DE3316572C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Entladungslampen und Glühlampen mit einem lichtdurchlässigen Kolben, der an einem Ende eines Halterungsfußes oder von Halterungs­ füßen aus lichtdurchlässigem Material montiert und mit Stromzuführungsbändern versehen ist, die mit der Glühwendel der Glühlampe oder den Elektroden der Entladungslampe elektrisch verbunden und in dem Fuß oder den Füßen eingebettet sind, in dem bzw. in denen sie entlanglaufen. Die Erfindung betrifft insbesondere elektrische Hochleistungsentla­ dungslampen (von beispielsweise 2,5 kW Leistung), die für Beleuchtungsaufgaben bei Fernsehen und Film verwendet werden. Derartige Lampen bestehen aus einem Kolben aus Siliciumdioxid, der einstückig mit ent­ weder einem Halterungsfuß oder zwei Halterungsfüßen aus Siliciumdioxid ausgebildet ist, und werden im folgenden als einfüßige bzw. zweifüßige Lampen bezeichnet. Die Stromzuführungsbänder bestehen allgemein aus Molybdän und sind innerhalb des Halterungsfußes bzw. der Halte­ rungsfüße eingebettet, so daß sie luftdichte Banddich­ tungen bilden. Die freien Enden der Bänder sind an kurze Stromzuführungsstifte geschweißt, die teilweise in dem äußeren Ende des bzw. jedes Halterungsfußes eingebettet sind und daraus hervorragen. Das herausragende Ende jedes Stromzuführungsstiftes ist gewöhnlich mit einem metalli­ schen Lampensockel verbunden, der das äußere Ende des Fußes umschließt.

Da die Stromversorgungsstifte mit dem umgebenden Siliciumdioxid keine vollständig luftdichte Abdichtung bilden, können die angeschweißten Enden der Bänder oxydie­ ren und schließlich brechen, wenn sie wärmer als etwa 250°C werden. Tatsächlich haben Versuche gezeigt, daß in einer 2,5 kW-Entladungslampe, die mit 110 mm langen und 15 mm starken zylindrischen Halterungsfüßen aus Siliciumdioxid ausgestattet sind und die in einer Leuchte in ruhender Luft brennen, die Temperatur der Stromversorgungsstifte 370°C erreichen kann, falls her­ kömmliche Lampensockel verwendet werden. Selbst wenn die mit einem Sockel versehene Lampe in einem Lampenhalter betrieben wird, der mit Kühlrippen ausgestattet ist, kann die Temperatur der Stifte 320°C erreichen. Selbst wenn verhältnismäßig lange Halterungsfüße verwendet werden, können so die äußeren Enden der Bänder derart heiß wer­ den, daß eine Oxydation stattfindet.

Es wurden Versuche unternommen, die Wärmemenge, die die äußeren Enden der Bänder erreicht, zu vermindern, in­ dem ein flacher Metallkragen um das äußere Ende des oder jedes Halterungsfußes der Lampe zwischen dem oder jedem angeschweißten Ende des Bandes und dem Lampenkolben an­ geordnet wurde. Diese Metall­ kragen wirkt als äußerer Wärmeschild, der die Banddich­ tung vor Hitze und Licht schützt, die von dem Lampenkol­ ben abgestrahlt wird. Gewöhnlich wird auch eine Wärme­ senke an dem Lampensockel oder dem Stromversorgungsstift vorgesehen, um die Wärmeabführung von der Dichtung zu erhöhen. Selbst wenn derartige Vorsichtsmaßnahmen getrof­ fen werden, hat es sich in einigen Fällen als notwendig erwiesen, die Füße wesentlich länger auszubilden, als not­ wendig ist, um wirksame Banddichtungen zu erhalten, teil­ weise wegen der Wärme und des Lichtes, die von dem Lampen­ kolben durch die Füße abgestrahlt werden und teilweise auch wegen der Wärme, die entlang den Bändern selbst ge­ leitet wird. Es wird angenommen, daß ein beträchtlicher Anteil der Wärme und des Lichtes, die die äußeren Enden der Bänder erreichen, intern von den Wänden der Halterungs­ füße reflektiert wird, die dadurch als "Lichtrohre" wirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Lampe zu schaffen, bei der diese "Lichtrohr"-Wirkung verringert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Halterungsfuß einer Lampe der eingangs genannten Art mit einem Strahlung zerstreuenden Oberflächenbereich versehen ist.

Aus DE-OS 26 19 674 ist eine elektrische Lampe mit einem lichtdurchlässigen Kolben und einem Halterungsfuß, in den mindestens ein Stromzuführungsband eingebettet ist und ihn der Länge nach durchläuft, bekannt. Der Halterungs­ fuß ist jedoch mit einer optisch glatten Oberfläche ver­ sehen. Lediglich der zentrale Teil des Entladungsgefäßes weist eine Mattierung auf. Hierdurch soll die Strahlungs­ absorption in der Wand des Entladungsgefäßes erhöht werden und damit die Temperatur des Entladungsgefäßes, der Dampfdruck der Füllung und schließlich die Lichtausbeute der Entladung. An den Enden des Entladungsgefäßes sind wärmestauende Zirkondioxid-Beläge vorgesehen, die jedoch nicht dazu dienen, innerhalb des Materials der Lampenfüße übertragene Strahlung zu vermindern.

Aus US-PS 42 81 267 ist eine Entladungslampe bekannt, deren Enden nicht mit einem Strahlung zerstreuenden, sondern mit einem Strahlung reflektierenden Bereich versehen sind. Dieser Bereich dient dazu, Wärmeenergie zu sammeln, um die Wirtschaftlichkeit der Lampe zu erhöhen. Unter dem Ausdruck "Strahlung zerstreuender Oberflächenbereich" ist jeder Oberflächenbereich zu verstehen, der einen beträchtlich nie­ drigeren Anteil der Strahlung (gleichgültig, ob sichtbare, ultraviolette oder infrarote Strahlung), die sich durch den Halterungsfuß fortpflanzt, nach innen reflektiert als eine optisch gleichförmige Oberfläche von allgemein flachem Profil in Richtung der Fußachse.

Dieser Oberflächenbereich kann eine optisch un­ gleichmäßige äußere Schicht umfassen, die aus einer Schicht aus streuenden Zentren bestehen kann, die teil­ weise oder völlig in einer Infrarotstrahlung durchlas­ senden Glasschicht von niedrigem Schmelzpunkt eingebet­ tet sein kann, die ihrerseits auf die Oberfläche des Halterungsfußes aufgeschmolzen ist. Die genannten streu­ enden Zentren können reflektierende Teilchen aus Glas, Metall, Glimmer, keramischem Material oder Metall sein oder in Form von Gasblasen vorliegen, die in der Glas­ schicht eingeschlossen sind.

Zusätzlich oder alternativ zu den rein optischen Verfahren zur Herstellung eines Strahlung zerstreuenden Oberflächenbereiches kommt eine Bildungsweise derartiger Bereiche in Frage, bei der ein ungleichmäßiges Oberflä­ chenprofil auf dem Halterungsfuß oder den Halterungs­ füßen ausgebildet wird. Die Ungleichmäßigkeit kann mikro­ skopisch oder makroskopisch sein. So kann die Oberfläche geätzt oder sandgestrahlt werden, um ein mikroskopisch ungleichmäßiges Oberflächenprofil herzustellen, oder der Fuß kann mit umlaufenden Rillen und bzw. oder Rippen während seiner Herstellung versehen werden. Die ober­ fläche kann abgesenkt und bzw. oder der Fuß als Ganzes mit einer oder mehreren Biegungen ausgebildet werden. Es versteht sich von selbst, daß praktisch jegliche we­ sentliche Deformation der örtlichen Oberflächenorientie­ rung die Einfallswinkel von Licht und Wärmestrahlung, die sich längs des Fußes ausbreiten, willkürlich ver­ teilt. Unter der Voraussetzung, daß ein beträchtlicher Anteil dieser Winkel kleiner ist als der kritische Win­ kel des Fußmaterials, wird die Strahlung, die sich längs des Fußes ausbreitet, zunehmend abgeschwächt. Es wurde jedoch gefunden, daß die vorteilhafteste Ausführungsform gemäß der Erfindung vom wirtschaftlichen Standpunkt aus diejenige ist, bei der der Fuß längs eines Teiles seiner Längenausdehnung (beispielsweise 30 mm) im Anschluß an den Lampenkolben sandgestrahlt ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeich­ nungen näher erläutert, worin

Fig. 1 einen Axialschnitt einer doppelendigen Entladungslampe gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Axialschnitt - teilweise aufge­ schnitten - einer weiteren Entladungslampe gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Skizze einer einendi­ gen Entladungslampe gemäß der Erfindung und

Fig. 4 einen axialen Querschnitt - teilweise weggeschnitten - einer weiteren einendigen Entladungs­ lampe gemäß der Erfindung darstellen.

Gemäß Fig. 1 besteht die dargestellte Lampe aus einem durchsichtigen Kolben 1 aus Siliciumdioxid, der mit zwei Halterungsfüßen 2 und 3, in denen Stromzufüh­ rungsbänder 4 und 5 aus Molybdän eingebettet sind, ein­ stückig ausgebildet ist. Die Bänder bilden Banddichtun­ gen mit dem umgebenden Siliciumdioxid und sind an ihren inneren Enden an entsprechende Elektroden 6 und 7 und an ihren äußeren Enden an entsprechende Stromzuführungs­ stifte 8 und 9 angeschweißt. Die Stifte 8 und 9 sind ihrerseits mit Lampensockeln 10 und 11 aus Metall ver­ bunden. Die Oberfläche jedes Fußes ist zu einer Reihe aneinandergrenzender umlaufender Rippen 12 geformt, die einen Strahlung zerstreuenden Oberflächenbereich bil­ den, wie durch die typischen Strahlen R 1 und R 2, die beiden aus den Füßen heraustreten, angedeutet ist. Der Strahl RS, der gestrichelt dargestellt ist, stellt die Fortsetzung von R 1 dar, die dann auftreten würde, wenn die Oberflächenprofile des Fußes 2 in den axialen Ebenen flach wäre, wie durch die gestrichelte Linie S darge­ stellt ist (beispielsweise im Falle, daß der Fuß 2 zylindrisch wäre). In einem derartigen Falle würde der Strahl RS nach innen auf die empfindliche Schweißverbin­ dung W reflektiert, die das Band 4 und den Stift 8 ver­ bindet. Selbstverständlich kommt es auf das Profil der Rippen 12 nicht entscheidend an, und auch der radiale Querschnitt der Halterungsfüße 2 und 3 kann beliebig sein.

In Fig. 2 ist ein Teil eines Halterungsfußes 2 einer Entladungslampe sowie eine Lampenelektrode 6 dar­ gestellt, die an ein Stromzuführungsband 4 geschweißt ist. Die Oberfläche des Fußes 2 ist (beispielsweise durch Ätzen oder Sandstrahlen) längs eines Teiles seiner Längen­ ausdehnung, wie bei 13 dargestellt, im Anschluß an den Lampenkolben aufgerauht. Der aufgerauhte Teil 13 der Oberfläche liefert eine Vielfalt lokaler Oberflächen S, von denen viele annähernd senkrecht zu den Strahlen R 3 und R 6 aus dem Lampenkolben verlaufen. Demzufolge treten die meisten dieser Strahlen, die auf die Oberfläche des Fußes auftreffen, aus, so daß sich lediglich ein kleiner Anteil der Wärme und Licht aus dem Kolben längs des Fußes ausdehnt.

Fig. 3 stellt eine einendige Entladungslampe dar, die mit einem gebogenen Fuß 14 versehen ist. Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird Strom durch Metallbänder 18 und 19, die an Stromzuführungsstifte 20 bzw. 21 geschweißt sind, den Lampenelektroden 16 bzw. 17 zugeführt. Ein Bereich 13 der Oberfläche des gekrümmten Teils des Fußes 14 ist aufgerauht. Da die meisten (R 7 und R 10) der Strahlen R 7 bis R 11 aus dem Lampenkolben auf die Außenseite der Krümmung des Fußes auftreffen, genügen selbst leichte Neigungen der örtlichen Oberflä­ chen bezüglich der Hauptoberfläche, um sicherzustellen, daß die meisten örtlichen Oberflächen (die nicht darge­ stellt sind) annähernd senkrecht zu den auf sie auftref­ fenden Strahlen liegen. Demzufolge tritt der Hauptan­ teil der Strahlung, der vom Lampenkolben aus in den Fuß gelangt, durch die Außenseite der Krümmung aus.

Fig. 4 stellt eine Lampe dar, die mit einer glas­ artigen Schicht 21 auf der Oberfläche des Fußes 2 ver­ sehen ist. Vorzugsweise ist der Brechungsindex der Schicht 21 nicht wesentlich niedriger als derjenige des Fußes 2. Streuende Zentren C, die aus Gasblasen, einzel­ nen Glasteilchen, die sich hinsichtlich des Brechungs­ indexes von der Glasschicht 21 unterscheiden, oder re­ flektierendem Glimmer oder reflektierenden keramischen oder metallischen Teilchen bestehen können, streuen die Strahlen R 18 bis R 20 in willkürlicher Verteilung, wie dargestellt. Eine derartige willkürliche Streuung schwächt die Strahlung, die sich längs des Fußes 1 aus­ breitet, zunehmend. Die glasartige Schicht 21 und die streuenden Zentren C können auf den Fuß 2 aufgebracht werden, indem man ein Gemisch aus einer geeigneten ersten Glasfritte und entweder einem Metallcarbonat, falls Gasblasen die streuenden Zentren bilden sollen, oder einer zweiten Glasfritte, wenn einzelne Glasteilchen die streuenden Zentren bilden sollen, oder den reflektie­ renden Teilchen selbst zusammen mit einem zersetzbaren Bindemittel, wie Polyacrylsäure, herstellt. Das Gemisch kann dann auf die Oberfläche des Fußes gesprüht werden, um das Bindemittel zu zersetzen oder zu verdampfen, die erste Fritte auf den Fuß zu schmelzen, so daß sich eine glasartige Schicht ausbildet, und, wenn ein Metallcar­ bonat in dem Gemisch vorhanden ist, um dieses Carbonat zur Ausbildung von Gasblasen aus Kohlendioxid zu zer­ setzen.

Claims (9)

1. Elektrische Lampe mit einem lichtdurchlässigen Kolben, der an einem Ende mindestens eines Halterungsfußes aus lichtdurchlässigem Material montiert ist, sowie aus min­ destens einem Stromzuführungsband, das in den Fuß ein­ gebettet ist und ihn der Länge nach durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (2, 3, 14) mit einem Strahlung zerstreuenden Oberflächenbereich (12; 13; 21, C) versehen ist.

2. Lampe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenprofil (12, 13) des Fußes (2, 3, 14) ungleichmäßig ist.

3. Lampe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenprofil (12) makroskopisch ungleich­ mäßig ist.

4. Lampe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenprofil (13) mikroskopisch ungleich­ mäßig ist.

5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenprofil (13) durch Sandstrahlen hervor­ gerufen ist.

6. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenprofil (12) durch umlaufende Rippen gebildet ist.

7. Lampe gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (14) mindestens eine Biegung aufweist, die in dem Bereich (13) des nicht gleichmäßigen Oberflächen­ profiles angeordnet ist.

8. Lampe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine durchsichtige Beschichtung (21) auf dem Fuß (2) sowie eine Vielzahl von streuenden Zentren (C), die teilweise oder völlig in der Beschichtung eingebet­ tet sind, aufweist.

9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die streuenden Zentren (C) Gasblasen, Glasteilchen oder reflektierende Teilchen sind.