HU219693B - Egy oldalon zárt villamos izzólámpa - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya egy oldalon zárt halogén villamos izzólámpa,különösen izzólámpa hálózati feszültségű üzemeltetésre. A lámpaburájának (2) belsejében van legalább egy hőálló anyagú ütközőtest. Azütközőtestet a bura anyagából készült szűkület (8) legalább egytölcsér alakú mélyedése (9) tartja. Az ütközőtesteket előnyös módonhosszúkás szegek (19; 20) képezik. Az ütközőtestek lényegébentengelyirányban a világítótest (6) spirálszárai (11) közötthelyezkednek el, és így még fokozott lökőterhelés esetén ismegakadályozzák, hogy a spirálszárak (11) érintkezzenek egymással. ŕ

Description

A találmány tárgya egy oldalon zárt villamos izzólámpa, különösen halogén izzólámpa hálózati feszültségű üzemeltetésre. Ez az izzólámpa légmentesen eltömített burát, inertgáz-töltést, esetleg halogéntartalmú adalékanyagot, világítótestet, legalább egy szűkületet és árambevezető rendszert tartalmaz. A bura fényáteresztő anyagból készül, és meghatároz egy hossztengelyt. A világítótestnek van két szára és egy összekötő része, valamint adott esetben közbenső részei, amelyek a szárakat részszárakra tagolják. A legalább egy szűkületet a burafal legalább két mélyedése képezi, és a szűkület a világítótestet az összekötő részen és adott esetben a közbenső részeken tartja. Az árambevezető rendszer áramvezetően össze van kötve a világítótest két szárvégével.

A találmány a DE-OS 40 08 367 számú közzétételi iratban megadott lámpából indul ki. Az ilyen jellegű lámpákat például általános világításra használják. Az ilyen lámpa hálózati feszültséggel, jellegzetesen körülbelül 80 V és 250 V közötti feszültséggel (effektív érték) való közvetlen üzemeltetésre alkalmas. Rendszerint körülbelül 10 W és 500 W közötti villamos teljesítményeket alkalmaznak.

Az ilyen lámpákhoz alkalmazott világítótestnek a kisfeszültségű (jellegzetesen 12 V-os) lámpákhoz képest viszonylag nagy R ellenállással kell bírnia, és ennek megfelelően nagy 1 hosszának kell lennie. Ez közvetlenül következik az ohmos teljesítményre vonatkozó P=U²/R=U²A/(pl) összefüggésből. Az 1 hosszúságú, A keresztmetszeti területű és p=R A/l fajlagos ellenállású huzal ezt a teljesítményt alakítja át, amikor a végeire U feszültség van ráadva. Ennek az összefüggésnek a következtében a huzal 1 hosszúságát az arányosnál annál nagyobbra kell választani, minél nagyobb az üzemeltetéshez előirányzott feszültség, feltéve, hogy a lámpa tervezett P teljesítményfelvételének, valamint a többi paraméternek változatlannak kell maradnia.

Annak érdekében, hogy a szükséges hosszú világítótestet a lehető legkompaktabb lámpaburában el lehessen helyezni, a világítótest két világítószárrá van hajlítva, és egészében V vagy U alakú. A két szár között egy összekötő rész van, amelyet a bura anyagából képzett, hídszerű szűkület rögzít.

Ha a lámpa fokozott lökésszerű terhelésnek van kitéve, akkor külön intézkedések szükségesek annak megakadályozására, hogy a szárak lökésszerű terheléskor érintkezhessenek. Az érintkezés alatt a világítótestnek csak egy részén folyik át a lámpaáram. A világítótest többi része az érintkezési helyen át rövidre van zárva. A fenti ohmos összefüggés értelmében a világítótest hatásos hosszának megrövidítése és az ellenállás ennek következtében létrejövő csökkenése az átalakított villamos teljesítmény megfelelő növekedését idézi elő. Ezzel fennáll a világítótest termikus túlterhelésének és végül tönkremenésének veszélye.

Ennek elkerülése végett a DE-OS 40 08 367 számú közzétételi irat szerint a szárak hosszukban több részszárra varnak tagolva, és a részszárakat is hidak rögzítik.

A DE-OS 40 08 334 számú közzétételi irat ezzel szemben azt javasolja, hogy válaszelemként a két szár közé a bura anyagából készült hidat helyezzenek.

Az első megoldásnak az a hátránya, hogy sok híd szükséges ahhoz, hogy erős lökésszerű terhelések esetén is szavatolva legyen a nagy üzembiztonság. A szükséges további munkalépések miatt ennek a lámpának a gyártása bonyolult, és ezért drága. A második megoldásnál - különösen kisebb burák esetén, ahol a spirálszárak viszonylag rövidek - helyokok miatt nehéz egy járulékos hidat a szárak közötti részen elhelyezni. Ez a körülmény kényszerű módon korlátozza az ilyen lámpák lehetséges kompaktságát.

Találmányunk célja ezeknek a hátrányoknak a kiküszöbölése és olyan izzólámpa kialakítása, amelynél a spirálszárak kölcsönös érintkezése egyszerű eszközökkel meg van akadályozva.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a bura belsejében van legalább egy hőálló anyagú ütközőtest, amelyet legalább egy szűkület tart, és amely lényegében a hossztengely irányában, a világítótest két szára között, illetőleg adott esetben két-két egymással szemben lévő részszár között helyezkedik el.

A találmánynak az az alapgondolata, hogy a spirálszárak közé legalább egy ütközőtest van helyezve, amely a lámpabura legalább egy szűkületén van rögzítve, és lényegében a lámpa hossztengelyének irányában helyezkedik el. Ha a lámpára olyan lökésszerű terhelés hat, hogy a két spirálszár egymás felé mozog, akkor a spirálszárakat az ütközőtest vagy ütközőtestek lefékezik. Ez egyrészt ellene hat a spirálszárak rezonanciahatás miatti különösen nagy kitérésének és esetleges tönkremenésének, másrészt megakadályozza a spirálszárak közvetlen kölcsönös érintkezését.

Ütközőtesten általában olyan térbeli képződményt értünk, amelynek előnyös módon lényegében lineáris kiterjedése van. Az „ütközési felület” megnövelésére előnyös módon lapszerű szerkezetű ütközőtestet lehet alkalmazni.

Az ütközőtest előállításához alkalmasak a nagy merevségű hőálló anyagok, például kerámiák, így például A1₂O₃ vagy magas olvadáspontú fémek, például volfrám. Ezáltal egyrészt az ütközőtest a világító spirálszárakhoz térbelileg közel helyezhető el, és ennek révén kompakt felépítés valósítható meg, másrészt biztosítva van, hogy maga az ütközőtest ne gerjesztődjön észrevehető transzverzális rezgésekbe.

Fémek alkalmazásakor legalább két, egymástól villamosán szigetelt ütközőtestre, mégpedig mindegyik spirálszárhoz legalább egy ütközőtestre van szükség. Ily módon a villamos rövidzárat akkor is megbízhatóan megakadályozzuk, ha a két spirálszár egyidejűleg a bura közepe felé mozog, és a két ütközőtest ugyanebben az időpontban érintkezik egymással. Ezzel szemben csak egy fém ütközőtest alkalmazásakor és a két spirálszárral való egyidejű érintkezésekor az áramvezető ütközőtest rövidre zárná a spirál egy részét.

Villamosán szigetelő anyag alkalmazásakor viszont elvben egy ütközőtest is elegendő.

A legegyszerűbb esetben a ütközőtest hosszúkás testként, például szegként, pálcaként vagy csőként van kiképezve. Keresztmetszete tetszőleges, például kör alakú, ovális, téglalap alakú, gyűrű alakú stb. A kereszt2

HU 219 693 Β metszetnek nem kell szükségképpen az ütközőtest egész hosszában állandónak lennie. A keresztmetszettel összehangolva egyrészt a geometriai méreteket, elsősorban az átmérőt és a hosszt úgy kell méretezni, hogy biztosítva legyen a kellően nagy merevség, másrészt a spirál fényárama a lehető legkevésbé legyen árnyékolva, és ezenkívül a halogénkörforgás ne legyen károsan befolyásolva. Ebből a szempontból kedvezőek a lehető legkarcsúbb alakú ütközőtestek.

Az ütközőtest első, egyszerű kiviteli alakja kör keresztmetszetű pálca. Volfrámból készül, és átmérője körülbelül 200 pm és 600 pm között van. Az ütközőtest a világítótestnek a fél, előnyös módon az egész hosszára kiterjed, úgyhogy a világítótestszárak maximális kitérése hatásosan korlátozható.

Az ütközőtestek és a spirálszárak a legegyszerűbb esetben közös síkban vannak elhelyezve. Ha a spirálszárak ezen a közös referenciasíkon belül rezegnek, akkor kölcsönös érintkezésük biztonságosan meg van akadályozva.

Ha ezzel szemben a spirálszárak rezgési síkjai egy minimális a„,_in szögnél nagyobb a szöget zárnak be a referenciasíkkal, akkor a spirálszárak bizonyos körülmények fennállása esetén elrezegnek a hosszúkás ütközőtestek mellett, és a legkedvezőtlenebb esetben érintkezhetnek egymással. Ez az a_min szög annál nagyobb, minél nagyobb a spirálszárak átmérője és az ütközőtestek átmérője, és - abban az esetben, amelyben mindegyik spirálszárhoz saját ütközőtest van hozzárendelve - minél közelebb van egymáshoz elhelyezve az összetartozó spirálszár és ütközőtest. Az a_min szög növekedésével mindenesetre a spirálszárak érintkezéshez szükséges kitérései is nagyobbak, és így a tényleges érintkezés egyre kevésbé valószínű. Ennek oka - a spirálszárak rugalmas tartományában - a kitéréssel legalább arányosan növekedő szükséges lökőerő.

Az egyik kiviteli alakban, amely szélsőséges lökőterhelések esetén is megakadályozza a spirálszárak kölcsönös érintkezését, a spirálszárak és a hosszúkás ütközőtestek egymáshoz képest elforgatva vannak elrendezve. Ez megnöveli a spirálszárak és az ütközőtestek közötti hatásos „lökési keresztmetszetet”, következésképpen az a_min szöget is még az ütközőtestek túlnyomóan lineáris alakja esetén is. A gyakorlatban általában elegendőek a néhány fokos elforgatást szögek.

Az egyik konkrét kiviteli alakban ezt úgy valósítjuk meg, hogy a spirálszárakat elforgatjuk az eredetileg az ütközőtestekkel közös síkból. Az első változatban a spirálszárak nincsenek az általában szokásos módon egy közös síkban elhelyezve, hanem célzottan el vannak forgatva egymáshoz képest. Egy továbbfejlesztett változatban végül mind a két spirálszár, mind az ütközőtestek térbelileg egymáshoz képest elforgatva vannak elhelyezve. Ily módon az ütközőtestek kellő időben megakadályozzák a spirálszáraknak minden, a gyakorlatban előforduló és esetleg ütközéshez vezető mozgását.

Egy további kiviteli alakban, amely még szélsőséges lökőterhelések esetén is ugyancsak megakadályozza a spirálszárak érintkezését, a hosszúkás ütközőtestek a referenciasíkból - előnyös módon arra lényegében merőlegesen - ki vannak hajlítva. Itt a tényleges alaknak csak alárendelt szerepe van. Csak az a fontos, hogy a hajlított ütközőtesttel a lényegében lineáris ütközőtesthez képest jelentősen megnövelt „ütközési felület” hatását érjük el. Ez például szög alakban hajlított pálca segítségével hozható létre. Kompromisszumként elegendő lehet egy lényegében lineáris ütközőtest kifejezetten ovális keresztmetszettel, ami például kör keresztmetszetű pálca lapításával alakítható ki, és aminek a széles oldala a referenciasíkra merőlegesen van elhelyezve.

A különösen kompakt lámpáknál, amelyekben a két spirálszár tartására csak egy híd van azok összekötő részénél, az ütközőtesteknek csak az egyik végét tartja mechanikailag, például szorítás és/vagy erőzárás útján a bura egy szűkülete. A lámpa előállításakor az ütközőtesteket a spirállal együtt helyezzük a bura belsejébe. Erre a célra egy villát használunk, amely a spirált hordozza és járulékosan nyílásokat tartalmaz az ütközőtestek befogadásához. Ha például két kör keresztmetszetű volffámpálcát használunk, akkor a villát két megfelelő furattal kell ellátni. Ily módon csak néhány, jól automatizálható lépésre van szükség, úgyhogy lehetséges az olcsó előállítás. Osztott spirálszáras kiviteleknél az ütközőtesteket mindkét végükön is lehet egy-egy szűkülettel tartani.

A bura anyagából képzett hídszerű szűkület előnyös módon két egymással átmérősen szemben lévő, csőszerű és tölcsér alakú mélyedésből van kialakítva, és keresztmetszete lehet kör vagy hosszúkás ovális is. Az alapelvet részletesen leírja a DE-OS 40 08 367 számú és a DE-OS 40 08 334 számú német közzétételi irat.

Általános világítási célokra a lámpát külső burával lehet körülvenni, és választás szerint csapos vagy menetes lámpafejjel lehet ellátni.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az la. ábra a találmány szerinti halogén izzólámpa első kiviteli alakja oldalnézetben, ahol a világítótest és az ütközőtest közös síkban van elhelyezve, az lb. ábra megegyezik az la. ábrával, de a lámpa hossztengelyéhez képest 90°-kal elforgatott, A irányú nézet, a

2a. ábra a találmány szerinti halogén izzólámpa második kiviteli alakja oldalnézetben, ahol a világítótestek egymáshoz képest meg vannak döntve, a

2b. ábra megegyezik az 2a. ábrával, de a lámpa hossztengelyéhez képest 90°-kal elforgatott, B irányú nézet, a

3a. ábra egy hosszúkás ütközőtest keresztmetszete az AB metszésvonal szerint, a

3b. ábra a 3. ábra szerinti hosszúkás ütközőtest oldalnézete,

4a. ábra egy síkban hajlított ütközőtest keresztmetszete a CD metszésvonal szerint, a

4b. ábra a 4a. ábra szerinti hajlított ütközőtest oldalnézete.

HU 219 693 Β

Az la. és b. ábrán látható a találmány szerinti, általános világítási célokra szolgáló, 75 W teljesítményű 1 halogén izzólámpa, amely 240 V-os hálózatra közvetlenül csatlakoztatható. Az 1 halogén izzólámpának van egy lényegében körhenger alakú kvarcüveg 2 burája. A 2 bura külső átmérője körülbelül 12 mm, falvastagsága körülbelül 1 mm és teljes hossza körülbelül 32 mm. A 2 bura egyik vége 3 süveggé van alakítva, amelynek a közepén egy 4 szívócsőcsúcs van. A 2 bura másik vége 5 lapított tömítéssel van lezárva. A 2 bura 80% Kr-ból és 20% N₂-ből álló inertgáz-keverékkel van töltve, amihez halogénadalék - 0,005% CBrClF₂ - van hozzáadva.

A 2 bura belsejében U alakúra hajlított 6 világítótest van elhelyezve. Az U két szárának 7 összekötő része a 3 süveg közelében egy 8 szűkülettel van rögzítve. A 8 szűkület a bura falának két tölcsérszerű 9,10 mélyedéséből van kialakítva, amint ezt a DE-OS 40 08 367 számú közzétételi irat részletesen leírja. A két 9,10 mélyedés egymással átmérősen szemben és az 5 lapított tömítés síkjára merőlegesen van elhelyezve, és közel a lámpa hossztengelyéig terjed, ahol a 7 összekötő részt szorítva tartja. Az U két egyenes szára képezi a tulajdonképpeni világító, mintegy 8,5 mm hosszú 11, 12 spirálszárt, amelyek a 7 összekötő résztől az 5 lapított tömítésig terjednek. Míg a két 11, 12 spirálszár kettősen tekercselt, addig a 7 összekötő rész nincs tekercselve. A két 11, 12 spirálszámak az 5 lapított tömítés felé eső vége rövid, nem tekercselt szakaszba megy át. Ezek a szakaszok 13, 14 árambevezetésként működnek. A 13, 14 árambevezetés az 5 lapított tömítésbe úgy van beforrasztva, hogy a 11, 12 spirálszár a burában meg van feszítve. Két 15,16 tömítőfóliával az ismert módon gázzáró villamos összeköttetést hozunk létre a 13,14 árambevezetés és az 1 halogén izzólámpa ezekhez tartozó 17, 18 érintkezőcsapja között.

Két, ütközőtestként működő, kör keresztmetszetű 19, 20 szeg van egymással és a bura hossztengelyével párhuzamosan a két 11,12 spirálszár között elhelyezve (lásd 3a. és 3b. ábrát is). A 19, 20 szegnek a szívócsőcsúcs felőli vége úgy van a 8 szűkületbe beszorítva, hogy a 11,12 spirálszárral közös síkban vannak. Ez jól látható az lb. ábrán, amely az 1 halogén izzólámpának az la. ábrához képest 90°-kal elforgatott A irányú, vagyis az említett síkban nézett oldalnézete. A 19, 20 szeg volfrámból készül és a 11,12 spirálszámak a lapított tömítés oldalán lévő végéig teljed. A szegek átmérője körülbelül 0,35 mm.

A 2a. és 2b. ábrán a találmány szerinti halogén izzólámpa második kiviteli alakja, az Γ halogén izzólámpa látható. Az la. és lb. ábra szerinti 1 halogén izzólámpától eltérően ennél a változatnál a 9’, 10’ mélyedés célzottan az 5 lapított tömítés síkjában van elhelyezve, vagyis az 1 halogén izzólámpához viszonyítva a bura hossztengelyéhez képest 90°-kal el van forgatva. Ezzel az intézkedéssel eléijük, hogy a 7’ összekötő rész az 5 lapított tömítés síkjára merőleges síkba kerül. Ebből következőleg a 6’ világítótest egy 14’ árambevezetéstől kiindulva az 5 lapított tömítés síkjából a következő 12’ spirálszáron át kifordul, a 7’ összekötő részen át az 5 lapított tömítés síkjára merőleges síkba befordul, majd a második 11’ spirálszáron és az utána következő 13’ árambevezetésen át ismét az 5 lapított tömítés síkjába fordul. Ezáltal a két 11’, 12’ spirálszár mind egymáshoz, mind az ütközőtestekként szolgáló 19, 20 szegekhez képest térben ferdén van elhelyezve.

A 3a. és 3b. ábrán látható egy hosszúkás ütközőtest, a 19 szeg egy kiviteli alakja az AB metszésvonal szerinti keresztmetszetben, valamint oldalnézetben. Itt az 1. és 2. ábra szerint alkalmazott két kör keresztmetszetű volfrámszegről van szó.

A 4a. és 4b. ábrán egy ütközőtest további kiviteli alakja, a 21 ütközőtest látható a CD metszés vonal szerinti keresztmetszetben, valamint oldalnézetben. A 21 ütközőtestet kör keresztmetszetű volfrámszeg képezi, amely az egyik síkban szögben meg van hajlítva. A 21 ütközőtestként szolgáló L alakú szeg egyik vége a lámpabura két, 9, 10; 9’, 10’ mélyedése között szorítóan van tartva az 1. és 2. ábra szerinti szegekhez hasonlóan. Az L alak a 3. ábrához képest nagyobb hatásos „ütköző felületet” nyújt a spirálszárak számára.

A találmány nem korlátozódik a leírt kiviteli alakokra. Különösen a különböző kiviteli alakok egyes jellemzői kombinálhatok is egymással.

Claims (15)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Egy oldalon zárt villamos izzólámpa, különösen halogén izzólámpa (1; 1’) hálózati feszültségen való üzemeltetésre, amely tartalmaz

   - egy légmentesen eltömített burát, amely fényáteresztő anyagból készül, és meghatároz egy hossztengelyt,

   - inertgáz-töltést, és esetleg halogéntartalmú adalékanyagot,

   - világítótestet (6; 6’) két spirálszárral (11, 12; 1Γ, 12’) és egy összekötő résszel (7; 7’), valamint adott esetben közbenső részekkel, amelyek a spirálszárakat részszárakra tagolják,

   - legalább egy szűkületet (8), amelyet a burafal legalább két mélyedése (9, 10; 9’, 10’) képez, és amely a világítótestet (6; 6’) az összekötő részen (7; 7’) és adott esetben a közbenső részeken tartja,

   - árambevezető rendszert (13-18; 13’, 14’, 15-18), amely áramvezetően össze van kötve a világítótest (6; 6’) két spirálszárvégével, azzal jellemezve, hogy a bura (2) belsejében van legalább egy hőálló anyagú ütközőtest, amelyet a legalább egy szűkület (8) tart, és amely lényegében a hossztengely irányában, a világítótest (6; 6’) két spirálszára (11, 12; 1Γ, 12’) között, illetőleg adott esetben két-két egymással szemben lévő részszár között helyezkedik el.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az ütközőtest lényegében lineáris alakú.
3. 3. A 2. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az ütközőtestet rúd alakú szeg (19, 20) képezi.
4. 4. A 3. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a szeg (19, 20) lényegében kör keresztmetszetű.
5. 5. A 3. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a szegnek legalább egy részén kifejezetten ová4

   HU 219 693 Β lis keresztmetszete van, és a szeg a hossztengelyéhez képest úgy van tájolva, hogy nagyobb oldalmérete lényegében merőleges a világítótest (6) két spirálszárát összekötő egyenesre.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jelle- 5 mezve, hogy a halogén izzólámpában (1; 1’) ütközőtestként két, egymástól villamosán szigetelt, magas olvadáspontú fémből készült szeg (19; 20) van.
7. 7. A 6. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a fémszegek (19; 20) volfrámból állnak.
8. 8. A 7. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a volfrámszegek átmérője körülbelül 200 pm és 600 pm között van.
9. 9. A 7. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a volfrámszegek (19; 20) és a világítótest spirálszárainak (11; 12) hossza körülbelül azonos.
10. 10. A 2. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a világítótest (6) spirálszárai (11; 12) és az ütközőtestek közös referenciasíkban vannak elhelyezve.
11. 11. A 2. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a világítótest (6) spirálszárai (11; 12) és az ütközőtestek különböző síkokban vannak elhelyezve.
12. 12. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a világítótest (6) spirálszárai (11; 12) egymáshoz képest meg vannak döntve úgy, hogy nincsenek közös síkban.
13. 13. A 11. és 12. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy az árambevezető rendszert (13’, 14’,

    10 15-18) lapított tömítés (5) gáztömören összeköti a burával (2), és a lapított tömítés (5) síkja merőleges arra a síkra, amelyben az összekötő részt (7’) a szűkületet képező mélyedések (9’, 10’) tartják.
14. 14. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jelle15 mezve, hogy az ütközőtestnek (21) nagy felületű szerkezete van.
15. 15. Az 1. igénypont szerinti izzólámpa, azzal jellemezve, hogy a burát lámpafejjel ellátott külső bura veszi körül.