoffblock 22 aufgenommen sind.

Der Isolierstoffblock 22 ist an dem Kolben 11 mittels einer hohlzylindrischen Metallwand 23 gehalten; beide zusammen bilden den Lampensockel. Die Metallwand 23 besteht aus Streckmetall mit einem Verhältnis von Metallfläche zur Gesamtwandfläche von etwa 50%. Die Metallwand 23 ist an dem Isolierstoffblock 22 festgeklemmt oder festgekittet. MetallbrücLen 26 greifen um die Verschlußbereiche 13 und halten die Metallwand 23 fest an dem Kolben 11; sie bilden Wärmebrücken von den Verschlußbereichen 13 zu der Metallwand 23.

Eine Refiektorplatte 25 aus Aluminium ist innerhalb der Metallwand zwischen den Verschlußbereichen 13 gehalten; der Reflektor hat eine polierte Fläche, die gegen das untere Ende des Kolbens 11 gerichtet ist. Er reflektiert einen Teil der in das Innere der Metallwand 23 eindringenden Wärmestrahlung in den Kolben 11 zurück. Anstelle einer polierten Aluminiumplatte könnte auch eine unpolierte Keramikplatte als wirksamer Reflektor für Ultrarotstrahlung eingesetzt werden. Die Abführung von Wärmeenergie erfolgt am wirksamsten mit Streckmetall, man kann aber auch andere perforierte Bleche, etwa Siebe, verwenden. Auf jeden Fall ist aber ein hohes Flächenverhälinis von öffnungen zu Metall erforderlich, weil sonst keine oder nur eine geringe Herabsetzung der Temperatur an den Verschlußbereichen erzielt werden kann. Wenn dieses Flächenverhältnis zu klein wäre, behielte die Metallwand ein hohes Wärmeleitvermögen. Infolgedessen könnte die Metallwand, nachdem sie sowohl durch Leitung von dem Kolben 11 her als auch durch Strahlung von den Verschlußbereichen 13 aus erhitzt werden wurden, eine Temperatur erreichen, die über der Temperatur der Luft in dem S.kel liegt. Die Temperatur der Luft würde nun besireU 'ein, bis auf den Wert der Temperatur der umgebenden Metallwand anzusteigen. Dadurch würde im wesentlichen jeder Temperaturgradient durch die öffnungen hindurch beseitigt und der Durchtritt von Kühlluft verhindert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Lampe, deren Kolben für die Durchführung mindestens einer Stromzuleitung mindestens einen Verschlußbereich aufweist, der s von einer Metallwand eines Sockels mit Abstand umgeben und mittels wärmeableitender Metallbrükken an dieser Metallwand gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwand (23) des Sockels unter Belassung dünner Stege gitterartig durchbrochen ist und die Metallbrücken (26) weiter entfernt vom Lampenkolben an die als Wärmesenke wirkenden unteren Teile der Metallwand (23) anschließen.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Metallwand (23) des Sockels das Verhältnis von Metallfläche zur Gesamtwandfläche etwa 50% beträgt

3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwand (23) des Sockels aus Streckmetall besteht

4. Lampe iuch einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch einen im Innern des Sockels (22, 23) in Abstand vom Lampenkolben (11) angeordneten Reflektor (25) zum Zurückwerfen der vom Lampenkolben in den Sockel eindringenden Wärmestrahlung.