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Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit, versehen mit einem
konkaven Reflektor, der eine Symmetrieachse hat, und mit einem Lichtaustrittsfenster,
das durch einen quer zur Achse umlaufenden Rand des Reflektors begrenzt
wird,
- – einer
länglichen
Lichtquelle, die nahezu auf der Symmetrieachse axial angeordnet
ist und die in einem Halter gegenüber dem Lichtaustrittsfenster untergebracht
ist, und
- – einer
als optisches Abschirmmittel dienenden axial positionierten Kappe,
die die Lichtquelle teilweise umgibt, um unreflektierte Lichtstrahlen
abzufangen, wobei die Kappe Teil einer die Lichtquelle umgebenden
Hülse (60)
ist.
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Eine
derartige Beleuchtungseinheit ist aus
DE
3341025 bekannt. Es wird eine Autolampe als Beleuchtungseinheit
offenbart, die eine die Lichtquelle umgebende Hülse aufweist, wobei die Hülse auch eine
Farbfilterungskappe bildet. Eine Hülse wird häufig als Schutzmittel verwendet,
wenn ein Risiko für
einen nicht passiven Ausfall der Lichtquelle am Ende der Lebensdauer
besteht. Insbesondere eine Hochdruck-Entladung birgt ein Risiko
eines nicht passiven Ausfalls des Entladungsgefäßes am Ende der Lebensdauer
in sich. Eine ähnliche
Beleuchtungseinheit ist in
GB
1395313 offenbart, mit einer speziell geformten Kappe als
optisches Abschirmmittel.
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Aus
EP 0336478 ist eine Beleuchtungseinheit
bekannt, bei der die Lichtquelle mit einer äußeren Umhüllung versehen ist. Auf der äußeren Umhüllung ist
an der dem Lichtaustrittsfenster zugewandten Seite eine für Licht
undurchlässige
Kappe vorgesehen. Es ist ein Problem, die lichtundurchlässige Kappe
auf ihrem Platz zu halten, da eine direkte Verbindung zwischen der
Kappe und der äußeren Umhüllung wegen
der großen
auftretenden Temperaturunterschiede großen Spannungen ausgesetzt ist. Dies
führt in
der Praxis häufig
zu einem Ausfall der Verbindung, so dass die Lage der betreffenden
Kappe nicht mehr gewährleistet
ist. Das oben benannte Problem verschärft sich, wenn die Lichtquelle
mittels einer Hochdruck-Entladung realisiert wird. Es zeigt sich,
dass auch eine von einer dünnwandigen
Metallbuchse gebildete Kappe, die klemmend über die äußere Umhüllung geschoben wird, keine
zuverlässige Positionierung
aufweist, wenn sie den thermischen Spannungen ausgesetzt wird. Befestigung
der Kappe am Reflektor mit Hilfe von radialen Befestigungsarmen
hat den Nachteil, dass die Befestigungsarme reflektiertes Licht
blockieren und somit das vom Reflektor gebildete Lichtbündel stören.
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In
DE U 29809619 wird eine Beleuchtungseinheit offenbart, die eine über der
Lichtquelle montierte Kappe aufweist, die mit einem axial verlaufenden
Abschirmrand versehen ist. Ein Problem der bekannten Beleuchtungseinheiten
ist das Abschirmen unreflektierter Emission von aus dem zwischen
der schalenförmigen
Kappe und dem Halter liegenden Abschnitt der Lichtquelle stammendem
Licht. Dies führt
entweder zu einer nachteiligen größeren Abmessung der Beleuchtungseinheit
in axialer Richtung oder bewirkt eine nachteilige zusätzliche
Abschirmung des Lichtaustrittsfensters.
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Der
Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Lösung für das obige Problem zu schaffen,
sodass die obigen Nachteile beseitigt werden. Erfindungsgemäß ist die
Beleuchtungsquelle zur Lösung dieser
Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse so geformt ist, dass die
Kappe in einem Abstand d von einem Abschirmring umgeben ist, der
für Licht
undurchlässig
ist und der sich über
eine Höhe
h in Richtung des Lichtaustrittsfensters erstreckt. Durch geeignete
Formung der Hülse
ist es möglich, die
Kappe und den Abschirmring als integrierten Körper zu bilden. Die Hülse ist
vorzugsweise aus einem Glas gebildet, das zumindest bis zu einer
Temperatur von 600 °C
beständig
ist, wie z.B. Hartglas, Quarzglas, und Quarz, und ist am Ort des
Halters an dem Reflektor befestigt. Die Hülse ist am Ort der Kappe und
des Abschirmringgebietes mit einer für Licht undurchlässigen Beschichtung
versehen.
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Durch
die Befestigung des Reflektors am Ort des Halters wird erreicht,
dass kein vom Reflektor reflektiertes Licht blockiert wird. Gleichzeitig
befindet sich der Halter in einem solchen Abstand von der Lichtquelle,
dass thermische Spannungen wesentlich verringert werden. Dies wird
bei einer bevorzugten Ausführungsform,
in der der Reflektor aus Metall, z.B. Aluminium, hergestellt ist,
sogar noch verbessert. Ein solcher Reflektor begünstigt den Wärmetransport
und daher den Temperaturausgleich.
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Unreflektierte
Emission von aus dem zwischen der schalenförmigen Kappe und dem Halter liegenden
Abschnitt der Lichtquelle stammendem Licht kann durch die Positionierung
des für
Licht undurchlässigen
Abschirmrings wirksam verhindert werden, ohne dass dies zu einer
zwangsläufig
größeren Abmessung
der Beleuchtungseinheit in axia ler Richtung führt. Wenn der Abschirmring
parallel zur Symmetrieachse verläuft,
wird zugleich erreicht, dass der Abschirmring keine merkliche Abschirmung des
Lichtaustrittsfensters bewirkt.
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An
der dem Halter zugewandten Seite erstreckt sich der Abschirmung
vorzugsweise bis zu einer durch die schalenförmige Kappe definierten Ebene
quer zur Symmetrieachse. Dies verhindert, dass der Abschirmring
selbst die Lichtquelle vom Reflektor abschirmt. Die Höhe h des
Abschirmrings hängt
mit dem maximalen Wert eines Winkels α zusammen, vom Lichtaustrittsfenster
aus durch den umlaufenden Rand und die schalenförmige Kappe begrenzt, unter welchem
Winkel der Abschnitt der Lichtquelle zwischen der Kappe und dem
Halter ohne Abschirmring sichtbar ist. Vorzugsweise wird die Höhe h so
gewählt,
dass der Abschirmring den Winkel α vollständig abschneidet.
Der Abstand d des Abschirmrings zu der schalenförmigen Kappe wird vorzugsweise
so gewählt,
dass der Abschirmring bis zur Grenze des Winkels α zwischen
der Lichtquelle und dem umlaufenden Rand reicht.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
ist der Abschirmring Teil einer Kegelfläche mit einem maximalen Spitzenwinkel
von 10°.
Bei einer Kegelform mit dem Spitzenwinkel an der Seite des Lichtaustrittsfensters
ist der Abschirmring für
einen Reflektor, der ein konvergierendes Strahlenbündel formt,
vorteilhaft. Der Abschirmring hat in diesem Fall eine verringerte
Fläche,
während
die Abschirmung des Winkels α die
gleiche bleibt. Wenn der Reflektor ein etwas divergierendes Strahlenbündel bildet,
ist ein Abschirmung vorteilhaft, der Teil einer Kegelfläche mit
einem Spitzenwinkel an der Seite des Halters ist, um das Abfangen
von reflektiertem Licht auf ein Minimum zu begrenzen.
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Die
Lichtquelle kann von einem Glühkörper, beispielsweise
einer Glühwendel,
oder durch eine in einem Entladungsgefäß erzeugte Entladung gebildet werden.
Geeignete bevorzugte Entladungen sind Hochdruck-Natriumentladungen
und Metallhalogenid-Entladungen.
In beiden Fällen
ist das Entladungsgefäß vorzugsweise
aus einem Keramikmaterial gebildet, wobei unter diesem Begriff in
der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen Saphir, dicht gesintertes
polykristallines Metalloxid, beispielsweise Aluminiumoxid und dicht
gesintertes polykristallines Aluminiumnitrid verstanden wird. Mit
Hilfe solcher Entladungen können
wegen ihres hohen Wirkungsgrades sehr kompakte Lichtquellen hergestellt
werden, die sehr geeignet sind, um kompakte Abmessungen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit
in Kombination mit günstigen
Lichtbündeleigenschaften
zu realisieren. Eine Metallhalogenid-Lichtquelle hat die günstigen
Eigenschaften, dass mit ihr sehr gute Farbeigenschaften realisiert werden
können
und dass sie eine lange Betriebslebensdauer aufweist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Halter mit
einem elektrischen Anschlusskontakt zum Anschließen einer elektrischen Speisequelle
mit Hilfe eines Steckers versehen.
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Vorzugsweise
sind der Reflektor und die Lichtquelle unlösbar voneinander zu einer Lampe
integriert.
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Diese
und weitere Aspekte der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im Folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Beleuchtungseinheit gemäß einer
Ausführungsform,
die nicht Teil der Erfindung ist,
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2A und 2B Ansichten
von Hülsen zur
Verwendung in der Beleuchtungseinheit von 1 und
-
3 eine
alternative Ausführungsform
der Beleuchtungseinheit, gemäß der Erfindung.
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1 zeigt
eine Beleuchtungseinheit 1, versehen mit einem konkaven
Reflektor 2, der eine Symmetrieachse 3 hat, und
mit einem Lichtaustrittsfenster 21, das durch einen quer
zur Achse umlaufenden Rand 20 des Reflektors begrenzt wird,
einer länglichen
Lichtquelle 30, die nahezu auf der Symmetrieachse axial
positioniert ist und die in einem Halter 4 gegenüber dem
Lichtaustrittsfenster untergebracht ist, und einer als optisches
Abschirmmittel dienenden axial positionierten Kappe 5,
die die Lichtquelle teilweise umgibt, um unreflektierte Lichtstrahlen
abzufangen, wobei die Kappe Teil einer die Lichtquelle umgebenden
Hülse 60 ist.
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In
der dargestellten Ausführungsform
wird die Lichtquelle durch ein Keramik-Entladungsgefäß 31 gebildet,
das an axialen Endflächen 32, 33 mit äußeren Abschlussstöpseln 320, 330 versehen
ist, zum Positionieren von Durchführelementen (nicht abgebildet)
hin zu in dem Entladungsgefäß positionierten Elektroden,
zwischen denen im Betriebszustand eine Entladung stattfindet. Diese
Entladung ist in dem beschriebenen Beispiel eine Metallhalogenid-Entladung.
Das Entladungsgefäß wird in
einer äußeren Umhüllung 34 gehalten,
die indem beschriebenen Fall unlösbar
mit dem Halter 4 verbunden ist. Der Re flektor und die Lichtquelle
sind somit zu einer Halogenmetalldampflampe integriert worden.
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Die
Hülse 60 ist
ein glockenförmiger
Körper 6 aus
Hartglas, auf dem eine lichtundurchlässige Beschichtung 61 am
Ort der Kappe 5 aufgebracht ist. Die Beschichtung kann
aus Materialien gebildet werden, die an sich bekannt sind, beispielsweise
einem Metall, wie z.B. Aluminium, oder einer Lösung aus Carbonyleisen und
Silicium. Die Beschichtung kann auf verschiedene Weise aufgebracht
werden, wie z.B. mit einer Bürste,
mittels einer Drucktechnik oder mittels Sprühen, beispielsweise mit einem
Tintenstrahl. Die Hülse
ist auch mit einem Rand 64 versehen, der für Licht
undurchlässig
ist.
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2A und 2B sind
separate Ansichten von Hülsen,
die nicht Teil der Erfindung sind. In 2A ist der
die Kappe 5 bildende Abschnitt der Hülse 60 mit einem Rand 62 versehen,
der quer zur Symmetrieachse liegt und der für Licht undurchlässig ist.
Emission von aus dem zwischen der schalenförmigen Kappe und dem Halter
liegenden Abschnitt der Lichtquelle stammendem Licht wird dadurch
einfach und wirksam verhindert. Bei der Abwandlung von 2B ist
der Rand 63 als Übergang
zwischen der Kappe 5 und einem Hülsenabschnitt 64 zwischen
der Kappe und dem Halter gebildet.
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3 zeigt
eine Beleuchtungseinheit, deren Hülse 60 so geformt
ist, dass die Kappe 5 in einem Abstand d von einem lichtundurchlässigen Abschirmring 65 umgeben
ist, der sich über
eine Höhe
h in Richtung des Lichtaustrittsfensters erstreckt. Die Kappe 5 und
der Abschirmring 65 sind durch geeignetes Design der Hülse 60 als
ein integrierter Körper gebildet.