DE3630335A1

DE3630335A1 - Hochdruckentladungslampe und verfahren zum betrieb

Info

Publication number: DE3630335A1
Application number: DE19863630335
Authority: DE
Inventors: Alexander Dobrusskin; Juergen Dr Heider; Wolfgang Schade
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1988-03-10
Also published as: US4801840A

Description

Stand der Technik

Aus der GB-PS 5 30 376 ist eine Hochdruckentladungs lampe mit zwei Einschmelzungen bekannt, bei der um einen Teil des Entladungsgefäßes eine Heizwendel angeordnet ist, die in einer mit dem Entladungsgefäß verbundenen Kapillare aus Quarzglas geführt ist. Mit dieser separat heizbaren Heizwendel werden die im Entladungsgefäß befindlichen Füllsubstanzen verdampft, so daß die Anlaufzeit der Lampe bis zum Erreichen des vollen Lichtstromes reduziert wird.

Eine an beiden Enden beheizte Hochdruckentladungslampe für ein optisches System ist in der US-PS 28 20 164 offenbart. Hierbei sind mehrere Keramikstäbe, die jeweils mit einem Widerstandsdraht versehen sind, mit Abstand um die Enden des Entladungsgefäßes angeordnet, so daß deren Strahlungswärme das Entladungsgefäß erwärmt und die Füllsubstanzen verdampft gehalten werden, wodurch ein Sofortlicht der Lampe erzielt wird. Der mechanische Aufbau für diese Heizanordnung ist sehr aufwendig. Des weiteren ist die Wärmeüber tragung zum Entladungsgefäß nachteilig.

Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Heizdraht an der Lampe direkt und in einer Weise anzuordnen, daß er einerseits ohne großen Aufwand montiert werden kann und andererseits unverrückbar an seiner ihm vorbestimmten Stelle im intimen Kontakt zur Lampe gehaltert wird.

Hintergrund und Vorteile der Erfindung

Hochdruckentladungslampen, insbesondere solche mit Metallhalogenidfüllung, werden in letzter Zeit ver mehrt zum Zweck der Allgemeinbeleuchtung verwendet. Des weiteren wurden solche Lampen auch schon für die Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen. Für beide Anwendungszwecke werden kleine Leistungsstufen von weniger als 100 W, insbesondere auch unterhalb 50 W eingesetzt. Außerdem besteht für beide Anwen dungszwecke ein gesteigertes Bedürfnis nach hohem Lichtkomfort hinsichtlich der Farbeigenschaften sowie des schnellen Anlaufs solcher Lampen. Mit den spezifi schen Füllsubstanzen sowie einer an sich bekannten Vorheizung des Entladungsgefäßes werden diese Forde rungen weitgehend erfüllt. Mit der Gestaltung und Fixierung der Heizvorrichtung an der Lampe entspre chend der Erfindung wird die zuvor beschriebene Aufgabe gelöst. Die Anordnung des Heizdrahtes inner halb einer Mehrfachkapillare, die wiederum über den Kitt direkt in thermischem Kontakt zur Lampe steht, gewährleistet eine hohe Wärmekonzentration in dem Bereich, wo Wärme benötigt wird, während die in der Doppelkapillare geführten Zuleitungen kalt bleiben. Des weiteren hat der in der Mehrfachkapillare geführte Heizdraht die Möglichkeit, thermische Längenänderungen ungehindert ausführen zu können. Sowohl die Doppel kapillare als auch die Mehrfachkapillare sind handelsübliche keramische Massenartikel, die den Heizdraht auch zusätzlich vor Oxidation schützen. Bei der kleinen Größe des Entladungsgefäßes - dieses weist nur ein Volumen von ca. 0,03 cm³ auf - ist es zur Ver dampfung der Füllsubstanzen völlig ausreichend, wenn nur an zwei gegenüberliegenden Seiten der Lampenquet schung eine solche Mehrfachkapillare angebracht wird.

Darstellung der Erfindung

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von vier schematisch dargestellten Figuren und einem Diagramm näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine einzelne Heizvorrichtung in teil weise aufgebrochener Ansicht

Fig. 2 zeigt die Heizvorrichtung der Fig. 1 in der Seitenansicht

Fig. 3 zeigt eine Lampe mit Heizvorrichtung

Fig. 4 zeigt die Lampe der Fig. 3 in der Seiten ansicht und teilweise im Schnitt

Fig. 5 zeigt den Anstieg des Lichtstroms in relativen Einheiten einer kalten und einer vorgeheizten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe.

Die Heizvorrichtung 1 in den Fig. 1 und 2 setzt sich aus einer Doppelkapillare 2 und einer Mehrfach kapillare 3 zusammen, wobei die Doppelkapillare 2 etwa in der Mitte und im rechten Winkel zur Mehrfach kapillare 3 an dieser befestigt ist. Beide Kapillar gefäße 2, 3 bestehen aus Aluminiumoxidkeramik und sind handelsüblich erhältlich. Innerhalb der Doppel kapillare 2 sind die Zuleitungen 4 angeordnet, während innerhalb der Mehrfachkapillare 3 der eigentliche Heizdraht 5 (z.B. Kanthal®) entsprechend der Anzahl der Einzelkapillaren mehrfach hin- und hergeführt ist. Je nach verwendeter Mehrfachkapillare kann so eine unterschiedliche Länge des Heizleiters untergebracht und damit die Heizleistung in bestimmten Grenzen bestimmt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Mehrfachkapillare 3 sechs Einzelkapillaren auf, so daß der Heizdraht 5 sechsmal die Länge der Mehrfachkapillare 3 durchläuft. Die Länge der Mehr fachkapillare 3 ist an die Breite der Lampenquetschung angepaßt (s. Fig. 3).

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Metallhalogenidhoch druckentladungslampe 6, bei der im Übergangsbereich des Entladungsgefäßes 7 und der Einschmelzung 8, die hier als Quetschung ausgeführt ist, an jeder Seite eine Heizvorrichtung 1 entsprechend den Fig. 1 und 2 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt z.B. mittels eines Kitts (nicht sichtbar), so daß eine gute Wärme übertragung zum Entladungsgefäß erfolgen kann. Die Stromzuführungen 9 der Lampe 6 münden in einen Sockel körper 10, der mit der für die Lampe 6 erforderlichen Versorgungsspannung verbunden wird. Die Zuleitungen 4 der Heizvorrichtung münden ebenfalls im Sockelkörper 10, wobei dort die entsprechende Beschaltung - z.B. eine Reihenschaltung beider Heizvorrichtungen - vorge nommen ist. Jede der beiden Heizvorrichtungen 1 wird mit ca. 10 W betrieben, wodurch das Entladungsgefäß 7 auf eine Temperatur bis ca. 550°C erwärmt wird, was für einen schnellen Anlauf der Lampe 6 ausreicht.

Die Hochdruckentladungslampe weist eine elektrische Leistung von ca. 35 W auf und wird bei einer Brenn spannung von ca. 100 V mit einem Strom von ca. 0,35 A betrieben. Neben Quecksilber enthält die Lampe die Halogenide von Natrium und Scandium. Im eingebrannten Zustand hat die Lampe einen Lichtstrom von mehr als 2400 lm und eine Farbtemperatur von ca. 3400 K.

Die Graphik der Fig. 5 zeigt den Verlauf der Einbrennkurven einer Metallhalogenidhochdruckent ladungslampe einmal ohne Vorheizung (strichpunktierte Linie) und einmal mit Vorheizung entsprechend der Erfindung (durchgehende Linie) sowie den Verlauf einer konventionellen H4-Glühlampe für Autoscheinwerfer (gestrichelte Linie). Es ist hieraus zu entnehmen, daß die H4-Lampe nur ca. 40% des Lichtstroms einer Metallhalogenidhochdruckentladungslampe liefert. Des weiteren wird deutlich, daß der 40%-Lichtstrom der vorgeheizten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe bereits nach ca. 7 s (ca. 44 s), der 50%-Lichtstrom nach ca. 9 s (ca. 54 s) und der 90%-Lichtstrom nach ca. 29 s (ca. 85 s) vorliegt (im Vergleich die Zeiten für eine nicht vorgeheizte Metallhalogenidhochdruck entladungslampe).

Claims

1. Hochdruckentladungslampe (6) mit einem Entladungs gefäß (7), das eine die Entladung aufrechterhaltende Füllung enthält, und einer Einschmelzung (8), durch die zwei Stromzuführungen (9) geführt sind, wobei im Übergangsbereich des Entladungsgefäßes (7) und der Einschmelzung (8) zur Zündverbesserung eine Heizvor richtung (1) zum Aufheizen des Entladungsgefäßes (7) angeordnet ist, die durch einen Heizdraht (5) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (5) in einer Lochkeramik (2, 3) angeordnet ist.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkeramik (2, 3) im Übergangsbereich des Ent ladungsgefäßes (7) und der Einschmelzung (8) eine Mehrfachkapillare (3) aufweist, in der der Heizdraht (5) verläuft.

3. Lampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß die Mehrfachkapillare (3) mit der Lampe in inniger thermischer Berührung steht.

4. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachkapillare (3) zur Erzielung eines möglichst guten Wärmeübergangs mit der Lampe (6) verkittet ist.

5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkeramik (2, 3) im Bereich der Zuleitungen (4) des Heizdrahtes (5) eine Doppelkapillare (2) aufweist.

6. Verfahren zum Betrieb einer Lampe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (1) mittels einer von der Betriebsspannung der Hoch druckentladungslampe (6) abweichenden eigenen Spannungsquelle betrieben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (1) bei ausgeschalteter Lampe (6) aktiviert ist.