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Die
Erfindung betrifft eine Leuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Eine
aus der DE-PS 242 385 bekannte Leuchte ist offensichtlich eine zum
Schmuck dienende Leuchte, da besondere Maßnahmen, die die Leuchte zu
einer im explosions- oder
schlagwettergefährdeten
Bereich zuzulassenden Leuchte machen, nicht getroffen sind.
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Druckfest
gekapselte Leuchten besitzen einen Hüllkolben, der insbesondere
eine Halogenglühlampe
vollständig
einschließt.
Aus dem Hüllkolben ragen
die Anschlussdrähte
zum Glühfaden
der Glühlampe
heraus und dieses anschlussseitige Ende des Hüllkolbens ist von einem Sockel
umgeben, auf dessen äußere Bodenfläche warzenartige
Anschlusskontaktstücke
isoliert befestigt sind. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Hüllkolben
im Bereich der Anschlussdrähte
offen ist; dann ist er von dem Sockel unter Zwischenfügung einer
Isolierung und Abdichtung umgeben. Die Hüllkolbenform ist im Wesentlichen
kugelförmig
mit einer sich daran anschließenden
kegelstumpfförmigen
Verjüngung
und der Bereich mit kleinstem Durchmesser, der einen zylindrischen
Kragen aufweist, wird vom Sockel umfasst. Der Hüllkolben ist mit Luft oder
Stickstoff befüllt.
Eine derartige Leuchte ist beispielsweise aus der
DE-OS 32 36 529 bekannt
geworden.
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Eine
Leuchte, die im schlagwettergefährdeten
Bereich eingesetzt werden kann, ist beispielsweise aus der DE-PS
514 872 bekannt geworden. Diese besitzt eine Glühlampe, die von einem äußeren Hüllkolben
umgeben ist, wobei der Zwischenraum zwischen beiden mit einem Gas
gefüllt
ist, welches im Falle einer Beschädigung die Wendel der Glühlampe zerstören soll.
Als solches Gas kann beispielsweise Sauerstoff verwendet werden;
auch Luft ist hierfür geeignet,
sofern die äußere Glocke
unter Überdruck steht.
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Ein
Problem, mit dem sich die genannten Druckschriften nicht oder nur
beschränktem
Maße befassen,
ist das Problem der Temperatur der Außenfläche des Hüllkolbens. Bei der Ausgestaltung nach
der DE-PS 242 385 braucht auf die Außentemperatur des Hüllkolbens
kein besonderes Augenmerk gerichtet werden, das gleiche gilt im
Prinzip auch für die
Leuchte nach der DE-PS 514 872. Dass natürlich die Außenfläche der
genannten Leuchte nach der DE-PS 514 872 aufgrund allgemeiner Vorschriften eine
bestimmte maximale Temperatur nicht überschreiten darf, ist selbstverständlich.
Wie dies erreicht wird, ist nicht näher erläutert.
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Um
die Temperatur in Grenzen zu halten, wird in der DE-PS 32 36 529
vorgeschlagen, den Hüllglaskolben
mit einem Gas zu befüllen;
es besteht auch die Möglichkeit,
den Zwischenraum zwischen dem Hüllkolben
und der Glühlampe
unter Vakuum zu setzen, damit eine ausreichende thermische Isolierung
des Hüllkolbens
von der Lampe erzielt werden kann, wobei insbesondere darauf zu
achten ist, dass die Temperatur und der Druck des Gases innerhalb der
Halogenlampe ausreichend hoch bleiben, damit der Halogenprozess
auch bei geringerer Spannung aufrechterhalten bleibt.
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Die
DE 8906986 U offenbart
eine Lampeneinheit mit einer elektrischen Lampe, die innerhalb eines
Außenkolbens
angeordnet ist. Der Außenkolben kann
mit Luft oder mit einem Gas wie Stickstoff oder Argon gefüllt sein.
Die Lampe weist noch einen Reflektor auf, der elliptisch oder parabolisch
sein kann und in dem die Lampe genau fokussiert ist.
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Der
Außenkolben
kann rund, birnenförmig, rohrförmig sein
oder eine Reflektorform aufweisen.
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Ausgehend
von dem Stand der Technik nach
DE 8906986 U1 liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Leuchte der Eingangs genannten Art zu schaffen, welche
eine vergleichmäßigte Temperatur auf
der Außenfläche des
Hüllkolbens
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Zunächst ist
festzuhalten, dass der Hüllkolben
für Einsatz
der Leuchte in einem Explosions- oder schlagwettergefährdeten
Bereich so bemessen sein muss, dass er die Lampe druckfest einkapselt. Dies
erfolgt durch das Eintauchen des freien Randes des Hüllkolbens
in den Sockel teilweise ausfüllendes, aushärtbares
Material. Der Überdruck
im Inneren des Hüllkolbens
bewirkt gleichsam eine sogenannte zweite, über die druckfeste Kapselung
gestülpte
Sicherheit, wodurch die Sicherheit bei der Verwendung im explosionsgefährdeten
Bereich erhöht
wird.
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Erfindungsgemäß besitzt
der Hüllkolben
der Leuchte in dem Bereich, in dem die Mittelachse den Hüllkolben
durchdringt, den geringsten Abstand von der in dem Hüllkolben
befindlichen Lampe, wogegen die Außenkontur des Hüllkolbens
quer ab zur Lampe einen deutlich vergrößerten Abstand von der Lampe aufweist.
Dadurch wird der in Abstrahlrichtung vorne liegende Bereich des
Hüllkolbens,
durch den die Mittelachse der Lampe hindurch verläuft, deutlich
abgeflacht. Durch diese Kurvenform des Hüllkolbens, welche der Kurvenform
des Temperaturverlaufes der normal ausgebildeten, halbkugelartigen
Hüllkolbenkontur
beziehungsweise Hüllkolbenform
entspricht, wird eine deutliche Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung
erreicht. Durch die Formgebung des Hüllkolbens wird dafür gesorgt,
dass die Temperatur auf der gesamten Außenfläche des Hüllkolbens auch bei horizontalem
Einbau der Leuchte, das heißt
bei horizontalem Verlauf der Leuchtmittelachse, vergleichmäßigt ist,
wobei die Innenfläche
im Bereich und quer ab der Lampe, also zwischen den Ebenen, die
senkrecht zur Längsrichtung
die Lampe an ihren Enden tangieren, eine konkave Paraboloidform
ist, in deren Brennpunkt der lichtemittierende Glühfaden der
Lampe angeordnet ist.
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Bei
Einbau einer Glühlampe
wird das Verhältnis
vorzugsweise in etwa 1 : 2 und bei Einbau einer eine hohe Temperatur
entwickelnden Halogenglühlampe
bis etwa 1 : 6 bis 1 : 7 sein.
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In
zweckmäßiger Weise
wird der Überdruck dadurch
erzeugt, dass der zum freien Rand hin offene Hüllkolben in die in dem Lampensockel
befindliche Vergussmasse so weit eingedrückt ist, dass sich der gewünschte erhöhte Druck
innerhalb des Hüllkolbens
ergibt. Man erkennt dies daran, dass eine solche Leuchte unterschiedliche
Vergussmassenspiegel aufweist: die im Inneren des freien Randes
des Hüllkolbens
befindliche Vergussmasse hat einen vom Sockelboden deutlich geringeren
Abstand als die außerhalb
des Hüllkolbens
befindliche Menge der Vergussmasse; der Abstand der beiden Spiegel
voneinander ist praktisch ein Maß für den inneren Überdruck
im Inneren des Hüllkolbens.
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Der
Raum innerhalb des Hüllkolbens
ist in erfindungsgemäßer Weise
mit Luft oder Gas, vorzugsweise mit Stickstoff mit einem gegenüber der
Außenatmosphäre erhöhtem Druck
eingefüllt.
In bevorzugter Weise liegt der Druck wenigstens 1 mbar oberhalb des
Druckes der Außenatmosphäre.
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Zwar
ist – wie
oben erwähnt – bei der
Leuchte nach der DE-PS 514 827 innerhalb des Hüllkolbens Luft mit Überdruck
vorgesehen. Diese Luft soll aber im Falle einer Beschädigung der
Leuchte die Wendel der Glühlampe
zerstören,
wogegen erfindungsgemäß das Gas
innerhalb des Hüllkolbens
verhindern soll, dass explosible Gemische an die heiße Oberfläche der
Glühlampe
gelangen können,
bevor also die Glühlampe
sich ausreichend hat abkühlen können.
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Wie
eingangs erwähnt,
ist der Hüllkolben
einer bekannten normalen, druckfest gekapselten Leuchte halbkugelförmig ausgebildet,
wobei sich an die Halbkugelform ein kegelstumpfförmiger, sich verjüngender
Bereich anschließt,
so dass der freie Rand einen geringeren Durchmesser aufweist als
der maximale Durchmesser des Hüllkolbens,
bezogen auf die durch die Glühlampe
verlaufende Mittelachse. Insbesondere dann, wenn eine derartige
Leuchte in horizontaler Richtung eingebaut ist, erhält man im Bereich
des größten Durchmessers
des Hüllkolbens eine
erhöhte
Temperatur, so dass die Temperatur entlang einer Mantellinie, die
in einer Ebene mit der Mittelachse verläuft, in dem Bereich, in dem
die Mittelachse den Hüllkolben
durchdringt, am niedrigsten, in dem Bereich, in dem der Hüllkolbendurchmesser maximal
ist, am größten und
zum freien Rand hin also zum Sockel hin wieder abfällt.
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Eine
besonderes vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dem Anspruch
5 zu entnehmen.
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Dabei
wird die Innenfläche
der Paraboloidform in besonderer Weise definiert, wobei die Paraboloidform
in bevorzugter Weise sich von der Ebene, die senkrecht zu der Längsachse
der Paraboloidform durch den Brennpunkt der Paraboloidform beziehungsweise
durch den Glühfaden
der Lampe hindurchverläuft,
sich in Richtung zum Sockel verjüngt.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann darin bestehen, die Innenfläche der
Paraboloidform zumindest teilweise mit reflektierendem Material
zu beschichten. Mit dieser Beschichtung kann die Abstrahlcharakteristik
wie gewünscht
geändert
werden.
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Die
unterschiedlichen Verhältnisse
sind darauf zurückzuführen, dass
der Temperaturverlauf auf der Außenfläche des Hüllkolbens in Richtung einer Mantellinie
stark abhängig
ist von der äußeren Form der
Glühlampe.
Wenn eine normale Glühfadenglühlampe verwendet
wird, die selbst einen im wesentlichen kugelförmigen Lampenkolben aufweist,
dann wird das Verhältnis
D/R1 ca. 1 : 2 sein; bei Halogenglühlampen,
die eine eher langgestreckte Form aufweisen, beträgt das Verhältnis bis
ca. 1 : 6 bis 1 : 7.
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Anhand
der Zeichnung sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer
handelsüblichen,
druckfest gekapselten Leuchte und
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2 eine Schnittansicht einer
erfindungsgemäß ausgebildeten
Leuchte.
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Die 1 zeigt eine druckfest gekapselte Leuchte 10 nach
dem Stand der Technik. Diese druckfest gekapselte Leuchte 10 besitzt
eine Glühlampe 11,
in der ein Glühfaden 12 eingesetzt
ist, zu dem Anschlussdrähte 13 und 14 führen. Die
Glühlampe 11 ist
eine handelsübliche
Halogenglühlampe.
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Die
Glühlampe 11 ist
von einem druckfest ausgebildeten Hüllkolben 15 hermetisch
abgeschlossen, wobei der Innenraum 16 mit Luft oder mit
Gas, vorzugsweise mit Stickstoff befüllt ist. Der Hüllkolben 16 besitzt
einen vorderen Bereich 17, der eine Kugelform aufweist.
An diesem vorderen Bereich 17 schließt sich eine etwa kegelstumpfartige
Verjüngung 18 an,
die in einem zylindrischen Bereich 19 übergeht, der zu seinem freien
Rand von einem ebenfalls kegeistumpfartigen Hüllkolbenboden 20 abgeschlossen
ist. Durch diesen Hüllkolbenboden
greifen die Anschlussdrähte 13 und 14 hindurch.
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Der
zylinderartige Bereich ist von der Seitenwandung 22 eines
napfartigen Sockels umgeben und die freien Enden der Anschlußdrähte werden
durch den Napfboden 23 isoliert hindurchgeführt und
mit an der Außenfläche des
Napfbodens 23 isoliert befestigten Kontaktwarzen 24 und 25 elektrisch
leitend verbunden.
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Insbesondere
dann, wenn die Lampe horizontal eingebaut ist, wenn also die Mittellinie
M horizontal verläuft,
erhält
man eine in 1 dargestellte Temperaturverteilung
auf der Außenkontur
des Hüllkolbens,
die durch den Schnitt einer durch die Mittellinie M hindurchlaufenden,
in der Zeichenebene liegenden Ebene gebildet ist. Die Temperaturkurve
besitzt die Bezugsziffer 26. Man erkennt, daß die Temperatur
TM dort, wo die Mittellinie M den Hüllkolben 15 durchschneidet,
relativ klein ist und querab von der Lampe, also beim größten Durchmesser
des Hüllkolbens 15,
einen Temperaturwert Tq einnimmt, der gegenüber dem
Temperaturwert TM deutlich erhöht ist, insbesondere
durchaus auch ein mehrfaches des Temperaturwertes TM erreichen
kann. Die Außentemperatur
des Hüllkolbens 50 im
Bereich des freien Randes des Sockels beträgt TS;
dieser Temperaturwert entspricht etwa der Temperatur TM.
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Um
die Außentemperatur
T zu vergleichmäßigen, insbesondere
um die Temperatur bzw. den Temperaturwert Tq zu
verringern, wird die Außenkontur
des Hüllkolbens
etwa der Temperaturkurve 26, TM-Tq-TS angepaßt. eine
derartige Hüllkolbenform
ist der 2 zu entnehmen.
Diese erfindungsgemäße Leuchte
besitzt die Bezugsziffer 30. Die Leuchte 30 besitzt
eine der Glühlampe
entsprechende Glühlampe 31 mit
einem Glühfaden 32,
zu dem Anschlußdrähte 33 und 34 hindurchgeführt sind.
Daß in
der 2 diese Anschlußdrähte 33 und 34 an
Anschlußkontaktstiften 33a und 34a angeschlossen,
beispielsweise angelötet
sind, hat für
die Erfindung selbst keine Bedeutung und daher wird davon ausgegangen, daß die Anschlußdrähte 33 und 34 auch
die Anschlußkontaktelemente
oder Kontaktstücke 33a und 34a umfassen,
so daß 33/33a und 34/34a im
folgenden kurz den Anschlußdrähten 33 und 34 zugeordnet sind.
Die Glühlampe 31 ist
von einem Hüllkolben 35 umgeben,
wodurch ein Innenraum 36 zwischen der Glühlampe 31 und
der Innenfläche
des Hüllkolbens 35 gebildet
ist.
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Im
Gegensatz zu der Ausführung
nach 1 besitzt der Hüllkolben
einen vorderen abgeflachten Bereich 37, der in einem Abstand
D von der vorderen Spitze der Glühlampe 31 verläuft.
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An
diesen vorderen Bereich 37 schließt sich ein mittlerer Bereich 38 an,
der eine Parabohoidkontur aufweist, welche in einen zylindrischen
Bereich 39 am freien Rand der Paraboloidkontur bzw. des
mittleren Bereiches 38 anschließt. Der freie Rand des zylindrischen
Bereiches 39 ist offen. Der Durchmesser, von der Mittellinie
M aus gerechnet, des mittleren Bereiches ist gegenüber dem
Bereich 17 deutlich vergrößert; der Radius ist mit R1 bezeichnet.
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Der
zylindrische Bereich 39 ist von einem Sockel 41 umgeben,
der mit Gießharz 42 ausgegossen
ist, wobei der Oberflächenspiegel 43 des
Gießharzes
im Inneren des zylinderförmigen
oder zylindrischen Bereiches 29 einen geringeren Abstand
vom Napfboden 44 einnimmt als der Gießharzspiegel 45 des
Gießharzes
außerhalb
des zylinderförmigen
Bereiches 39. Dies ist darauf zurückzuführen, daß beim Einführen oder Einstellen des zylinderförmigen Bereiches 39 das
im Innenraum 36 befindliche Gas komprimiert wird, so daß der Druck
des darin befindlichen Gases das Gießharz aus dem zylindrischen Bereich
herauszudrücken
versucht. Der Abstand d ist ein Maß für die Differenz zwischen dem
Innendruck des Innenraums und der Außenatmosphäre.
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Die
Innenfläche
des Bereiches 38 ist mit einer Reflexionsfläche 46 belegt,
so daß ein
von dem Glühfaden 32 ausgesandter
Lichtstrahl 47 exakt nach vorn, also parallel zur Mittellinie
M umgelenkt wird. Dieser parallel verlaufende Lichtstrahl besitzt die
Bezugsziffer 48.
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Der
Innendruck PI ist größer als der Außendruck
PA, wobei die Beziehung wie folgt lautet: PI ≥ PA +
1mbar
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Die
Paraboloidform rechnet sich nach der Formel: X
= (2 × Y × 2 × R1)½,worin:
X
= Abstand aller Punkte einer Mantellinie der Paraboloidform von
der Ebene, die senkrecht zur Längsachse
durch den Glühfaden
bzw. Brennpunkt der Paraboloidform verläuft, in Richtung zum freien
Rand des Hüllkolbens,
parallel zur Längsachse
des Hüllkolbens
aus gemessen,
Y = Abstand aller Punkte einer Mantellinie, gemessen
von dem Punkt der Mantellinie, die die oben genannte Ebene, die
senkrecht zur Längsachse
durch den Brennpunkt verläuft,
durchstößt, in Richtung senkrecht
zu der Längsachse
des Hüllkolbens
hin zu dieser,
R1 = Radius des Kreises,
der senkrecht zur Längsachse
durch den Brennpunkt bzw. die Glühwendel der
Glühlampe 31 verläuft.
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Das
Verhältnis
Abstand D zum Radius R1 kann dabei zwischen
1:2 und ca. 1:7 liegen. Bei einer Halogenglühlampe, wie in der 2 dargestellt, beträgt das Verhältnis D/R1 etwa 1:6 bzw. 1:7, wogegen bei einer normalen
Glühlampe
mit einem kugelförmigen
Kolben das Verhältnis
D/R1 etwa bei 1:2 liegt.