DE8803881U1

DE8803881U1 - Kompakte Reflektorlampe

Info

Publication number: DE8803881U1
Application number: DE8803881U
Authority: DE
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1988-05-11
Also published as: EP0334208A3; JPH0538531Y2; CA1309451C; EP0334208A2; EP0334208B1; DE58907732D1; JPH01145003U; US4935660A

Description

Patent-Treuhand-Gesellschaft

für elektrische Glühlampen mbH., München

Kompakte Reflektorlampe

Die Erfindung geht aus von einer kompakten Reflektorlampe mit einseitig gequetschtem Entladungsgefäß nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Lampe mit Metallhalogenidfüllung ist aus der DE-OS 29 24 463 bekannt, "s handelt sich dabei um eine Lampe hoher Leistung (200 W) für Projektionszwecke, deren Reflektordurchmesser in der Größenordnung von 60 mm liegt. Die Lampenfüllung muß hierbei so gewählt werden, daß "weißes" Licht erzeugt wird. Damit ist eine Farbtemperatur in der Größenordnung von ca. 5000 k gemeint (vgl. z.B. auch EP-PA 81 104 937).

Allgemein ist die Farbtemperatur eine Funktion der Leistung und des Wärmehaushalts der Lampe. Der Farbeindruck einer Lampe ergibt sich durch Überlagerung der Quecksilberemissionslinien und der Emissionslinien der zugesetzten Metallhalogenide. Letztere hängen empfindlich von der Dampfdichte im Entladungsgefäß ab. Für eine hohe Farbtemperatur genügt eine Füllung mit niedriger Dampfdichte der Metallhalogenide, da deren Emission zu einem beträchtlichen Teil im langwelligen Bereich des sichtbaren Spektrums liegt und bei hoher Farbtemperatur der Schwerpunkt des Emissionsspektrums der Füllung mehr im kurzwelligen Bereich liegt.

Um Reflektorlampen mit Metallhalogenidfüllung auch für die Raumbeleuchtung verwenden zu können, ist zum einen

eine sehr geringe Leistung, zum anderen eine im Vergleich zu Projektionslampen wesentlich niedrigere Farbtemperatur wünschenswert. Sie soll etwa bei 3500 K liegen. Dies entspricht in bezug auf die Füllung einer vergleichsweise hohen Dampfdichte der Metallhalogenide entsprechend einem erhöhten Anteil der langwelligen Strahlung am Emissionsspektrum.

Da derartige Lampen für die Raumbeleuchtung nur eine geringe Leistungsaufnahme (ca. 35 - 70 W) aufweisen sollten, wird die Aufrechterhaltung einer entsprechend hohen Dampfdichte der Metallhalogenide, z.B. des Natriums, wegen der überproportional steigenden Verlustmechanismen erheblich erschwert. Während bei Reflektorlampen für Projektionszwecke auch bei kleiner Leistung der Einsatz von Metallhalogenidfüllungen ohne zusätzliche Hilfsmittel möglich ist, reicht die damit erzielbare Dampfdichte für Zwecke der Raumbeleuchtung

nicht aus. 20

Um dennoch Reflektorlampen mit Metallhalogenidfüllung für Zwecke der Raumbeleuchtung realisieren zu können, wurde eine andere, jedoch wesentlich aufwendigere Lösung vorgeschlagen (DE-OS 28 40 771). Es handelt sich dabei um ein zweiseitig gequetschtes Entladungsgefäß, das axial in einem als Reflektor geformten Außenkolben angeordnet ist. Die dadurch erzielte Wärmedämmung wird noch zusätzlich durch ein offenes zylindrisches Rohr verstärkt, das das Entladungsgefäß innerhalb des Außenkolbens umgibt und das von einem komplizierten Gestellaufbau gehaltert wird. Dieser Aufbau ist herstellungstechnisch sehr aufwendig und daher mit hohen Kosten verbunden. Die Lampe weist zudem ein hohes Gewicht und eine große Einbautiefe auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln eine gattungsgemäße Reflektorlampe zu schaffen, deren Farbtemperatur so niedrig ist, daß sie für die Raumbeleuchtung eingesetzt werden kann. Zugleich soll diese Lampe einen einfachen Aufbau und eine geringe Einbautiefe aufweisen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Lampe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 '" gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

Das das Entladungsgefäß umgebende Rohr wirkt als Wärmestaumittel, das die Konvektion unterbindet. Seine

" besonders hohe Effektivität beruht darauf, daß beide Enden des Rohres verschlossen sind. Beim sockelseitigen Ende wird dies durch Anliegen am Reflektorboden erreicht, beim sockelfernen Ende entweder durch ein spezielles Abschlußteil, das gleichzeitig die Kalotte

einer Griffkappe (DE-GM 83 10 715) bildet oder dadurch, daß das sockelferne Ende zu einer Kuppe geformt ist. Des weiteren läßt sich die Wärmedämmung durch eine Abdeckscheibe und/oder durch interferierende Schichten verbessern. Eine besonders hohe Lichtausbeute läßt sich bei Verwendung eines Facettenreflektors erzielen.

Die naheliegende Lösung der obigen Aufgabe, nämlich eine einseitig gequetschte Metallhalogenidlampe mit Außenkolben (DE-OS 32 32 207) in einen Reflektor einzusetzen, scheitert an der fehlenden Kompaktheit. Die Scheitelöffnung und die Einbautiefe dieser Reflektorlampe wären erheblich größer. Hinzu kommt, daß auch die gewünschten Ausstrahlungswinkel des Reflektors

(3 - 30°) nicht mehr einzuhalten wäre. Die wärmedämmenden Maßnahmen erlauben es jedoch, das Entladungsgefäß und die Füllung von an sich bekannten Metallhalogenidlampen zu verwenden. 5

Drei Ausführungsbeispiele dieser Lampe sollen im folgenden näher beschrieben werden.

ßs zeigt
10

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Reflektorlampe (im Schnitt)

Figur 2 eir. zweites Ausführungsbeispiel der Reflektorlampe (im Schnitt)

Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Reflektorlampe (im Schnitt)

Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Reflektorlampe (im Schnitt)

Figur 1 zeigt eine kompakte Reflektorlampe kleiner Leistung (ca. 35 - 70 W). Sie besteht aus einem einseitig gequetschten ellipsoidähnlichen Entladungsgefäß 1 aus Quarzglas, das axial in einem leichten Metallreflektor 2 aus dünnem, etwa 0,8 mm dickem Blech aus Reinaliiminiuffl mit glanzeloxierter parabolischer Innenfläche besteht. Die Innenfläche ist aus einer Vielzahl von Facetten zusammengesetzt. Der Reflektordurchmesser beträgt ca. 80 mm.

In die Quetschung 3 des Entladungsgefäßes sind zwei Elektrodenschäfte 4 parallel zur Lampenachse mittels

Molybdänfolien 5 vakuumdicht eingeschmolzen. Die Elektrodenspitzen 6 sind quer zur Lampenachse abgewinkelt. Das Innenvolumen des Entladungsgefäßes 1 ist mit Quecksilber und Zusätzen an Halogeniden von Na, Sn und Tl gefüllt. Als Zündgas dient Ar. Der Lampenstrom beträgt ca. 0,5 - 1,0 Ampere. Mit den Molybdänfolien 5 sind äußere Stromzuführungen 7 verbunden.

Im Scheitel des Reflektors 2 befindet sich eine kreisrunde öffnung 8, die ein rückseitig aufgesetzter Sockelstein 9 aus temperaturbeständigem Material, beispielsweise Keramik, abdeckt (DE-GM 83 10 715). Der Sockelstein 9, dessen erhabenes Mittelstück 10 die öffnung 8 durchsetzt, ist im wesentlichen quaderförmig. Das Mittelstück 10 ist mit einer zentralen öffnung 10* ausgestattet zur Durchführung der Stromzuführungen 7. Der Sockelstein 9 ist mit seiner Auflagefläche dem Verlauf der Reflektorkrümmung von außen angepaßt und weist vier Schlitze (nicht sichtbar) auf, die über vier Laschen (nicht sichtbar) aufgeschoben sind, die dem Reflektor in dessen Scheitelbereich angeformt sind.

Zum Befestigen des Sockelsteins 9 sind die überstehenden Laschenenden verdreht. Die Stromzuführungen 7 der Lampe werden von massiven Kontaktfahnen 11 gehalten, die rückseitig mit dem Sockelstein 9 vernietet sind. Sie ragen in die zentrale rechteckige öffnung 10* des Sockelsteins hinein und weisen dort ösen 12 zur Kontaktierung mit den Stromzuführungen 7 auf. Die abge winkelten Enden 13 der Kontaktfahnen 11 sind zu Plachsteckern geformt, die einen Anschluß an bekannte Passungssysteme ermöglichen. Alternativ ist ein Anschluß über an den Kontaktfahnen befindliche Klemmschrauben 13' möglich.

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Das Entladungsgefäß ist von einem zylindrischen Rohr

14 aus Hartglas eng umgeben. Es ist mit einem an sich bekannten Überzug aus Indium- und Zinnoxid beschichtet (ITO-Schicht), der für die sichtbare Strahlung durch lässig ist, jedoch die Wärmestrahlung reflektiert. Das sockelferne Ende 15 des Rohres ist zu einer Kuppe geformt, die verspiegelt ist und so zur Abschirmung der Direktstrahlung dient. Das sockelseitige Ende 16 des Rohres ist offen. Es liegt entlang der Scheitel öffnung 8 an der Innenfläche des Reflektors 2 an and ist an der abgerundeten Flanke des durch die Scheitel^ öffnung hindurchragenden Mittelstücks 10 des Sockelsteins mittels Kitt befestigt. Die Lichtaustrittsöffnung 17 des Reflektors ist mit einer Abdeckscheibe 18 versehen.

Alternativ ist auch eine andere Befestigung (Fig. 4) möglich. Dabei liegt das Staurohr 14 mit seiner Kuppe

15 direkt an der Abdeckscheibe 18 an. Am sockelseitigen Ende 16 des Staurohrs 14 preßt ein federnder Metallring 16a (Blattfeder oder Federring), der sich am Reflektorboden abstützt, das Staurohr 14 gegen die Abdeckscheibe 18. Das Mittelstück 10' des Sockelsteins ist zur besseren Führung des Staurohrs 14 bis zur Quetschung 3 der Lampe hochgezogen.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Figur 2. Der Aufbau der Reflektorlampe ist im wesentlichen der gleiche wie in Figur 1, wobei gleiche Merkmale durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet werden. Das zylindrische Staurohr 19 ist hier jedoch aus Quarzglas gefertigt und weist keine zusätzliche Beschichtung auf.

Das sockelseitige Ende 20 liegt lediglich an der Innenfläche des Reflektors an. Der Reflektor ist mit

einer Griffblende 21 aus hochtemperaturbeständigem Kunststoff ausgestattet. Die Griffblende 21 besteht aus einem Flachstück 22, das sich brückenbogenartig über die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors spannt und an zwei einander gegenüberliegenden Schlitzen im Reflektor mittels Laschen 23 und Klammern 23" befestigt ist. Das Flachstück 22 ist mittig mit einer hglbkugelartigen Kalotte 24 ausgestattet, die die Direktstrahlung der Lampe abschirmt. Im Innern der Kalotte läuft ein ringartiger Wulst 25 mit Schlitz um, der axial ausgerichtet ist. In diesen Schlitz ist das sockelferne Ende 26 des Staurohres 19 eingepaßt, so daß das Staurohr insgesamt zwischen Reflektorboden und Kalotte 24 auf einfache Art mechanisch fixiert ist.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, das weitgehend dem in Figur - gezeigten entspricht, ist die Griffblende 27 aus einem metallischen Stanzteil (aus eloxiertem Aluminium) gefertigt. Die einfache halb kugelförmige Kalotte 28 ist-so bemessen, daß ihr Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Staurohrs angepaßt ist. Das sockelferne Ende 30 des Staurohres liegt außen an der Kalotte 28 an. Zwischen dem Staurohrende 30 und dem Flachstück 31 der Griffblende ist ein kompressibler Ring 32 (aus Kunststoff oder gummiähnlichem Material) oder eine metallische Blattfeder oder ein Federring eingepaßt. Er dient zur Abdichtung und zum Ausgleich der Wärmeausdehnung. Das Staurohr 29 kann mit einer ITO-Schicht versehen sein, je nachdem, welche Farbtemperatur gewünscht ist (siehe Tabelle). Statt einer einfachen Metalloxidschicht kann auch eine Kombination aus mehreren Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex (Interferenzfilter) benutzt werden. Beispielsweise können

SiO-- und Ta-Or-Schichten verwendet werden.

Den Einfluß des Staurohrs auf die Betriebsdaten der Reflektorlampe R zeigt die nachstehend aufgeführte Tabelle. Es zeigt den Farbindex Ra, die Farbtemperatur Tn (in K) und die Lichtausbeute L.A. (lm/W) für eine 35 W-Lampe. Die Tabelle verdeutlicht, daß mit Hilfe des Staurohres eine Farbverbesserung von - 500 K und mehr erzielt werden kann. Je nachdem, welche Farbtemperatur gewünscht ist, wird ein beschichtetes Staurohr (Tn <C- 3500 K) verwendet oder es genügt ein unbeschichtetes Staurohr (Tn<i4000 K). Mit anderen Füllungen lassen sich auch niedrigere Farbtemperaturen erzielen.

Reflektorlampentyp	Ra	I	Tn (K)	L.A. (WW)J
ohne Staurohr	57	4133	41,6 ;
mit Staurohr	63	4012	42,1 ;
(Quarzglas) ■
mit Staurohr	63	4020	42.2
(Hartglas) ;
mit Staurohr '	69	3544	43,9
(und &Idigr;&Tgr;&Ogr;-Schicht)

Die Verwendung eines Staurohres gestattet es darüber hinaus, weitere Eigenschaften der Reflektorlampen zu optimieren. Bei Verwendung eines Rohres aus Hartglas wird insbesondere die UV-Emission der Lampe unterbunden. Die Beschichtung des Staurohres kann so gewählt werden, daß zusätzliche Farbeffekte erzielt werden

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(gezielte Änderung der Lichtfarbe). Schließlich bietet das Staurohr den zusätzlichen Vorteil, als Schutz bei einer etwaigen Explosion des Entladungsgefäßes 2U wirken.

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Claims

Schutzansprüch ·&

1. Kompakte Reflektorlampe, bestehend aus

- einem einseitig gequetschten Entladungsgefäß (1) mit zwei Elektroden und einer Füllung aus Edelgas, Quecksilber und Metallhalogeniden - einem Sockel (9)

- zwei Stromzuführungen (7), die in das Entladungsgefäß (1) im Bereich der Quetschung (3) vakuumdicht eingeschmolzen sind, und die die Elektroden mit Kontaktelementen (11) am Sockel elektrisch-leitend verbinden

- einem PefleVtor (2) mit einer Scheitelöffnung (8), in der aas Entladungsgefäß (1) gehaltert ist, und mit einer kreisförmigen Lichtaustrittsöffnung (17),

dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (1) von einem transparenten Rohr (14; 19; 29) eng umgsben ist, das entlang der Lampenachse ausgerichtet ist, und dessen sockelseitiges Ends (16; 20) am Reflektor (2) anliegt und dessen sockelfernes Ende (15; 26; 30) mit einem Abschlußteil versehen ist. 20

2. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus Hartglas besteht.

3. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn-2S zeichnet, daß das Rohr aus Quarzglas besteht.

4. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil von einer an das Rohr angeformten Kuppe gebildet wird.

5. Reflektorlampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsöffnung (17) des Reflektors mit einer Abdeckscheibe (18) versehen ist.

6. Reflektorlampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppe verspiegelt ist.

7. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil von einer Kalotte (24; 28) gebildet wird, die am Reflektor (2) mittels eines Flachstücks (22; 31) befestigt ist, das sich brückenbogenartig über die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors spannt.

8. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit Metalloxidschichten versehen ist.

9. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor als parabolischer Aluminiumreflektor ausgeführt ist, dessen Kontur aus einer Vielzahl von Facetten besteht.