DE69204272T2

DE69204272T2 - Volumenarme Quetschdichtungslampe für Hochspannung.

Info

Publication number: DE69204272T2
Application number: DE69204272T
Authority: DE
Inventors: Raymond T Fleming; Arnold E Westlund
Original assignee: GTE Products Corp
Current assignee: Flowil International Lighting Holding BV
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1992-12-23
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: US5264756A; DE69204272D1; CA2081486A1; EP0550878A1; EP0550878B1

Description

1. Technischer Bereich

Die Erfindung betrifft elektrische Lampen, insbesondere elektrische Quetschdichtungslampen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Aufbau der Zuleitungen einer Quetschdichtungslampe.

2. Technischer Hintergrund

Ein Verfahren zum Erzielen einer höheren Lichtausbeute bei einer Lampe besteht darin, die Abmessungen des Glühfadens zu vergrößern und dann den Glühfadenstrom zu erhöhen. Die Stromerhöhung wiederum bringt den größeren Glühfaden auf die geeignete Temperatur, so daß der vergrößerte Glühfaden insgesamt mehr Licht aussendet. Unglücklicherweise muß der Stromanstieg von dem bestehenden Aufbau der Zuleitungen getragen werden. Sämtliche Punkte mit elektrischem Widerstand in der Fassung, der Dichtung und anderen Teilen des Zuleitungsaufbaues werden dann heißer. Die zusätzliche Wärme in der Fassung oder der Abdichtung kann die Fassung verletzen oder die Lebensdauer der Lampe verkürzen. Somit besteht ein Bedarf, den Aufbau der elektrischen Zuleitungen von Quetschdichtungslampen zu verbessern.
In kleinen stabförmigen Lampen ist der Glühfaden gewöhnlich in eine kleine Quarzröhre mit einer Quetschdichtung eingesiegelt. Die Glühfadenzuleitungen sind mit Molybdän-Dichtungsfolien verbunden, die wiederum an runde äußere Nickel- oder Molybdän-Zuleitungen angeschweißt sind. Die runden äußeren Zuleitungen sind mit Nickelröhren abgedeckt die dann mit den äußeren Zuleitungen in der Nähe der Stelle verpreßt werden, wo die Zuleitungen aus dem Quarz heraustreten. Der Rest des Nickelabdeckröhrchens wird dann abgeflacht, indem das runde Röhrchen und der umschlossene runde Draht zu einem näherungsweise rechteckigen Zungenstecker zusammengepreßt werden. Typischerweise sind beide äußere Zuleitungen abgedeckt und beide Nickelröhrchen werden abgeflacht, so daß sie sich als hervorstehende, parallele, jedoch nicht koplanare Zungen erstrecken. Die mit den Seiten zueinander angeordneten Zungen bilden eine Steckverbindung, die in eine Lampenfassung eingeführt werden kann.
Die abgeflachte Röhrenanordnung beginnt bei ca. 350 bis 400 Watt, elektrisch nicht mehr zu funktionieren. Die Kontaktfläche zwischen den äußeren Zuleitungen und den abgeflachten Röhren ist zu klein und unregelmäßig. Lokale heiße Punkte können sich längs der äußeren Zuleitungen bilden. In ähnlicher Weise kann die Leiterfläche der Schweißverbindung zwischen der Dichtungsfolie und der äußeren Zuleitung zu klein sein. Die Zungen können überhitzt werden, und die Dichtungen können versagen. Es besteht somit ein Bedarf für einen zungenartigen Zuleitungsaufbau für kleine Lampen, der eine verbesserte Leitfähigkeit aufweisen und bei deen die verbesserte Leitfähigkeit ausreicht, eine Belastung von 400 Watt auszuhalten.

Offenbarung der Erfindung

Eine Hochleistungs-Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts kann mit einer ein internes Volumen definierenden Hülle mit einem Quetschdichtungsende gebildet werden. Ein Glühfaden ist in dem internen Volumen eingeschlossen, gehalten und elektrisch mit internen Zuleitungen verbunden. Dichtungsfolien sind mit den internen Zuleitungen elektrisch verbunden und in der Quetschdichtung an der Hülle eingesiegelt. Äußere Zuleitungen, von denen zumindest eine ein inneres Ende mit einer flachen Seitenfläche besetzt sind koplanar zu jeweiligen Dichtungsfolien ausgerichtet und angeschweißt. Die äußere Zuleitung weist ferner ein äußeres Ende mit einer platten Endfläche auf, die quer zur Länge der äußeren Zuleitung angeordnet ist, wo eine Zunge mit einem näherungsweise rechteckigen Querschnitt und einem platten inneren Ende mit der platten Endfläche der äußeren Zuleitung stumpf verschweißt ist.

Kurze Beschreibuna der Zeichnunaen

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Hochleistungs-Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts.
Fig. 2 zeigt die vollständige Zuleitungsanordnung während eines Herstellungsschrittes.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Explosionsteilansicht der jeweiligen Ausrichtung der Dichtungsfolie, äußeren Zuleitung und Zunge vor dem Schweißen.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Hochleistungs-Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts, die in einem Reflektor eingekittet ist wobei der Reflektor im Querschnitt dargestellt ist.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Hochleistungs- Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts. Die Hochleistungs- Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts ist aus einer Hülle 12, einem Glühfaden 14, internen Zuleitungen 16, Dichtungsfolien 18, äußeren Zuleitungen 20 und Zungenanschlüssen 28 aufgebaut.
Die Hülle 12 ist aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet und so geformt, daß sie ein internes Volumen umschließt. Längs der Hülle 12 ist eine Quetschdichtung angeordnet. In beispielhafter Weise ist die Hülle 12 als einendig quetschgedichtete Quarzröhre gezeigt. Das obere Ende wurde rohrförmig ausgebildet und versiegelt. Das untere Ende weist die einendige Quetschdichtung auf. Das Lampenvolumen kann klein sein, weniger als zwei Milliliter.
Die Hülle 12 umschließt den Glühfaden 14 und die internen Zuleitungen 16. Der Glühfaden 14 kann ein für kleine Lampen typischer doppeltgewendelter Wolfram- Glühfaden seid. Der Glühfaden 14 ist mit den internen Zuleitungen elektrisch verbunden. Die internen Zuleitungen 16 wiederum sind mit den Dichtungsfolien 18 elektrisch verbunden. Dichtungsfolien sind gewöhnlich aus Molybdänfolie hergestellt, die an den internen Zuleitungen 16 und den äußeren Zuleitungen 20 angeschweißt ist. Die Hülle 12 wird während der Herstellung im Bereich der Quetschdichtung bis zu einem plastisch verformbaren Zustand erhitzt und gequetscht, um die Dichtungsfolien 18 einzuschließen und diese einzusiegeln. Die Schweißstellen und ein kleiner Teil der internen Zuleitungen 16 und äußeren Zuleitungen 20 befinden sich ebenfalls in dem Bereich der quetschgedichteten Hülle 12.
Die Dichtungsfolien 18 sind ferner an den äußeren Zuleitungen 20 angeschweißt. Die bevorzugten äußeren Zuleitungen 20 weisen jeweils ein inneres Ende 22 mit einer flachen Seitenfläche 24 und ein plattes äußeres Ende 26 auf. Die flache Seitenfläche 24 kann ein verpreßtes bzw. gestauchtes Ende eines runden Drahtes sein. Die flache Seitenfläche 24 ist vorzugsweise gerade die breite Seite eines näherungsweise rechteckigen Drahtes. Der rechteckige Draht ist dann breiter, als er über seine Länge dick ist. Die bevorzugte flache Seitenfläche 24 weist ferner eine sägeartige Zahnung 25 auf oder ist mehrfach quer zur Länge der äußeren Zuleitung eingekerbt. Die Dichtungsfolie 18 und die flache Seitenfläche 24 können dann einander benachbart angeordnet werden, wobei die breiten, parallelen Flächen aneinanderstoßen. Wenn die flache Seitenfläche 24 eine sägeartige Zahnung 25 aufweist, graben sich die Sägezahneinschnitte 25 in die Dichtungsfolie 18 ein. Die Dichtungsfolie 18 und die flache Seitenfläche 24 werden dann zusammengeschweißt, wobei sie eine breite Flächenschweißnaht bilden.
Das entgegengesetzte Ende der äußeren Zuleitung 20 besitzt eine platte Endfläche 26, die sich quer zur Länge der äußeren Zuleitung 20 erstreckt. Die platte Endfläche 26 ist ebenfalls vorzugsweise näherungsweise rechteckig. Die platte Endfläche 26 kann wiederum durch Verpressen bzw. Stauchen des Endes eines runden Drahtes gebildet werden. Die bevorzugte Ausführungsform für die äußere Zuleitung 20 ist ein rechteckiger Draht. Das Ende des rechteckigen Drahtes kann quer zur Länge des Drahtes abgeschnitten werden, wodurch eine querliegende, platte Endfläche 26 entsteht.
Die äußeren Zuleitungen 20 sind längs der Platten Endflächen 26 mit den Zungen 28 stumpf verschweißt. Die Zungen 28 weisen einen näherungsweise rechteckigen Querschnitt und ein plattes Schweißende 30 auf. Die Zungen 28 besitzen eine Breite und Dicke, die für das Anfertigen einer steckerartigen Verbindung geeignet ist. Das innere platte Schweißende 30 jeder Zunge 28 wird dann gegen die äußere platte Endfläche 26 einer betreffenden äußeren Zuleitung 20 gestoßen. In der bevorzugten Ausrichtung sind die äußere Zuleitung 20 und die betreffende Zunge 28 so ausgerichtet, daß die großflächigen Seiten in einem Winkel von 900 zueinander stehen. Die äußeren Zuleitungen 20 und die entsprechenden Zungen 28 werden dann geschweißt. Es hat sich erwiesen, daß die 90º- oder X-artige Kreuzung wesentlich dauerhaftere Stumpfverschweißungen ergibt. Die überlappenden Ränder halten anscheinend die Teile während des Schweißens zueinander ausgerichtet. Die kälteren, nicht-kontaktierenden Ränder stabilisieren und führen anscheinend den geschmolzenen Bereich, wo sich die äußere Zuleitung und die Zunge kreuzen. Dem geschmolzenen Kernmaterial wird gestattet, zu den kälteren Rändern zu fließen, wodurch die Eckbereiche aufgefüllt werden. Daraus folgt eine vollständigere Verschmelzung der zwei Teile. Fig. 2 zeigt die Zuleitungsanordnung während eines Herstellungsschrittes, bevor sie in eine Hülle 12 eingeführt und preßgedichtet wird. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Explosionsteilansicht der relativen Ausrichtung der Dichtungsfolie, der äußeren Zuleitung und der Zunge vor dem Schweißen.
Eine Hochleistungs-Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts kann dadurch zusammengebaut werden, daß zuerst eine Hülle 12 gebildet wird. Ein Glühfaden 14 und eine Zuleitungsanordnung werden dann aufgebaut. Der Glühfaden 14 wird mit den internen Zuleitungen 16 verschweißt. Ein abgeflachter Nickeldraht oder ein ähnliches lang gestrecktes Nickelmaterial mit einem zur Verwendung als Steckzungen (Zungenmaterial) geeigneten rechteckigen Querschnitt wird in Teile geschnitten. Äußere Zuleitungen 20 werden so ausgebildet, daß sie Seitenflächen 24, gewünschtenfalls Sägezahneinschnitte 25 und äußere, transaxiale platte Endflächen 26 aufweisen. Die äußeren Zuleitungen 20 werden dann mit jedem Ende des abgeflachten Nickeldrahtes (Zungenmaterial) stumpf verschweißt. Die äußeren Zuleitungen 20 und die Zungenanordnung werden dann zu einem U-förmigen Stück geformt, indem das Zungenmaterial an seiner Mitte in der Richtung der kleineren Dicke gebogen wird. Die äußeren Zuleitungen 20 werden dadurch in eine parallele und senkrecht vorstehende Stellung gebracht. Die Schenkel des U-förmigen Stückes einschließlich der äußeren Zuleitungen 20 weisen den Abstand voneinander auf, der für die Zungen 28 des endgültigen Lampenaufbaues erwartet wird. Die Dichtungsfolien 18 werden flach gegen die abgeflachten Seitenflächen 24 angeordnet, und die beiden werden zusammengeschweißt. Die Anordnung des an die internen Zuleitungen 16 angeschweißten Glühfadens 14 wird mit den äußeren Enden der internen Zuleitungen in der Nähe der Dichtungsfolien 18 angeordnet, und die internen Zuleitungen 16 werden dann an die Dichtungsfolien 18 angeschweißt. Die Anordnung aus Glühfaden und Zuleitung ist nun fertig.
Die äußeren und die inneren Zuleitungen 16 werden an die Dichtungsfolien 18 angeschweißt. Die äußeren Zuleitungen 20 sind so ausgebildet, daß sie flache Seitenflächen 24 und äußere, transaxiale platte Endflächen 26 besitzen. Die flachen Seitenflächen 24 werden flach an die Seite der Dichtungsfolien 18 angelegt und zusammengeschweißt.
Ein abgeflachter Nickeldraht oder ein ähnliches langgestrecktes Nickelmaterial mit einem näherungsweisen rechteckigen Querschnitt (breiter als dick) wird in Teile geschnitten und zu U-förmigen Stücken geformt. Die Schenkel des U-förmigen Stückes weisen einen Abstand voneinander auf, der für die Zungen 28 des endgültigen Lampenaufbaues erwartet wird und genau so groß ist wie der Abstand zwischen den äußeren Zuleitungen 20. Die flachen Flächen der Schenkel liegen einander dann gegenüber. Die Spitzen des U-förmigen Stückes werden dann gegen die platten Endflächen 26 der äußeren Zuleitungen 20 gestoßen, und die äußeren Zuleitungen 20 und die U-förmigen Stücke werden dann zusammengeschweißt. Der Aufbau aus Glühfaden und Zuleitungen ist nun fertig.
Der Glühfaden wird in die Hülle 12 eingeführt, und die Hülle 12 wird durch Standard- Quetschdichtungsverfahren mit den Dichtungsfolien 18 versiegelt. Der Boden des U- förmigen Stückes wird dann abgeschnitten, wodurch die geraden Schenkel als hervorstehende Zungenverbinder 28 übrig bleiben. Die Lampenkapsel ist nun fertig und kann zusätzlich in einem Reflektor 32 oder einem ähnlichen Aufbau untergebracht werden. In einer Ausführungsform wurde die fertige Lampenkapsel als Lichtquelle in einer kleinen Reflektorlampe verwendet. Der Quetschdichtungsbereich wurde in den Reflektor 32 eingekittet, wobei der Kitt 34 die Schweißverbindungen der äußeren Zuleitungen mit den Zungen umschloß. Für die Steckverbindung der Lampe ragten die Zungen ansonsten aus dem Kitt hervor. Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform einer Hochleistungs-Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts, die in einen Reflektor 32 eingekittet ist, wobei der Reflektor 32 im Querschnitt gezeigt ist.
In einem funktionierendem Beispiel waren die Abmessungen näherungsweise wie folgt: Die Hülle war eine einendig preßgedichtete Quarzröhre mit einer Gesamtlänge von ca. 3,0 cm und einem Durchmesser von ca. 1,0 cm. Der Glühfaden war eine Doppelwendel die axial ausgerichtet und von zwei internen Zuleitungen getragen war. Die internen Zuleitungen waren an zwei Seite an Seite liegende Molybdänfolien angeschweißt, die jeweils etwa 0,9 cm lang und 2,8 mm breit waren. Die äußeren Enden der Dichtungsfolien waren mit den Stirnflächen mit flachen Seitenenden der äußeren Zuleitungen angeschweißt. Die flachen Seitenflächen waren gestaucht worden und wiesen querliegende Sägezahneinschnitte in einem Abstand von ca. 0 5 mm auf. Die äußeren Zuleitungen waren abgeflachte Drahtstücke mit ca. 6,0 mm Länge, 1,0 mm Breite und 0,5 mm Dicke. Die äußeren Enden der äußeren Zuleitungen wurden um 900 gedreht an die Zungenverbinder angeschweißt. Die Zungenverbinder wurden aus flachen Nickelmetallmaterial mit einer Breite von 2,0 mm und einer Dicke von ca. 0,7 mm gebildet. Die Kapsel wurde dann in einem Reflektor mit 5,0 cm Durchmesser angeordnet, wobei die Quetschdichtung und die äußeren Zuleitungsbereiche in einer in dem Reflektor ausgebildeten Durchführung eingekittet waren. Für eine Steckverbindung ragten die Zungen 28 aus dem Kitt nach außen. Die angegeben Abmessungen, Konfigurationen und Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, und weitere geeignete Konfigurationen und Verhältnisse können verwendet werden, um die Erfindung auszuführen.
Während die gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es Fachleuten klar, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen.

Claims

1.

Hochleistungs-Quetschdichtungslampe geringen Rauminhalts mit:

a) einer ein internes Volumen definierenden Hülle mit einem Quetschdichtungsende,

b) einem in dem internen Volumen eingeschlossenen Glühfaden

c) internen Zuleitungen, die mit dem Glühfaden elektrisch verbunden sind,

d) Dichtungsfolien, die mit den internen Zuleitungen elektrisch verbunden sind und in der Quetschdichtung an der Hülle eingesiegelt sind,

e) äußeren Zuleitungen, von denen zumindest eine ein inneres Ende mit einer koplanar zu einer jeweiligen Dichtungsfolie ausgerichteten flachen Seitenfläche besitzt und an dieser Dichtungsfolie angeschweißt ist, und die ferner ein äußeres Ende mit einer platten Endfläche aufweist, die quer zur Länge der äußeren Zuleitung angeordnet ist, und

f) Zungen, von denen zumindest eine einen näherungsweise rechteckigen Querschnitt und ein plattes inneres Ende aufweist, das mit der platten Endfläche der äußeren Zuleitung stumpf verschweißt ist.

2.

Lampe nach Anspruch 1, bei welcher die flache Seitenfläche der äußeren Zuleitung sägeartig gezahnt ist.

3.

Lampe nach Anspruch 1, bei welcher zumindest eine der äußeren Zuleitungen um 90º gedreht an die betreffende Zunge angeschweißt ist.