EP2047718B1 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

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EP2047718B1
EP2047718B1 EP06762882A EP06762882A EP2047718B1 EP 2047718 B1 EP2047718 B1 EP 2047718B1 EP 06762882 A EP06762882 A EP 06762882A EP 06762882 A EP06762882 A EP 06762882A EP 2047718 B1 EP2047718 B1 EP 2047718B1
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EP
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outer bulb
terminal
pressure discharge
discharge vessel
lamp
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EP06762882A
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Ulrich Henger
Andreas Kloss
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Osram GmbH
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Osram GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches
    • H05B41/06—Starting switches thermal only

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of patent claim 1.
  • FIG. 1 shows schematically the most important components of such a high-pressure discharge lamp.
  • a generally designated 10 lamp outer bulb is symbolically illustrated by a dot-dashed contour.
  • On the outer bulb there is a first terminal 12 and a second terminal 14.
  • the second terminal 14 is eg grounded.
  • a discharge vessel 16 having a first terminal 18 and a second terminal 20, the latter is also grounded.
  • a spiral pulse generator 22 Interposed between the first terminal 12 of the bulb outer bulb 10 and the first terminal 18 of the discharge vessel is a spiral pulse generator 22.
  • interposed means that a possible current flows through a first conducting path 24 of the spiral pulse generator, while the second conducting path 26 not connected to the discharge vessel.
  • the first line 24 and the second line 26 can be bridged by means of a short-circuit switch 28.
  • the second conduction path 26 is connected via a charging resistor 30 to ground.
  • the spiral pulse generator 22 serves to ignite the active gas located in the discharge vessel 16. After ignition, a current predetermined by the outer circuitry of the lamp flows through the discharge vessel 16 and thus from the first terminal 12 of the lamp outer bulb 10 to the second terminal 14, ie in particular via the intermediate voltage generator 22 or more precisely via the first conductor 24 of the spiral pulse generator 22. Due to the internal resistance of the spiral pulse generator 22, there is therefore a voltage drop across the Spiral pulse generator 22. Thus, in the spiral pulse generator 22, during normal lamp operation, electrical power is converted to heat, in addition to the heat generated by the discharge vessel. This power is lost to the lamp, so the system efficiency is correspondingly reduced. The generator is additionally heated, so that its life is shortened.
  • a temperature-dependent closing switch is connected in parallel with the ignition device between the first connection of the outer bulb and the first connection of the discharge vessel. Since the discharge vessel 16 heats up considerably during operation - a value of 500 ° C. is reached soon after ignition, for example - at the base of the discharge vessel, the switch is thus closed during operation and the ignition device is bridged. This eliminates the disadvantage that over the ignition device, a voltage drops and thus power is lost.
  • the invention is independent of the ignition device used, preferably a spiral pulse generator is used.
  • the temperature-dependent switch is preferably a bimetallic switch.
  • a bimetal switch has the advantage that it also opens again depending on the temperature.
  • Another disadvantage of the prior art is overcome, which results from the fact that a heated discharge vessel requires a higher ignition voltage. Often, after prolonged use, the discharge vessel is so heated that it can not ignite immediately when it is switched off and switched on again at short notice. A corresponding igniter then brings only voltages that are too low.
  • the bimetallic switch the ignition device remains bridged, even if the lamp is turned off until the discharge vessel has cooled sufficiently. The ignition device is thus not activated in vain when restarting, but remains inactive.
  • a suitable closing temperature ie the temperature at which the switch closes after the temperature has been increased, is between 70 ° C and 500 ° C, preferably between 90 ° C and 350 ° C.
  • the lower limit is mainly determined by typical temperatures, which can prevail in given ambient influences in the lamp outer bulb; it should be at least 10 ° to 15 ° above these temperatures.
  • An upper possible value for the closing temperature results from the proximity of the temperature-dependent closing switch to the discharge vessel and the desired speed when switching, both in terms of closing and reopening.
  • FIG. 2 shows the arranged in a lamp outer bulb 10 essential components of a high-pressure discharge lamp according to the invention in a FIG. 1 analog representation, wherein the same reference numerals are used for the same components.
  • the starting point was that a spiral pulse generator 22 between the input 12 of the lamp outer bulb 10 and the input 18 of the discharge vessel 16 was interposed.
  • the invention now provides a bimetallic switch 32, which closes when the temperature increases, and which is connected in parallel with the spiral pulse generator 22 (more precisely, to its first conducting path 24), ie is likewise interposed between the connection 12 of the lamp outer bulb 10 and the connection 18.
  • the spiral pulse generator is still used to ignite the lamp, that is, the active gas located in the discharge vessel 16.
  • the closing bimetallic switch 32 becomes active after ignition when the operation of the Lamp due to the temperature in the lamp outer bulb 10 increases.
  • the closing temperature of the bimetallic switch 32 When the closing temperature of the bimetallic switch 32 is reached, it closes and prevents the operating current flowing through the discharge vessel 16 (from the terminal 12 to the terminal 14 of the bulb outer bulb 10) causing a considerable voltage drop, resulting in a loss of power.
  • the only provided for the ignition Spiralpulsgenerator 22 is thus bypassed after fulfilling its task circuit.
  • the high pressure discharge lamp from the DE 10 2005 061 832 which has an improved ignitability, is thereby further optimized.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
    • Stand der Technik
  • Eine solche Hochdruckentladungslampe und ein solches Verfahren sind in der nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten DE 10 2005 061 832 beschrieben. Figur 1 zeigt schematisch die wichtigsten Bauteile einer derartigen Hochdruckentladungslampe. Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Lampen-Außenkolben ist durch eine strichpunktierte Kontur symbolisch veranschaulicht. An dem Außenkolben gibt es einen ersten Anschluss 12 und einen zweiten Anschluss 14. Der zweite Anschluss 14 liegt z.B. an Masse. In dem Lampen-Außenkolben 10 befindet sich als Herzstück der Lampe ein Entladungsgefäß 16 mit einem ersten Anschluss 18 und einem zweiten Anschluss 20, wobei letzterer ebenfalls an Masse liegt. Zwischen den ersten Anschluss 12 des Lampen-Außenkolbens 10 und den ersten Anschluss 18 des Entladungsgefäßes zwischengeschaltet ist ein Spiralpulsgenerator 22. Unter "zwischengeschaltet" ist hierbei zu verstehen, dass ein möglicher Strom über eine erste Leitungsbahn 24 des Spiralpulsgenerators fließt, während die zweite Leitungsbahn 26 nicht an das Entladungsgefäß angeschlossen ist. Die erste Leitungsbahn 24 und die zweite Leitungsbahn 26 sind mit Hilfe eines Kurzschlussschalters 28 überbrückbar. Die zweite Leitungsbahn 26 ist über einen Ladewiderstand 30 mit Masse verbunden.
  • Der Spiralpulsgenerator 22 dient zum Zünden des in dem Entladungsgefäß 16 befindlichen Wirkgases. Nach dem Zünden fließt ein durch die Außenbeschaltung der Lampe vorgegebener Strom durch das Entladungsgefäß 16 und somit vom ersten Anschluss 12 des Lampen-Außenkolbens 10 zum zweiten Anschluss 14, also insbesondere über den zwischengeschalteten Spannungsgenerator 22 bzw. genauer gesagt über die erste Leitungsbahn 24 des Spiralpulsgenerators 22. Durch den Innenwiderstand des Spiralpulsgenerators 22 kommt es daher zu einem Spannungsabfall über dem Spiralpulsgenerator 22. Somit wird im Spiralpulsgenerator 22 während des normalen Lampenbetriebs elektrische Leistung in Wärme umgesetzt, zusätzlich zur von dem Entladungsgefäß erzeugten Wärme. Diese Leistung ist für die Lampe verloren, so dass entsprechend die Systemeffizienz verringert ist. Der Generator wird zusätzlich aufgeheizt, so dass seine Lebensdauer verkürzt wird.
  • Aus dem US-Patent 4,751,398 ist es bekannt, parallel zu einer Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe einen Zweig mit einem Schalter vorzusehen. Der Schalter ist magnetisch betätigbar durch eine Spule in einem Zeitvorgabeschaltkreis.
  • Aus dem US-Patent 4,258,288 ist es bekannt, in Schaltungen zum Betreiben von Hochdruckentladungslampen einen temperaturabhängigen Schalter vorzusehen. Dies geschieht zum Schutz einer Diode vor übermäßigen Spannung bzw. zur Vermeidung von elektrolytischer Zersetzung.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile, die die Hochdruckentladungslampe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, welche unter Bezug auf Figur 1 beschrieben wurde, aufweist, zu überwinden und insbesondere eine Hochdruckentladungslampe mit guter Zündung bereitzustellen, bei der nicht wegen der Zwischenschaltung eines Spiralpulsgenerators Teile der Leistung verloren gehen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckentladungslampe mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1. Erfindungsgemäß wird parallel zu der Zündvorrichtung zwischen dem ersten Anschluss des Außenkolbens und dem ersten Anschluss des Entladungsgefäßes ein temperaturabhängig schließender Schalter geschaltet. Da sich das Entladungsgefäß 16 beim Betrieb beträchtlich erwärmt - am Sockel des Entladungsgefäßes wird bald nach der Zündung z.B. ein Wert von 500° C erreicht - wird somit der Schalter im Betrieb geschlossen und die Zündvorrichtung überbrückt. Damit ist der Nachteil beseitigt, dass über die Zündvorrichtung eine Spannung abfällt und somit Leistung verloren geht. Die Erfindung ist unabhängig von der verwendeten Zündvorrichtung, bevorzugt wird ein Spiralpulsgenerator verwendet.
  • Der temperaturabhängige Schalter ist bevorzugt ein Bimetallschalter. Ein Bimetallschalter hat den Vorteil, dass er sich temperaturabhängig auch wieder öffnet. So wird auch ein weiterer Nachteil des Standes der Technik überwunden, der sich daraus ergibt, dass ein erhitztes Entladungsgefäß eine höhere Zündspannung benötigt. Oft ist nach längerem Betrieb das Entladungsgefäß so erhitzt, dass es, wenn es ausgeschaltet und kurzfristig wieder eingeschaltet wird, nicht sofort wieder zünden kann. Eine entsprechende Zündvorrichtung bringt dann lediglich Spannungen auf, die zu gering sind. Bei Verwendung des Bimetallschalters bleibt die Zündvorrichtung überbrückt, auch wenn die Lampe ausgeschaltet wird, bis sich das Entladungsgefäß ausreichend abgekühlt hat. Die Zündvorrichtung wird somit bei einem Wiedereinschalten nicht vergeblich aktiviert, sondern bleibt inaktiv.
  • Eine geeignete Schließtemperatur, also die Temperatur, bei der der Schalter schließt, nachdem die Temperatur erhöht wurde, liegt zwischen 70° C und 500° C, bevorzugt zwischen 90° C und 350° C. Die untere Grenze bestimmt sich hauptsächlich aus typischen Temperaturen, die bei gegebenen Umwelteinflüssen im Lampenaußenkolben herrschen können; sie sollte mindestens 10° bis 15° über diesen Temperaturen liegen. Ein oberer möglicher Wert für die Schließtemperatur ergibt sich aus der Nähe des temperaturabhängig schließenden Schalters zum Entladungsgefäß und der gewünschten Schnelligkeit beim Umschalten, und zwar sowohl was das Schließen als auch das Wiederöffnen betrifft.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:
    • Figur 1
    schematisch die wesentlichen Bauteile einer Hochdruckentladungs- lampe desjenigen (nachveröffentlichten) Standes der Technik ver- anschaulicht, von dem die Erfindung ausgeht, und
    Figur 2
    schematisch die wesentlichen Bestandteile einer erfindungsgemä- ßen Hochdruckentladungslampe veranschaulicht.
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Figur 2 zeigt die in einem Lampen-Außenkolben 10 angeordneten wesentlichen Bauteile einer erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe in einer zur Figur 1 analogen Darstellung, wobei für dieselben Bauteile dieselben Bezugszahlen verwendet sind.
  • Ausgangslage war, dass ein Spiralpulsgenerator 22 zwischen dem Eingang 12 des Lampen-Außenkolbens 10 und dem Eingang 18 des Entladungsgefäßes 16 zwischengeschaltet war. Die Erfindung stellt nun einen sich bei Erhöhung der Temperatur schließenden Bimetallschalter 32 bereit, der parallel zum Spiralpulsgenerator 22 (genauer gesagt zu dessen erster Leitungsbahn 24) geschaltet ist, also ebenfalls zwischen den Anschluss 12 des Lampen-außenkolbens 10 und den Anschluss 18 zwischengeschaltet ist.
  • Der Spiralpulsgenerator dient nach wie vor zum Zünden der Lampe, also des in dem Entladungsgefäß 16 befindlichen Wirkgases. Dieses ist genauer in der nachveröffentlichten DE 10 2005 061 832 beschrieben. Der schließende Bimetallschalter 32 wird nach der Zündung aktiv, wenn durch den Betrieb der Lampe bedingt die Temperatur im Lampen-Außenkolben 10 ansteigt. Wird die Schließtemperatur des Bimetallschalters 32 erreicht, schließt dieser und verhindert, dass der Betriebsstrom, der über das Entladungsgefäß 16 (vom Anschluss 12 zum Anschluss 14 des Lampen-Außenkolbens 10) fließt, für einen beträchtlichen Spannungsabfall sorgt, der einen Leistungsverlust mit sich bringt. Der nur für das Zünden vorgesehene Spiralpulsgenerator 22 wird somit nach Erfüllung seiner Aufgabe schaltungsmäßig umgangen. Die Hochdruckentladungslampe aus der DE 10 2005 061 832 , die eine verbesserte Zündfähigkeit aufweist, wird dadurch weiter optimiert.

Claims (4)

  1. Hochdruckentladungslampe mit einem Außenkolben (10), an dem ein erster Anschluss (12) und ein zweiter Anschluss (14) bereitgestellt sind, und mit einem in dem Außenkolben (10) untergebrachten Entladungsgefäß (16) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss (18, 20) und mit einer in dem Außenkolben (10) untergebrachten Zündvorrichtung (22), die zwischen den ersten Anschluss (12) des Außenkolbens und den ersten Anschluss (18) des Entladungsgefäßes (16) geschaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass parallel zu der Zündvorrichtung (22) zwischen dem ersten Anschluss (12) des Außenkolbens (10) und dem ersten Anschluss (18) des Entladungsgefäßes (16) ein temperaturabhängig schließender Schalter (32) geschaltet ist.
  2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1,
    wobei die Zündvorrichtung ein Spiralpulsgenerator (22) ist.
  3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der temperaturabhängig schließende Schalter ein Bimetallschalter (32) ist.
  4. Hochdruckentladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schalter (32) bei einer Erhöhung der Temperatur auf eine Schließtemperatur schließt, die zwischen 70° C und 500° C, bevorzugt zwischen 90° C und 350° C liegt.
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AT (1) ATE500716T1 (de)
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WO (1) WO2008011904A1 (de)

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