DE60015055T2

DE60015055T2 - Elektrische lampe und aus einer elektrischen lampe und einem reflektor zusammengesetzte baueinheit

Info

Publication number: DE60015055T2
Application number: DE60015055T
Authority: DE
Inventors: Hubert Frings; H. Herbert KREUS; H. Franz KAULEN
Original assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: DE60015055D1; CN1203520C; EP1103064B1; EP1103064A1; US6404112B1; WO2000075957A8; CN1316097A; WO2000075957A1; JP2003501793A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
eine elektrische Lampe, welche mit einem gasundurchlässigen, lichtdurchlässigen Leuchtkörper versehen ist,
welcher eine Quarzglaswand aufweist, die einen Hohlraum einer vorgegebenen, im Allgemeinen sphärischen oder elliptischen Form mit einem geometrischen Mittelpunkt vorsieht, wobei die Wand zumindest zum Teil mit einer Infrarot reflektierenden und sichtbares Licht leitenden Beschichtung versehen ist und der Hohlraum eine im Wesentlichen lineare, elektrische Lichtquelle aufnimmt,
wobei die Lampe ebenfalls eine Metallfolie aufweist, welche in der Wand komplett eingebettet und mit der elektrischen Lichtquelle verbunden ist,
und einen ersten Endabschnitt sowie einen zweiten Endabschnitt vorsieht, welche so angeordnet sind, dass sie sich gegenüberliegen und welche beide eine Abdichtung aufweisen, durch die ein jeweiliger Stromleiter, der mit der eingebetteten Metallfolie verbunden ist, von dem Leuchtkörper zu der Außenseite führt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit mit einer elektrischen Lampe, wie oben offenbart, sowie
einem Reflektorkörper, welcher einen Reflektorteil mit einer konkaven, reflektierenden Oberfläche mit einer optischen Achse und, darin integriert, einen hohlen, halsförmigen Teil um die optische Achse aufweist.
Solche aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheiten werden als Quelle von weißem Licht für allgemeine und dekorative Beleuchtungsanwendungen verwendet.
Eine elektrische Lampe und eine aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit der eingangs erwähnten Art sind aus EP-A 0 397 422 bekannt. In diesem Dokument wird eine sogenannte zweiseitig gesockelte Halogenlampe, versehen mit einem Infrarot reflektierenden Interferenzfilter, beschrieben, welche in einem Reflektorkörper vom Typ PAR 38 angeordnet ist, wobei PAR für Aluminiumpara bolreflektor steht und die Zahl „38" einen Durchmesser des Reflektorkörpers an der Stelle des Lichtemissionsfensters angibt, wobei sich der Durchmesser durch Multiplizieren der Zahl mit einem Achtel Inch, wobei ein Inch 25,4 mm beträgt, ergibt, so dass der Durchmesser des Emissionsfensters eines Reflektors PAR 38 38 × 1/8 Inch ≈ 121 mm beträgt. Aufgabe der Erfinder ist es, zu ermöglichen, dass eine solche zweiseitig gesockelte Halogenlampe ebenfalls in bekannte PAR-Reflektorkörper geringerer, physikalischer Größe, zum Beispiel in einen Reflektorkörper PAR 20 mit einem Durchmesser des Emissionsfenster von 20 × 1/8 Inch ≈ 63,55 mm, und, im Besonderen, in einen Reflektorkörper PAR 16 mit einem Durchmesser des Emissionsfensters von 16 × 1/8 Inch ≈ 51 mm passt. Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Reflektorkörpers wird als MR 16 („Metallreflektor") bezeichnet, welcher, im Vergleich zu einem PAR-Reflektorkörper mit einer entsprechenden Durchmesserangabe, einen halsförmigen Teil aufweist, der, entlang der optischen Achse betrachtet, wesentlich kürzer ist.
Um ein zufriedenstellendes Verhältnis zwischen dem Reflektorkörper und der zweiseitig gesockelten, elektrischen (Halogen-) Lampe zu erreichen, ist es wünschenswert, die Dimensionen der bekannten, elektrischen Lampe zu reduzieren; dieses bewirkt jedoch, dass das Temperaturgleichgewicht einer solchen miniaturisierten, elektrischen Lampe ungünstig beeinflusst wird. Im Allgemeinen hat ein solches, ungünstig beeinflusstes Temperaturgleichgewicht negative Auswirkungen auf die Lebensdauer der elektrischen Lampe in der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die Dimensionen der elektrischen Lampe so anzupassen, dass sich die elektrische Lampe zur Verwendung in Reflektorkörpern eignet, deren Dimensionen geringer als diese der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit sind, wobei durch diese Anpassungen auch die oben erwähnten Nachteile eliminiert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die elektrische Lampe erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis des Abstands d_c ^I;d_c ^II von dem Anschlusspunkt, an welchem der Stromleiter mit der Metallfolie verbunden ist, zu der Länge l_ep ^I;l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts im Bereich d_c ^I;l_ep ^I ≥ 0,75 und d_c ^II;l_ep ^II ≥ 0,75 liegt, wobei der Abstand d_c ^I;d_c ^II und die Länge l_ep ^I;l_ep ^II gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt des Leuchtkörpers gemessen werden.
Die aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit ist erfindungsgemäß weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lampe so in dem Reflektorkörper angeordnet ist, dass der erste Endabschnitt zumindest zum Teil in dem halsförmigen Teil, der Hohlraum in dem reflektierenden Teil und die elektrische Lichtquelle vorwiegend auf der optischen Achse vorgesehen ist.
Dadurch, dass einer der Endabschnitte der elektrischen Lampe zumindest zum Teil in dem halsförmigen Teil des Reflektorkörpers angeordnet ist, wird erreicht, dass, entlang der optischen Achse betrachtet, die relative Höhe der elektrischen Lampe gegenüber dem Reflektorkörper reduziert wird, was einen günstigen Einfluss auf das Verhältnis der Dimensionen der zweiseitig gesockelten, elektrischen Lampe gegenüber den Dimensionen des Reflektorkörpers der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit hat. Bei der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit ist eine zweiseitig gesockelte Halogenlampe mittels sogenannter Montageschenkel gänzlich in dem Reflektorteil des Reflektorkörpers angeordnet. Durch erfindungsgemäßes Befestigen des ersten Endabschnitts der elektrischen Lampe in dem halsförmigen Teil des Reflektorkörpers wird eine feste und zuverlässige Verbindung der elektrischen Lampe mit dem Reflektorkörper erreicht. Zudem wird dadurch die Positionierung der elektrischen Lichtquelle auf der optischen Achse des Reflektorteils verbessert, wobei die elektrische Lichtquelle vorzugsweise so positioniert ist, dass sich der geometrische Mittelpunkt der elektrischen Lampe in dem Fokus der konkaven Reflexionsfläche befindet. Die verbesserte Positionierbarkeit resultiert in einer höheren Lichtleistung und einer besseren Lichtverteilung der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit.
Die Erfinder haben erkannt, dass die Miniaturisierung der elektrischen Lampe, welche es möglich und attraktiv macht, die Lampe in einen Reflektorkörper mit wesentlich geringeren Dimensionen als den Dimensionen der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit einzupassen, insbesondere bewirkt, dass die sogenannte Quetschungstemperatur der elektrischen Lampe ansteigt, was im Besonderen die Lebensdauer der elektrischen Lampe nachteilig beeinflusst. Die Temperatur der Quetschung einer Lampe wird an der Stelle des Verbindungspunkts (im Allgemeinen durch eine Schweißstelle gebildet) des (externen) Stromleiters und der in der Wand der elektrischen Lampe eingebetteten Metallfolie gemessen. Im Allgemeinen verstärkt eine hohe Quetschungstemperatur eine Korrosion der Metallfolie und/oder des externen Stromleiters. Eine Korrosion führt durch die Unterbrechung der Stromzufuhr zu einem Ausfall der Lampe. Zu anderen Ausfallursachen zählen zum Beispiel ein Streuverlust des Leuchtkörpers oder eine Explosion der Lampe. Wenn in der elektrischen Lampe gemäß der Erfindung der Verbindungspunkt zwischen der Metallfolie und dem externen Stromleiter so weit entfernt wie möglich von der Wärmequelle (der elektrischen Lampe) positioniert ist, wird eine Reduktion der Quetschungstemperatur erreicht.
Tests haben gezeigt, dass, trotz der Tatsache, dass die Quetschungstemperatur der elektrischen Lampe in der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der Erfindung höher als die Quetschungstemperatur der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit ist, eine untere Grenze von d_c ^I;l_ep ^I = 0,75 und d_c ^II;l_ep ^II = 0,75 wünschenswert ist, um zu erreichen, dass die Lebensdauer der elektrischen Lampe in der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der Erfindung zumindest mit der Lebensdauer der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit vergleichbar ist.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Abstand d_c ^I;d_c ^II zu der Länge l_ep ^I;l_ep ^II im Bereich 0,8 ≤ d_c ^I;l_ep ^I ≤ 0,95 und 0,8 ≤ d_c ^II;l_ep ^II ≤ 0,95. Eine untere Grenze von d_c ^I/l_ep ^I = 0,8 und d_cII;l_ep ^II = 0,8 bewirkt, dass die Lebensdauer der elektrischen Lampe in der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der Erfindung länger als die Lebensdauer der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit ist. Eine obere Grenze von d_c ^I;l_ep ^I = 0,95 und d_c ^II;l_ep ^II = 0,95 hat den Vorteil, dass der Teil des Endabschnitts, der sich zwischen dem Verbindungspunkt und dem Ende des Endabschnitts befindet, dem (externen) Stromleiter während der Lebensdauer der elektrischen Lampe ausreichenden mechanischen Halt bietet. Infolgedessen wird das Risiko, dass der Stromleiter während der Lebensdauer der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit abbricht, verringert.
Ein Ausführungsbeispiel der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l_ep ^I;l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts im Bereich 12 ≤ l_ep ^I ≤ 22 mm und 12 ≤ l_ep ^II ≤ 22 mm liegt. Sollte der erste Endabschnitt in dem halsförmigen Teil befes tigt sein, ermöglicht eine solche Länge der Endabschnitte, dass die elektrische Lampe in einen sogenannten Reflektorkörper PAR 20 eingepasst wird.
Ein äußerst vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l_ep ^I;l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts l_ep ^I ≤ 18 mm und l_ep ^II ≤ 18 mm berträgt. Durch eine solche Länge der Endabschnitte kann die elektrische Lampe in einen sogenannten Reflektorkörper PAR 16 und einen sogenannten Reflektorkörper MR 16 eingepasst werden.
Die Sicherheit der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit wird verbessert, wenn das Emissionsfenster durch eine Linse geschlossen ist. Auf diese Weise kann ausgeschlossen werden, dass brennbare Gegenstände mit heißen Teilen der Lampe in Kontakt kommen. Darüber hinaus kann eine solche Linse die Risiken in Folge einer Explosion des Leuchtkörpers begrenzen. Die Linse kann mittels Klebemittel, zum Beispiel einer Siliconpaste, an dem Reflektorkörper befestigt werden. Alternativ kann die Linse, zum Beispiel unter Verwendung eines Metallrings, welcher über den Reflektorkörper geschoben wird, mechanisch befestigt werden. Alternativ kann ein Klemmring oder eine Anzahl Klammern verwendet werden. Die Linse kann flach oder gebogen sein.
Bei einer vorteilhaften Modifikation weist der reflektierende Teil einen im Wesentlichen zylindrischen Endabschnitt nahe der Linse auf. Dadurch kann das Volumen innerhalb des reflektierenden Teils größer sein, um, sofern dieses gewünscht wird, eine niedrigere Gesamttemperatur zu erreichen, ohne dass die Zunahme des Volumens zu einer Zunahme des Durchmessers der Baueinheit führt. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Reflektorkörper auf der Außenseite mit einer profilierten, zum Beispiel welligen, Oberfläche vorzusehen. Infolgedessen wird die Oberfläche vergrößert, wodurch eine größere Wärmeemission möglich ist.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l_ep ^I des ersten Endabschnitts in dem halsförmigen Teil des Reflektorkörpers wesentlich geringer als die Länge l_ep ^II des zweiten Endabschnitts ist. Ein Vorteil, den ersten Endabschnitt der elektrischen Lampe in dem halsförmigen Teil des Reflektorkörpers vorzusehen, liegt darin, dass über die Verbindung mit dem halsförmigen Teil, zum Beispiel unter Verwendung einer wärmeleitenden und/oder Keramikklebeverbindung, der relevante Endabschnitt eine gute Wärmeableitung durch Wärmeleitung vorsieht, wodurch die Quetschungstemperatur des ersten Endabschnitts gegenüber dem zweiten Endabschnitt reduziert wird. Bei einer konstanten Quetschungstemperatur des ersten und des zweiten Endabschnitts ist es ausreichend, einen ersten Endabschnitt zu verwenden, welcher kürzer als der zweite Endabschnitt ist.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Länge l_ep ^I des ersten Endabschnitts zu der Länge l_ep ^II des zweiten Endabschnitts im Bereich 0,7 ≤ l_ep ^I/l_ep ^II ≤ 0,9. In Abhängigkeit der zwischen dem ersten Endabschnitt und dem halsförmigen Teil des Reflektorkörpers verwendeten Verbindung resultiert eine Reduzierung der Länge des ersten Endabschnitts um 10–30% in einer vergleichbaren Quetschungstemperatur bei dem ersten und zweiten Endabschnitt.
Die elektrische Lampe kann durch einen Glühkörper, zum Beispiel in einem Halogen enthaltenden Inertgas, oder ein Elektrodenpaar in einem ionisierbaren Gas dargestellt sein. Ein alternatives Ausführungsbeispiel der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lichtquelle einen Glühkörper mit einer Länge l_ib aufweist und das Verhältnis der Länge l_ib des Glühkörpers zu der Länge l_ca des Hohlraums in der Wand, entlang der optischen Achse gemessen, im Bereich 0,25 ≤ l_ib/l_ca ≤ 0,35 liegt. Hauptsächlich wenn der Hohlraum des Leuchtkörpers die Form einer Ellipse, versehen mit einer Infrarot reflektierenden und sichtbares Licht leitenden Beschichtung, aufweist, und wenn in dem Hohlraum ein spiralförmiger, linearer Glühkörper angeordnet ist, kann durch dieses Längenverhältnis eine sehr günstige Reflexion und Durchlasscharakteristik erreicht werden. Die Wärme in Form des von dem Glühkörper erzeugten Infrarotlichts wird somit zu dem Glühkörper sehr effektiv reflektiert, woraufhin die Endabschnitte weniger heiß werden, so dass die Quetschungstemperatur der elektrischen Lampe niedriger ist.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Strominnenleiter, welcher die elektrische Lichtquelle mit der Metallfolie verbindet, so gebogen ist, dass sich die elektrische Lichtquelle im Wesentlichen auf der optischen Achse befindet. Je besser die elektrische Lichtquelle gegenüber der sphärischen oder elliptischen Form des Hohlraums zentriert ist, desto effektiver ist die Wirkung der Infrarot reflektierenden Beschichtung und desto größer die Leistungsfähigkeit der elektrischen Lampe. Je besser zudem die elektrische Lichtquelle gegenüber dem geometri schen Mittelpunkt, welcher sich vorzugsweise auf der optischen Achse des Reflektorkörpers befindet, zentriert ist, desto besser ist die Lichtverteilung in Folge der Reflexion von der konkaven Reflexionsfläche des Reflektorkörpers.
Um die Temperatur der Endabschnitte weiter zu verringern, werden diese während der Herstellung der elektrischen Lampe einem Sandstrahlverfahren unterworfen. Dieses hat den Vorteil, dass die Endabschnitte nicht mit einer Infrarot reflektierenden Beschichtung versehen sind, wodurch sich eine Verringerung der Temperatur der Endabschnitte und folglich der Quetschungstemperatur ergibt. Ein zusätzlicher Vorteil des Sandstrahlens liegt darin, dass die Oberfläche der Endabschnitte aufgeraut wird, so dass eine größere, wärmestrahlende Oberfläche erhalten und daher die innere Gesamtlichtreflexion in den Endabschnitten in Folge der Beschichtung reduziert wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der Erfindung sind die Metallfolie und der erste und der zweite Stromleiter an der Stelle des Verbindungspunkts zumindest zum Teil mit einer Schutzschicht versehen. Diese Schutzschicht reduziert das Risiko einer Korrosion der Metallfolie und des Stromleiters an der Stelle des Verbindungspunkts. Auf Grund dieses Korrosionsschutzes wird eine akzeptable Lebensdauer der elektrischen Lampe in der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit erreicht, wobei das Explosionsrisiko der Lampe vernachlässigbar ist. Vorzugsweise enthält die Schutzschicht Chrom. Es hat sich gezeigt, dass Chrom als Schutzschicht auf elektrischen Leitern aus Molybdän und Wolfram in Quarzglas effektiv eingesetzt werden kann und mit diesen Materialien Produkte mit niedrigem Schmelzpunkt bildet. Eine Chromschutzschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,5 bis 2 μm ist besonders vorteilhaft. Die Schichtdicke der Beschichtung stellt einen Paramter dar, welcher, unter anderem, den Grad des Korrosionsschutzes bestimmt. Liegt die Schichtdicke unter 0,5 μm, ist die Schutzschicht zu dünn und der Korrosionsschutz nicht ausreichend. Bei einer Schichtdicke über 2 μm wird zuviel Material verwendet.
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird der Stromleiter von dem zweiten Endabschnitt über eine elektrisch leitende Verbindung entlang der Reflexionsfläche zu dem halsförmigen Teil des Reflektorkörpers geleitet. Durch Anordnen der Verbindung in einem kurzen Abstand von der Reflexionsfläche statt in einem kurzen Abstand von der elektrischen Lichtquelle wird auf Grund dieser Verbindung eine Schattenbildung durch die Reflexionsfläche wesentlich reduziert. Ein zusätzlicher Vorteil liegt darin, dass eine solche Position der Verbindung einen günstigen Einfluss auf die Wärmebilanz der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit hat. Vorzugsweise besteht diese Verbindung zumindest teilweise aus Nickel. Nickel ist ein festes, haltbares Material mit einem guten Wärmeleitungskoeffizienten und kann ebenfalls als Kontaktelement der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit verwendet werden. Ein Material, welches alternativ zur Herstellung der Verbindung eingesetzt werden kann, ist Edelstahl.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1A – einen Querriss einer aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
1B – die aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit von 1A, wobei die Baueinheit um 90° um eine optische Achse gedreht ist;
2A – einen Querriss der elektrischen Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung; sowie
2B – die elektrische Lampe von 2A, wobei die Lampe um 90° um die optische Achse gedreht ist.
Die Figuren sind rein schematisch und nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. Zum Zwecke einer deutlicheren Darstellung sind einige Dimensionen stark übertrieben gezeigt. In den Figuren sind, wann immer möglich, gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet.
Die 1A und 1B zeigen eine aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit gemäß der Erfindung im Querschnitt, wobei die Ansicht der in 1B dargestellten Baueinheit gegenüber der in 1A gezeigten Einheit um 90° um die optische Achse gedreht ist. Die aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit weist einen geformten Reflektorkörper 1 auf, welcher einen Reflektorteil 2 mit einer konkaven Reflexionsfläche 3 und einer optischen Achse 4 aufweist. Ein um die optische Achse 4 vorgesehener, hohler, halsförmiger Teil 5 ist in den Reflektorteil 2 integriert. In dem in den 1A und 1B dargestellten Beispiel ist das Emissionsfenster des Reflektorkörpers 1 durch eine gebogene Linse 31 geschlossen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Linse 31 flach. Das Ausführungsbeispiel der in den 1A und 1B gezeigten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zu sammengesetzten Baueinheit ist durch den Reflektorkörper 1 vom Typ PAR 20, PAR 16 oder MR 16 dargestellt.
Die aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit weist weiterhin eine elektrische Lampe 10 auf, welche einen gasdichten, Licht durchlässigen Leuchtkörper 11 mit einer Quarzglaswand 12, die einen Hohlraum 13 einer vorgegebenen, im Allgemeinen sphärischen oder elliptischen Form mit einem geometrischen Mittelpunkt 14 aufweist, vorsieht. In dem in den 1A und 1B dargestellten Beispiel ist die Form des Hohlraums 13 im Wesentlichen elliptisch. Der Hohlraum 13 des Leuchtkörpers 11 nimmt eine im Wesentlichen lineare, elektrische Lichtquelle 16, zum Beispiel einen Glühkörper in Form eines spiralgewickelten Wolframdrahtes, auf An der Stelle, an welcher die Wand 12 des Leuchtkörpers 11 eine elliptische Form aufweist, ist die Wand 12 des Leuchtkörpers 11 mit einer Infrarot reflektierenden und sichtbares Licht leitenden Beschichtung 15 versehen. Die durch den Glühkörper erzeugte Infrarotstrahlung wird durch diese Beschichtung 15 zu dem Glühkörper zurückgeworfen, wodurch die Leistungsfähigkeit der elektrischen Lampe 10 wesentlich erhöht wird. Das sichtbare Licht wird durch die Beschichtung 15 geleitet.
Die Infrarot reflektierenden und sichtbares Licht leitenden Beschichtungen 15 sind an sich bekannt. Solche Beschichtungen weisen im Allgemeinen ein Mehrschichteninterferenzfilter (> 40 Schichten) auf, wobei die Dicken der einzelnen optischen Schichten durch Computerprogramme, die Fachkundigen bekannt sind, berechnet werden. Solche optischen Interferenzschichten werden im Allgemeinen unter Anwendung von Beschichtungstechniken aufgebracht, welche an sich bekannt sind, wie z.B. Aufdampfung, Tauchbeschichten, (reaktive) Zerstäubung sowie chemische Aufdampfung.
Die Temperatur der Endabschnitte 21; 22 der elektrischen Lampe 10 wird durch Sandstrahlen der Endabschnitte 21; 22 bei Herstellung der elektrischen Lampe reduziert. Infolgedessen wird die Beschichtung entfernt und eine raue Oberfläche erhalten, welche die Wärmeemission verbessert.
In den 1A und 1B befindet sich der geometrische Mittelpunkt 14 der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit an dem Schnittpunkt der optischen Achse 4 und einer weiteren Achse 4'; 4" in rechten Winkeln zu der optischen Achse 4, im Mittelpunkt des Leuchtkörpers 11. In der Wand 12 der elektrischen Lampe 10 sind auf beiden Seiten Metallfolien 17; 18 eingebettet. Diese Metallfolien 17; 18 sind mit der elektrischen Lichtquelle 16 verbunden. Die elektrische Lampe 10 weist weiterhin einen ersten Endabschnitt 21 und einen zweiten Endabschnitt 22 auf, welche beide mit einer Abdichtung versehen sind. Der zweite Endabschnitt 22 ist so angeordnet, dass er dem ersten Endabschnitt 21 gegenüberliegt. Eine elektrische Lampe 10 mit einer Kombination aus zwei Endabschnitten 21; 22, zwischen denen ein Hohlraum vorgesehen ist, wird im Allgemeinen als zweiseitig gesockelte Lampe, in dem in den 1A und 1B dargestellten Beispiel als sogenannte zweiseitig gesockelte Halogenlampe, bezeichnet. Stromleiter 23; 24, welche mit der eingebetteten Metallfolie 17; 18 verbunden sind, erstrecken sich durch die Endabschnitte 21; 22 von dem Leuchtkörper 11 nach außen.
Die elektrische Lampe 10 ist in dem Reflektorkörper 1 angeordnet, wobei der erste Endabschnitt 21 zumindest zum Teil in dem halsförmigen Teil 5, der Hohlraum 13 in dem reflektierenden Teil 2 und die elektrische Lichtquelle 16 im Wesentlichen auf der optischen Achse 4 vorgesehen ist.
1A zeigt außerdem, dass der Stromleiter 24 aus dem zweiten Endabschnitt 22 hervorragt und über eine elektrisch leitende Verbindung 34 entlang der Reflexionsfläche 3 zu dem halsförmigen Teil 5 des Reflektorkörpers 1 geführt wird. Eine besonders vorteilhafte Verbindung 34 ist aus Nickel gefertigt und weist einen Durchmesser von im Wesentlichen mindestens 1,5 mm auf. Der Stromleiter 23 ist mit einer elektrisch leitenden Verbindung 33 entsprechend verbunden. Beide Verbindungen 33; 34 erstrecken sich über einen Endabschnitt 6 von dem Reflektorkörper 1 nach außen und dienen als Kontaktelemente der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit.
Die 2A und 2B zeigen die elektrische Lampe 10 gemäß der Erfindung im Querschnitt, wobei die Ansicht der Lampe in 2B gegenüber 2A um 90° um die optische Achse 4 gedreht ist. Die lineare, elektrische Lichtquelle 16 befindet sich in dem geometrischen Mittelpunkt 14 des Leuchtkörpers 11 der elektrischen Lampe 10. Der Abstand von der Lichtquelle zu dem Verbindungspunkt 27; 28, an welchem der Stromleiter 23; 24 mit der Metallfolie 17; 18 verbunden ist, ist in 2A durch d_c ^I;d_c ^II gekennzeichnet; dieser Abstand wird gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt 14 an dem Schnittpunkt der optischen Achse 4 und der weiteren Achse 4'; 4" gemessen. Zudem ist in 2A die Länge des ersten und des zweiten Endabschnitts 21; 22 durch l_ep ^I;l_ep ^II gekennzeichnet; dieser Abstand wird ebenfalls gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt 14 gemessen. Gemäß der Erfindung entspricht das Verhältnis von Abstand d_c ^I;d_c ^II zu Länge l_ep ^I;l_ep ^II der Relation d_c ^I/l_ep ^I ≥ 0,75 und d_c ^II/l_ep ^II ≥ 0,75.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Abstand d_c ^I;d_c ^II zu der Länge l_ep ^I;l_ep ^II im Bereich 0,8 ≤ d_c ^I/l_ep ^I ≤ 0,95 und 0,8 ≤ d_c ^II/l_ep ^II ≤ 0,95. Tests haben gezeigt, dass ein sehr geeigneter Wert des Verhältnisses d_c ^I/l_ep ^I = 0,86 und d_c ^II/l_ep ^II = 0,86; bei diesen Werten wird eine Lebensdauer der elektrischen Lampe in der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit erreicht, welche mindestens 10% höher als die Lebensdauer der bekannten, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit ist.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit gemäß der Erfindung liegt die Länge l_ep ^I;l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts 21; 22 im Bereich 12 ≤ l_ep ^I ≤ 22 mm und 12 ≤ l_ep ^II ≤ 22 mm. Durch eine solche Länge der Endabschnitte kann die elektrische Lampe in einen sogenannten Reflektorkörper PAR 20 eingepasst werden. Beträgt die Länge l_ep ^I;l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts 21;22 l_ep ^I ≤ 18 mm und l_ep ^II ≤ 18 mm, besteht die Möglichkeit, die elektrische Lampe in einen sogenannten PAR 16 und einen sogenannten MR 16 einzupassen. Der halsförmige Teil 5 eines Reflektorkörpers MR 16 ist, entlang der optischen Achse 4 betrachtet, wesentlich kürzer als dieser eines PAR-Reflektorkörpers mit einer entsprechenden Durchmesserangabe. Eine weitere Platzersparnis wird erreicht, indem die Länge l_ep ^I des ersten Endabschnitts 21 in dem halsförmigen Teil 5 des Reflektorkörpers I wesentlich geringer als die Länge l_ep ^II des zweiten Endabschnitts 22 vorgesehen wird. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Länge l_ep ^I des ersten Endabschnitts 21 zu der Länge l_ep ^II des zweiten Endabschnitts 22 im Bereich 0,7 ≤ l_ep ^I/l_ep ^II ≤ 0,9.
Die 2A und 2B zeigen eine elektrische Lichtquelle 16 mit einem spiralgewickelten Glühkörper. In 2B ist die Länge des Glühkörpers, welche entlang der optischen Achse 4 gemessen wird, durch l_ib gekennzeichnet. Die Länge des Hohlraums 13 in der Wand 12, welche entlang der optischen Achse 4 gemessen wird, ist in 2B durch l_ca gekennzeichnet. Die Leistungsfähigkeit der mit einer Infrarot reflektierenden und sichtbares Licht leitenden Beschichtung 15 versehenen, elektrischen Lampe 10 wird sehr günstig beeinflusst, wenn das Verhältnis der Länge l_ib des Glühkörpers zu der Länge l_ca des Hohlraums 13 im Bereich 0,25 ≤ l_ib/l_ca ≤ 0,35 liegt.
Einer Korrosion der Metallfolie 17; 18 wird effektiv entgegengewirkt, wenn die Metallfolie 17; 18 und der erste und zweite Stromleiter 23; 24 an der Stelle des Verbindungspunkts 27; 28 zumindest zum Teil mit einer Schutzschicht (in den 2A und 2B nicht dargestellt) versehen sind. Die Schutzschicht besteht vorzugsweise aus Chrom.
In dem Hohlraum 13 der elektrischen Lampe 10 ist die elektrische Lichtquelle 16 durch Strominnenleiter 38; 37 jeweils mit der Metallfolie 17; 18 verbunden. Dieser Strominnenleiter 37; 38 ist so gebogen, dass sich die elektrische Lichtquelle 16 überwiegend auf der optischen Achse 4 befindet. Bei der Herstellung der elektrischen Lampe 10 werden die Strominnenleiter 37; 38 zweimal mit einer Biegung versehen (das Ergebnis der Biegung ist in 2B dargestellt). Durch diese Biegungen wird erreicht, dass die überwiegend lineare, elektrische Lichtquelle 16, welche in dem in den 2A und 2B gezeigten Beispiel durch einen, in Form einer Spirale gewickelten Glühkörper dargestellt ist, um die optische Achse 4 zentriert ist, wobei sich der Mittelpunkt der elektrischen Lichtquelle 16 in dem geometrischen Mittelpunkt 14 der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheit befindet, nachdem die elektrische Lampe 10 in dem Reflektorkörper 1 vorgesehen wurde.
2B zeigt auch, dass der Stromleiter 23; 24 in der Nähe des Endabschnitts 21; 22 mit einem plastisch deformierten Teil 43; 44 versehen ist, welcher dazu dient, die Verankerung des Stromleiters 23; 24 in dem Endabschnitt 21; 22 zu verbessern. Die Verankerung des Stromleiters 23; 24 erfolgt in Zusammenwirkung mit der den Endabschnitt 21; 22 umgebenden Wand 12. Da sich die Verbindungspunkte 27; 28 (s. 2A) in der Nähe des Endes des ersten und des zweiten Endabschnitts befinden, hat eine solche Verankerung einen positiven Einfluss auf die Lebensdauer der elektrischen Lampe 10. In dem in 2 dargestellten Beispiel weist der deformierte Teil 43; 44 mindestens zwei unterschiedliche Durchmesser auf. In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Verankerung einen abgeflachten Teil, einen gebogenen Teil oder einen teilweise abgeschliffenen Teil des Stromleiters 23; 24 auf.
In einem MR 16 Reflektorkörper 1 sind fünfzig zweiseitig gesockelte 12 V Halogenlampen mit einer Gesamtlänge von l_ep ^I + l_ep ^II = 14 + 17 = 31 mm angeordnet. Die Länge der eingebetteten Metallfolie 17; 18, welche entlang der optischen Achse 4 gemessen wird, beträgt 5,5 mm bei dem ersten Endabschnitt 21 und 7 mm bei dem zweiten Endabschnitt 22. Die Breite der eingebetteten Metallfolie 17; 18, welche entlang der weiteren Achse 4' gemessen wird, beträgt 2 mm. Der Abstand zwischen den Verbindungspunkten 27 und 28, an denen der Stromleiter 23; 24 mit der Metallfolie 17; 18 verbunden ist, beträgt d_c ^I = 12 mm in dem ersten Endabschnitt 21 und d_c ^II = 14,7 mm in dem zweiten Endabschnitt 22. Das Verhältnis von Abstand d_c ^I;d_c ^II zu Länge l_ep ^I/l_ep ^II beträgt infolgedessen d_c ^I/l_ep ^I ≈ 0,86 und d_c ^II/l_ep ^II ≈ 0,86. Das Verhältnis der Länge l_ep ^I des ersten Endabschnitts (21) zu der Länge l_ep ^II des zweiten Endabschnitts (22) beträgt l_ep ^I/l_ep ^II ≈ 0,82.
Der Leuchtkörper 11 der zweiseitig gesockelten Halogenlampen gemäß der Erfindung weist einen elliptischen Hohlraum 13 mit einer sogenannten Langachse von etwa 11 mm und einer sogenannten Kurzachse von etwa 10 mm auf. Die Außenfläche des Hohlraums 13 ist mit einer Infrarot reflektierenden und sichtbares Licht leitenden Beschichtung 14 versehen. Die Beschichtung 14 weist ein Infrarot reflektierendes, 47-schichtiges Nb₂O₅/SiO₂-Interferenzfilter (effektive Reflexion in dem Wellenlängenbereich 760 ≤ λ ≤ 2000 nm) auf, welches durch reaktive Zerstäubung vorgesehen wird.
Die elektrische Lichtquelle 16 in dem Leuchtkörper 11 der Halogenlampen weist einen spiralgewickelten Glühkörper mit einer Länge l_ib = 3,2 mm auf, und die Länge des Hohlraums 13 in der Wand 12, gemessen entlang der optischen Achse 4, beträgt l_ca = 12,5 mm (s. 2B). Somit beträgt das Verhältnis der Länge l_ib des Glühkörpers zu der Länge l_ca des Hohlraums 13 l_ib/l_ca ≈ 0,26.
Die oben erwähnten fünfzig, aus einer elektrischen 12 V Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheiten wurden einer Lebensdauerprüfung unterworfen. Bei einem konstanten Energieverbrauch war die Lichtleistung 20% höher als die Lichtleistung von entsprechenden, aus einer elektrischen 12 V Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheiten. Auf Grund der Maße gemäß der Erfindung war die Lebensdauer der Halogenlampen in der aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheiten 25% länger als diese der entsprechenden, aus einer elektrischen 12 V Lampe und einem Reflektor zusammengesetzten Baueinheiten, nämlich ≥ 5,000 Stunden.
Es versteht sich von selbst, dass in dem Anwendungsbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, für Fachkundige viele Variationen möglich sind. Zum Beispiel ist die Erfindung nicht auf eine, aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit, welche eine elektrische Lampe mit einem Glühkörper aufweist, beschränkt; die elektrische Lampe kann alternativ ein Elektrodenpaar in einem ionisierbaren Gas aufweisen.
Bezugsziffern in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung anzusehen. Die Verwendung des Wortes „weist auf" bzw. „aufweist" bzw. „mit" schließt nicht das Vorhandensein anderer Elemente als die in den An sprüchen erwähnten aus. Die Verwendung des Wortes „ein" bzw. „eine" vor einem Element schließt nicht das Vorhandensein mehrerer solcher Elemente aus.

Claims

Elektrische Lampe (10), welche mit einem gasundurchlässigen, lichtdurchlässigen Leuchtkörper (11) versehen ist, welcher eine Quarzglaswand (12) aufweist, die einen Hohlraum (13) einer vorgegebenen, im Allgemeinen sphärischen oder elliptischen Form mit einem geometrischen Mittelpunkt (14) vorsieht, wobei die Wand (12) zumindest zum Teil mit einer Infrarot reflektierenden und sichtbares Licht leitenden Beschichtung (15) versehen ist und der Hohlraum (13) eine im Wesentlichen lineare, elektrische Lichtquelle (16) aufnimmt, wobei die Lampe ebenfalls eine Metallfolie (17; 18) aufweist, welche in der Wand (12) komplett eingebettet und mit der elektrischen Lichtquelle (16) verbunden ist, und einen ersten Endabschnitt (21) sowie einen zweiten Endabschnitt (22) vorsieht, welche so angeordnet sind, dass sie sich gegenüberliegen und welche beide eine Abdichtung aufweisen, durch die ein jeweiliger Stromleiter (23; 24), der mit der eingebetteten Metallfolie (17; 18) verbunden ist, von dem Leuchtkörper (11) zu der Außenseite führt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Abstands d_c ^I;d_c ^II von dem Anschlusspunkt (27;28), an welchem der Stromleiter (23;24) mit der Metallfolie (17;18) verbunden ist, zu der Länge l_ep ^I/l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts (21;22) im Bereich d_c ^I/l_ep ^I ≥ 0,75 und d_c ^II/l_ep ^II ≥ 0,75 liegt, wobei der Abstand d_c ^I;d_c ^II und die Länge l_ep ^I/l_ep ^II gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt (14) des Leuchtkörpers (11) gemessen werden.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit mit einem Reflektorkörper (1), welcher einen Reflektorteil (2) mit einer konkaven Reflexionsfläche (3) mit einer optischen Achse (4) und, darin integriert, einen hohlen, halsförmigen Teil (5) um die optische Achse (4) aufweist, und einer elektrischen Lampe (10) nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lampe (10) so in dem Reflektorkörper (1) angeordnet ist, dass der erste Endabschnitt (21) zumindest zum Teil in dem halsförmigen Teil (5), der Hohlraum (13) in dem reflektierenden Teil (2) und die elektrische Lichtquelle (16) vorwiegend auf der optischen Achse (4) vorgesehen ist.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Abstand d_c ^I/d_c ^II zu der Länge l_ep ^I/l_ep ^II im Bereich 0,8 ≤ d_c ^I/l_ep ^I ≤ 0,95 und 0,8 ≤ d_c ^II/l_ep ^II ≤ 0,95 liegt.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l_ep ^I/l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts (21;22) im Bereich 12 ≤ l_ep ^I ≤ 22 mm und 12 ≤ l_ep ^II ≤ 22 mm liegt.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l_ep ^I/l_ep ^II des ersten und des zweiten Endabschnitts (21;22) l_ep ^I ≤ 18 mm und l_ep ^II ≤ 18 mm ist.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l_ep ^I des ersten Endabschnitts (21) in dem halsförmigen Teil (5) des Reflektorkörpers (1) wesentlich geringer als die Länge l_ep ^II des zweiten Endabschnitts (22) ist.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge l_ep ^I des ersten Endabschnitts (21) zu der Länge l_ep ^II des zweiten Endabschnitts (22) im Bereich 0,7 ≤ l_ep ^I/l_ep ^II ≤ 0,9 liegt.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lichtquelle (16) einen Glühkörper mit einer Länge l_ib aufweist und das Verhältnis der Länge l_ib des Glühkörpers zu der Länge l_ca des Hohlraums (13) in der Wand (12), entlang der optischen Achse (4) gemessen, im Bereich 0,25 ≤ l_ib/l_ca ≤ 0,35 liegt.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (21;22) während der Herstellung der elektrischen Lampe (10) einem Sandstrahlverfahren unterworfen werden.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (17;18) und der erste und der zweite Stromleiter (23;24) an der Stelle des Anschlusspunkts (27;28) zumindest zum Teil mit einer Schutzschicht versehen sind.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht Chrom enthält.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strominnenleiter (37;38), welcher die elektrische Lichtquelle (16) mit der Metallfolie (17;18) verbindet, so gebogen ist, dass sich die elektrische Lichtquelle (16) im Wesentlichen auf der optischen Achse (4) befindet.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (24) von dem zweiten Endabschnitt (22) über eine elektrisch leitende Verbindung (34) entlang der Reflexionsfläche (3) zu dem halsförmigen Teil (5) des Reflektorkörpers (1) geleitet wird.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Verbindung (34) zumindest zum Teil aus Nickel gefertigt ist.
Aus einer elektrischen Lampe und einem Reflektor zusammengesetzte Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (23;24) in der Nähe des Endes des Endabschnitts (21;22) mit einem plastisch deformierten Teil (43;44) versehen ist, welcher dazu dient, die Verankerung des Stromleiters (23;24) in dem Endabschnitt (21;22) zu verbessern.