DE2753898A1

DE2753898A1 - Hochintensive entladungslampe

Info

Publication number: DE2753898A1
Application number: DE19772753898
Authority: DE
Inventors: John Petro
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1976-12-07
Filing date: 1977-12-03
Publication date: 1978-06-08
Also published as: JPS5382581U; US4229678A; FR2373876A1; BE861373A; NL7713419A

Description

Dr.-Ing. Ernst STRATMANN

Patentanwalt
Schadowplatz 9, 4000 Düsseldorf 1

⁴⁷'°⁰⁹ Düsseldorf, 2. Dezember 1977

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh Pa.,V. St. A.

Hochintensive Entladungslampe

Die Erfindung betrifft eine hochintensive Entladungslampe.

Es ist berichtet worden, daß hochintensive Entladungslampen (HID-Lampen), wie beispielsweise Hochdruckquecksilberdampflampen, dann zu einer Gefährdung führen können, wenn die äußere Umhüllung zerbricht und die Lampe weiterhin arbeitet, und zwar wegen der Erzeugung von kurzwelliger Ultraviolettstrahlung, die von dem Quarzlichtbogenrohr hindurchgelassen wird. Lampen, die durch eine Sicherung geschützt sind, sind bekannt,ebenfalls bekannt ist eine Projektionslampe, die it einer Sicherung versehen ist, um gefährliche Lichtbogenströme zu verhindern, siehe die US-PS 2 859 381.

Hochintensive Entladungslampen wurden auch bereits mit einem Glühfaden versehen, der zwischen dem Lichtbogenrohr und der äußeren Umhüllung vorgesehen ist, um die Entladung zu belasten sowie auch um sichtbares Licht zu erzeugen. Zwar ist es nicht der Zweck dieses belastenden und Licht erzeugenden Glühfadens, einen Sicherheitsschalter zu bilden, trotzdem wird ein solcher Glühfaden normalerweise oxidieren und versagen, insbesondere unter Zündbedingungen, wenn die äußere Umhüllung zerbrochen ist,

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da dadurch der Glühfaden mit Luft in Berührung kommt. Naturgemäß verbraucht ein derartiger zusätzlicher Ballastglühfaden einen erheblichen Teil der von der Lampe verbrauchten Gesamtenergie, wodurch der Betriebswirkungsgrad vermindert wird,

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer hochintensiven Entladungslampe, die die vorstehend genannten Nachteile vermeidet, insbesondere also eine Entladungslampe hohen Wirkungsgrades darstellt, die die Gefahr ultravioletter Strahlung nicht aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs, also durch die Schaffung einer hochintensiven Entladungslampe, die aus einem länglichen strahlungsdurchlässigen Lichtbogenrohr besteht, das zusammengepreßte Endteile besitzt und innerhalb eines länglichen, lichtdurchlässigen, schützenden Kolbens longitudinal angeordnet und gehalten wird. Der Kolben besitzt dabei einen Halsteil, einen Birnenteil mit einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche sowie einen Domteil, wobei der Kolben gegenüber kurzwelliger ültraviolettstrahlung-en durchsichtig ist. Das Lichtbogenrohr umschließt eine die Entladung aufrecht erhaltende Füllung sowie Elektroden, die nahe ihrer Enden wirksam angeordnet sind. Elektrische Zuführglieder sind durch das Lichtbogenrohr hindurchgeführt und mit den Elektroden verbunden. Elektrische Anpasseinrichtungen sind am Halsteil des Kolbens angebracht, um den elektrischen Anschluß der Lampe an eine Quelle für elektrische Leistung zu erleichtern. Elektrische Leiter verbinden die elektrischen Anpasseinrichtungen mit den elektrischen Zuführgliedern und umfassen einen das Lichtbogenrohr haltenden Rahmen, bestehend aus einer länglichen festen Stützeinrichtung, die innerhalb des Schutzkolbens in dessen Längsrichtung angeordnet ist und feste Metallglieder aufweist, die im wesentlichen vertikal innerhalb des schützenden Kolbens angeordnet sind. Diese Glieder halten die gepreßten Endteile des Lichtbogenrohres. Des weiteren sind Schalteinrichtungen vorgesehen, die eine normalerweise offene Stellung aufweisen, in der sie elektrisch nicht leiten, sowie eine geschlossene

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Stellung, in der sie elektrisch leiten, wobei die Schalteinrichtungen zwischen dem das Lichtbogenrohr tragenden Rahmen und einem der Zuführglieder in Serienschaltung angeordnet ist. Des weiteren ist ein elektrisch leitendes Kontaktglied an diesem einen Zuführglied befestigt, das nahe zum Domteil des schützenden Kolbens angeordnet ist, des weiteren ein nachgiebiger länglicher leitender Kontakt, der mit seinem einen Ende an dem festen Metall*

glied des genannten Rahmens befestigt ist, welcher nahe dem Domteil liegt, wobei der nachgiebige Kontakt sich anfänglich in Richtung des Domteils erstreckt, dann jedoch zur inneren Oberfläche des Kolbenteils und dann in umgekehrter Richtung zur entgegengesetzten inneren Oberfläche des Kolbenteils sich erstreckt, um dieselbe zu berühren und gegen seine Federkraft an den elektrischen Kontakt mit dem elektrischen leitenden Kontaktglied gedrückt wird, wobei der so ausgebildet ist, daß bei einer Zerstörung des schützenden Kolbens der nachgiebige Kontakt freigegeben wird und dem nachgiebigen Kontakt ermöglicht, aufgrund seiner Federkraft aus dem elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitenden Kontaktglied herausbewegt zu werden, wodurch die Lampe abgeschaltet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht einer hochintensiven Entladungslampe mit dem einstückigen, das Lichtbogenrohr tragenden Rahmen, welcher auf einer Seite des Lichtbogenrohres angeordnet ist und den erfindungsgemäßen eingebauten Sicherheitsschalter umfaßt;

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Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht zur Darstellung der Position des Sicherheitsschalters innerhalb der Lampe;

Fig. 3 eine vergrößerte Teilseitenansicht, teilweise geschnitten, zur Darstellung des Sicherheitsschalters in seiner geschlossenen Stellung innerhalb des schützenden Kolbens}

Fig. 4 eine vergrößerte Teilseitenansicht zur Darstellung des Sicherheitsschalters in seiner offenen Stellung aufgrund eines Zerbrechens des Lampenkolbens; und

Fig. 5 eine Seitenansicht einer hochintensiven Entladungslampe mit einem zweigliedrigen Lichtbogenrohrstützrahmen, der sich an entgegengesetzen Seiten des Lichtbogenrohres erstreckt und den eingebauten Sicherheitsschalter gemäß der Erfindung umfaßt.

In Fig. 1 ist eine Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe dargestellt, die aus einem länglichen, strahlungsdurchlässigen Quarzentladungsrohr 12 besteht, welches zusammengepreßte Endteile 13, 13A aufweist und innerhalb eines länglichen, lichtdurchlässigen stützenden Kolbens 14 gehalten wird, welcher einen Halsteil 16, einen Birnenteil 18 mit einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche einen Domteil 20 umfaßt. Der Kolben 14 ist aus Glas geformt, wie beispielsweise aus Borsilikatglas, welches für sichtbare Strahlungen durchlässig ist, für. kurzwellige Ultraviolettstrahlung jedoch undurchlässig ist, welche innerhalb des Lichtbogenrohres 12 erzeugt und von dieser durchgelassen wird. Gemäß üblicher Verfahren umschließt das Lichtbogenrohr eine die Entladung aufrecht erhaltende Füllung, wie beispielsweise eine kleine Menge Quecksilber 22 und eine kleine Menge eines inerten Startgases, wie beispielsweise Argon mit einem Teildruck mit vier Torr. Das Lichtbogenrohr besitzt Elektroden 24, 24A, die innerhalb des Lichtbogenrohres nahe deren Enden wirksam angeordnet sind, sowie elektrische Zuführglieder 26, 26A die durch das Lichtbogenrohr hindurchgeführt und an den

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Elektroden angeschlossen sind. Eine Startelektrode 28 ist an einem Ende des Lichtbogenrohres angeordnet und durch den gepreßten Endteil 13A hindurchgeführt. Die Startelektrode 28 ist über einen Startwiderstand 32 mit dem Lichtbogenrohrstützrahmen 34 verbunden.

Elektrische Anpasseinrichtungen 36, wie beispielsweise ein herkömmlicher Einschraubfuß, sind an dem Halsteil 16 des äußeren Kolbens 14 angeordnet, um den elektrischen Anschluß der Lampe an eine Quelle für elektrische Leistung zu erleichtern, und elektrische Leitungseinrichtungen verbinden die Basis 36 elektrisch mit den Zuführgliedern 26, 26A. Die elektrischen Leitungseinrichtungen umfassen den Lichtbogenrohrstützrahmen 34, welcher längliche feste Stützeinrichtungen 38 aufweist,die innerhalb des schützenden Kolbens 14 in Längsrichtung angeordnet sind, feste Metallglieder 40, 4OA,die im wesentlichen transversal innerhalb des schützenden Kolbens angeordnet sind. Die festen Metallglieder 40, 40A stützen die gepreßten Endteile 13, 13A des Lichtbogenrohres 12. Die einzige Stützeinrichtung 38 in Fig. 1 ist nur an einer Seite des Lichtbogenrohres 12 angeordnet. Flexible blattfederartige Metallglieder 42, 42A sind nahe dem äußersten Teil 44 der festen stützenden Einrichtung 38 innerhalb des Domteils 20 des Kolbens 14 angeordnet. Die Lampe sowie die Lichtbogenrohrstütze, soweit sie bisher beschrieben wurden, sind im wesentlichen herkömmlicher Art.

Erfindungsgemäß, siehe auch die Fig. 1-4, sind jedoch Schalteinrichtungen 46 vorgesehen, die eine offene Stellung besitzen, in der sie elektrisch nicht leitend sind und eine geschlossene Stellung, in der sie elektrisch leiten. Die Schalteinrichtungen sind in Serienschaltung zwischen dem Lichtbogenstützrahmen 34 und einem der elektrischen Zuführglieder 26 angeordnet, Der Schalter 46 besitzt ein elektrisch leitendes Kontaktglied 48, das an dem einen Zuführglied 26 befestigt ist, welches nächst dem Domteil 20 des Kolbens 14 angeordnet ist. Das elektrisch leitende Kontaktglied 48 umfaßt ein längliches Teilglied 50, welches sich anfänglich zum Domteil 20 erstreckt und dann zur

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Inneren Oberfläche des Birnenteils 18. Das Metallglied 50 1st vorzugsweise nachgiebig und aus wärmefesten Metall hergestellt, wie beispielsweise aus Nickellegierung. Der Schalter 46 umfaßt auch einen nachgiebigen länglichen leitenden Kontakt 54, dessen eines Ende an dem einen der festen Metallglieder 40 des Rahmens 30 angebracht ist, welches Ende nächst dem Domteil 20 sich befindet. Der nachgiebige Kontakt 54 ist von blattfederartiger Ausbildung und erstreckt sich anfänglich in Richtung zum Domteil 20 und dann zur inneren Oberfläche des Kolbenteils 18 und ist dann zurückgebogen zur entgegengesetzten inneren Oberfläche des Birnenteils 18, um den Birnenteil zu berühren und gegen seine Federkraft in den elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitenden Glied 48 gedrückt zu werden. Der nachgiebige Kontakt 54 wird vorzugsweise ebenfalls aus wärmefesten Metall wie Nickellegierung hergestellt. Ein Zerbrechen der schützenden Umhüllung 14 befreit den nachgiebigen länglichen leitenden Kontakt 54 und ermöglicht ihm, sich aufgrund seiner Federkraft aus dem elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitenden Glied 48 herauszubewegen, wodurch die Lampe unwirksam gemacht wird.

Die Schalteinrichtungen 46 sind derart ausgeführt, daß das längliche Metallglied 50 und der nachgiebige zurückgebogene leitende Kontakt 54 schließlich beide sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Die Berührung des nachgiebigen umgebogenen leitenden Kontaktes 54 mit der inneren Oberfläche des Birnenteils 18 drückt sowohl das längliche metallische Glied 50 als auch den nachgiebigen zurückgebogenen Kontakt 54 gegen ihre Federkraft in elektrische Berührung,

Fig. 5 zeigt eine hochintensive Entladungslampe, die eine Abänderung der Konstruktion des Stützrahmens 34 aufweist,gemäß der zwei Stützeinrichtungen 38A, 38B sich an entgegengesetzten Seiten des Lichtbogenrohres erstrecken. Die Schalteinrichtungen 46 sind identisch zu denen, die in den Figuren 1-4 weiter oben beschrieben wurden.

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Die dargestellt Schalterkonfiguration hat sich als zuverlässiger erwiesen, als andere Ausführungen, soweit es sich um die Anpassungsfähigkeit an automatische Montagemaschinen handelt, die bei Massenproduktion angewendet werden. Der Schalter arbeitet sehr sicher und weist trotzdem eine sehr einfache Konstruktion auf.

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Claims

Dr.-Ing. Ernst STRATMANN

Patentanwalt
Schadowplatz 9, 4000 Düsseldorf 1

47.009 Düsseldorf, 2. Dezember 1977

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh Pa._#V. St. A.

Patentansprüche

Hochintensive Entladungslampe, bestehend aus einem länglichen, strahlungsdurchlässigen Lichtbogenrohr mit gepreßten Endteilen, welches innerhalb eines länglichen, lichtdurchlässigen Schutzkolbens in Längsrichtung angeordnet und gehalten ist, welcher Kolben einen Halsteil, einen Birnenteil mit innerer und äußerer Oberfläche und einen Domteil aufweist und gegenüber kurzwelliger Ultraviolettstrahlung undurchlässig ist, wobei das Lichtbogenrohr eine die Entladung aufrecht erhaltende Füllung umschließt und Elektroden aufweist, die nahe der Rohrenden wirksam angeordnet sind und mit elektrischen Zuführgliedern in Verbindung stehen, welche in dem Lichtbogenrohr eingeschmolzen sind, mit elektrischen Anpasseinrichtungen, die an dem Halsteil des Kolbens angebracht sind, um die elektrische Verbindung der Lampe mit einer Quelle für elektrische Energie zu erleichtern, mit elektrischen Leitungseinrichtungen, die die elektrischen Anpasseinrichtungen mit den elektrischen Zuführgliedern elektrisch verbinden, wobei die elektrischen Leitungseinrichtungen einen das Lichtbogenrohr stützenden Rahmen umfassen, welcher eine längliche feste Stützeinrichtung aufweist, die sich innerhalb des Schutzkolbens longitudinal erstreckt, sowie feste Metallglieder besitzt, die im wesentlichen in Querrichtung innerhalb des Schutzkolbens angeordnet sind und bezüglich der

gepreßten Endteile des Lichtbogenrohres in stützender 809823/0893

ORIGINAL INSPECTED

Beziehung stehen/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Lampe (10) auch eine Schalteinrichtung (46) mit einer normalerweise offenen Stellung, in der die Schalteinrichtung (46) elektrisch nichtleitend ist, und einer geschlossenen Stellung, in der die elektrische Schalteinrichtung (46) elektrisch leitend ist, aufweist, wobei die Schalteinrichtung (46) in Serie zwischen dem Entladungsrohrstützrahmen (34) und einem der Einführglieder (26) geschaltet ist und ein elektrisch leitendes Kontaktglied (48) aufweist, das an dem genannten Zuführglied (26) befestigt ist, welches nächst dem Domteil (2o) des Schutzkolbens (14) sich befindet, daß an ein nachgiebiger, länglicher leitender Kontakt (54) vorgesehen ist, dessen eines Ende an einem der festen Metallglieder (50) des Rahmens (34) angebracht ist, welcher nächst dem Domteil (20) liegt, wobei der nachgiebige Kontakt (54) sich anfänglich in Richtung des Domteils (20) und dann in Richtung der inneren Oberfläche des Birnenteils (18) erstreckt und dann zurückgebogen ist zur entgegengesetzten inneren Oberfläche des Birnenteils (18), um letztere zu berühren und gegen seine Federkraft in elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitenden Kontaktglied (48) gedrückt zu werden, wobei ein Zerbrechen des Schutzkolbens (14) den nachgiebigen Kontakt (54) freisetzt und ihm ermöglicht, durch seine Federkraft aus dem elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitenden Kontakt (48) sich herauszubewegen, um dadurch die Lampe (10) unwirksam zu machen.
2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Hochdruckquecksilberdampflampe ist,
3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebige längliche Kontakt (54) eine blattfederartige Ausbildung aufweist.

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4. Lampen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Kontaktglied (48) ein längliches Metallglied (50) umfaßt, das sich zunächst zum Domteil

(20) und dann zur inneren Oberfläche des Birnenteils (18) erstreckt.
5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallglied (50) nachgiebig ist.
6. Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Metallglied (50) und der nachgiebige zurückgebogene leitende Kontakt (54) sich schließlich beide im wesentlichen parallel zueinander erstrecken, und daß durch die Berührung des nachgiebigen umgebogenen leitenden Kontaktes (54) mit der inneren Oberfläche des Birnenteils (18) sowohl das längliche Metallglied (56) als auch der nachgiebiger umgebogener Kontakt (54) gegen ihre Federkraft in elektrischen Kontakt zueinander gedrückt werden.
7. Lampe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen (38), die innerhalb des Schutzkolbens (14) in Längsrichtung angeordnet sind, auf einer Seite des Lichtbogenrohres (12) liegen.
8. Lampe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen (38), die innerhalb des Schutzkolbens (14) in Längsrichtung angeordnet sind, an gegenüberliegenden Seiten des Entladungsrohres (12) angeordnet sind.

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