DE19808365A1 - Metallhalogenlampe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallhalogenlampe, d. h. eine Hochintensitätsentladungslampe, welche Licht durch Strom- bzw. Ladungsaustrag in ein Gemisch aus Metalldämpfen und dissoziierten Halogenprodukten emittiert.

Eine Molybdänfolie ist üblicherweise als Leiter an einem Dichtungsabschnitt einer Einröhren-Hochleistungsmetallhalo­ genlampe (auf die der Einfachheit halber als "Lampe" nachfol­ gend bezug genommen ist), einer Art einer Hochintensitätsent­ ladungslampe vorgesehen. Die äußere Abdeckung des Dichtungs­ abschnitts dieser Lampenart ist aus einem transparenten Mate­ rial, wie etwa Quarz gebildet. Das distale Ende der Molybdän­ folie in dem Dichtungsabschnitt entfernt vom Zentrum der Entladeröhre ist Luft ausgesetzt.

Wenn bei der herkömmlichen Lampe mit dem vorstehend genannten Aufbau die Lampe zum Brennen gebracht wird, steigt die Tempe­ ratur der Molybdänfolie durch Strahlungswärme von der Lampe schlagartig an, Leitungswärme wird durch den Dichtungsab­ schnitt übertragen, Wärme wird aufgrund des Widerstands der Molybdänfolie selbst erzeugt und dergleichen.

Da das distale Ende der Molybdänfolie in dem Dichtungsab­ schnitt entfernt vom Zentrum der Entladeröhre in der Luft auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, wie vorstehend erläutert, kommt es mit einiger Wahrscheinlichkeit zur Oxidation der Molybdänfolie. Wenn diese Lampenart für eine beträchtliche Zeitdauer gebrannt hat, wird die Molybdänfolie oxidiert und der Dichtungsabschnitt wird beeinträchtigt, wodurch die Lebensdauer der Lampe verkürzt ist.

Um zu verhindern, daß die Molybdänfolie oxidiert wird, ist es erforderlich, die Temperatur des Dichtungsabschnitts auf 350°C oder weniger zu erniedrigen, während die Lampe gebrannt hat.

Bei einer derartigen herkömmlichen Lampe, die viel Strom ver­ braucht, wird jedoch ihr Dichtungsabschnitt auf hohe Tempera­ tur erhitzt. Es war bislang schwierig, die Temperatur der Mo­ lybdänfolie auf 350°C oder weniger zu erniedrigen bzw. abzu­ senken.

Um die vorstehend genannten Probleme zu überwinden, sind un­ terschiedliche Kühlmittel für die herkömmliche Lampe in Be­ tracht gezogen worden. Beispielsweise sind ihre Kappen mit Wärmeabstrahlungsrippen versehen oder ihre Dichtungsab­ schnitte sind extrem derart verlängert, daß die Molybdänfo­ lien an den Enden der Dichtungsabschnitte von dem lichtemit­ tierenden Abschnitt entfernt angeordnet sind.

Es ist erforderlich, die vorstehend genannte Kühleinrichtung für eine Lampe zur Verfügung zu haben, die viel Strom ver­ braucht. Insbesondere sind lange Dichtungsabschnitte für eine Lampe eingesetzt worden, die 1800 W oder mehr verbraucht.

Da die Kappe der herkömmlichen Lampe, die mit den Wärmeab­ strahlungsrippen versehen ist, eine komplizierte Form auf­ weist, sind dadurch die Herstellungskosten der Kappe erhöht. Außerdem ist die mit extrem verlängerten Dichtungsabschnitten versehene Lampe schwierig herstellbar und hat eine große Bauform.

Diese Probleme haben dazu geführt, daß die Herstellungskosten der Lampe erhöht sind. Insbesondere kann für eine derartige Lampe mit extrem verlängerten Dichtungsabschnitten das hin­ sichtlich der Verringerung von Herstellungskosten vorteil­ hafte Abquetschdichtungsverfahren nicht eingesetzt werden.

Um die vorstehend genannten Probleme zu überwinden, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Metallha­ logenlampe zu schaffen, die gewährleistet, daß die Temperatu­ ren an den Enden ihrer Dichtungsabschnitte auf 350°C oder darunter gehalten werden können, die verringerte Herstel­ lungskosten gewährleistet und im Vergleich zu bisherigen Lam­ pen dieser Art eine lange Lebensdauer hat.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Demnach schafft die vorliegende Erfindung eine Metallhalogen­ lampe aufweisend:
Eine Entladeröhre mit einem Paar von Elektroden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils ein Paar von Dichtungsabschnitten aufweisen, die außerhalb der Entladeröhre mit jeweiligen Außenenden der Elektroden verbun­ den sind,
Metalldämpfe und Metallhalogene, die in die Entladeröhre gefüllt sind,
ein Paar von leitenden Folien, die jeweils mit einem Ende von jeder der Elektroden verbunden und jedem Dichtungs­ abschnitt enthalten sind, und
ein Paar Anschlußinstallationsabschnitte mit einem Paar von Leitern, die elektrisch mit den anderen Enden der leitenden Folien jeweils verbunden und an den Dichtungsab­ schnitten befestigt sind, einander gegenüberliegend sich er­ strecken, und Lampenfassungsinstallationsabschnitte jeweils an distalen Enden ausgehend vom Zentrum der Entladeröhre auf­ weisen, wobei die Lampe folgende Größenbeziehung aufweist

0 ≦ (b-a)/2 ≦ 8,5

wobei
a(mm) ein Abstand zwischen beiden Enden des Paars von Dichtungsabschnitten ist, und
b(mm) der kürzeste Abstand zwischen den Lampenfas­ sungsinstallationsabschnitten des Paars von Ahschlußinstalla­ tionsabschnitten ist.

Bei der Metallhalogenlampe gemäß der vorliegenden Erfindung können die Temperaturen an den Enden der Dichtungsabschnitte auf 350°C oder darunter bzw. weniger gehalten werden. Außer­ dem erfordert die Lampe geringere Herstellungskosten und hat eine erhöhte Lebensdauer.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei spiel­ haft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht des Aufbaus einer Einröhren-Hochlei­ stungsmetallhalogenlampe gemäß einer Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Einröhren- Hochleistungsmetallhalogenlampe, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der in einer Lampenfas­ sung eines Beleuchtungskörpers installierten Einröhren- Hochleistungsmetallhalogenlampe, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Es wird bemerkt, daß einige oder sämtliche der Figuren sche­ matische Darstellungen zu Illustrationszwecken sind und nicht notwendiger Weise die tatsächlichen Relativgrößen oder Stel­ lungen der Elemente zeigen.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metallhalogenlampe erläutert.

Molybdänfolien werden als Leiter an den Dichtungsabschnitten der Metallhalogenlampe gemäß der vorliegenden Erfindung ver­ wendet. Um eine unerwünschte Oxidation der Molybdänfolien in Luft bei hoher Temperatur während des Leuchtvorgangs zu ver­ meiden, basiert die vorliegende Erfindung auf einer Konfigu­ ration, die geeignet ist, die Temperaturen an den Enden der Dichtungsabschnitte niedrig zu halten. Diese Konfiguration ist nachfolgend erläutert.

Die Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß sie die folgende Ungleichung erfüllt

0 ≦ (b-a)/2 ≦ 8,5

wobei der Abstand zwischen beiden Enden des Paars von Dich­ tungsabschnitten a(mm) beträgt, und wobei der Abstand zwi­ schen den Beleuchtungskörper-Lampenfassungsinstallationsab­ schnitten der Installationsanschlußabschnitte an den Dich­ tungsabschnitten b(mm) beträgt.

Bei der wie vorstehend angeführt aufgebauten Metallhalogen­ lampe gemäß der vorliegenden Erfindung sind beide Enden der Dichtungsabschnitte in der Nähe der Lampenfassungen eines Be­ leuchtungskörpers angeordnet. Die Wärme an den Dichtungsab­ schnitten wird damit durch Leitung über die Kappen und die Lampenfassung des Lampenkörpers übertragen und abgeleitet. Infolge davon können die Temperaturen an den Enden der Dich­ tungsabschnitte auf 350°C oder weniger gehalten werden, wäh­ rend die Lampe brennt, wodurch die Lebensdauer der Molybdän­ folien der Dichtungsabschnitte ausgedehnt werden kann.

Da außerdem die Metallhalogenlampe gemäß der vorliegenden Er­ findung, die wie varstehend angeführt, aufgebaut ist, äußerst problemlos hergestellt werden kann, steigen die Herstellungs­ kosten der Lampe relativ zu der herkömmlichen selbst dann nicht an, wenn die Konfiguration verwendet wird, um die Dich­ tungsendteile auf relativ niedrigen Temperaturen zu halten.

Die vorliegende Erfindung kann damit eine Metallhalogenlampe mit überlegener bzw. sehr langer Lebensdauer und einem einfa­ chen Aufbau im Vergleich zu der herkömmlichen Halogenlampe, die mit Lampenendkühlungsmitteln versehen ist, wie etwa Wär­ meabstrahlungsrippen oder mit verlängerten Dichtungsteilen.

Eine bevorzugte und konkrete Ausführungsform der Metallhalo­ genlampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend in bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Einröhren-Hochleistungsmetallha­ logenlampe (auf die nachfolgen der Einfachheit halber als "Lampe" bezug genommen wird) in Übereinstimmung mit der vor­ liegenden Ausführungsform und Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Lampe.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, sind Dichtungsabschnitte 2 und 3 aus Quarz auf beiden Seiten einer Entladeröhre 1 durch das Abquetschdichtverfahren gebildet. Molybdänfolien 4, 5 als Leiter sind in den flachen Dichtungsabschnitten 2, 3 einge­ bettet. Beide der Herausführungsenden der Metallfolien 4, 5 sind aus den Dichtungsabschnitten 2, 3 der Entladeröhre 1 herausgeführt und der Luft ausgesetzt. Die Molybdänfolien 4, 5 weisen eine maximale Dicke von 50 µm auf.

Ein Seltenerdstartgas (bei dieser Ausführungsform Argon), Quecksilber und Metallhalogene sind in den Innenraum der Ent­ laderöhre 1 als lichtemittierende Substanzen gefüllt. Ein Paar von Elektroden 6, 7 sind einander gegenüberliegend in der Entladeröhre 1 angeordnet und die Elektroden 6, 7 sind mit den Molybdänfolien 4, 5 elektrisch verbunden. Außerdem sind die Molybdänfolien 4, 5 über externe Zuleitungsstäbe 8, 9, die in Keramikkappen 11, 12 eingebettet sind, mit Verbin­ dungsanschlüssen 13, 14 verbunden. Beide Seiten der Heraus­ führungsenden der Kappen 11, 12 sind in flache Flächen bzw. Oberflächen geformt und diese flachen Flächen werden als Be­ leuchtungskörper-Lampenfassungsinstallationsabschnitte 11a, 12a verwendet.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, sind die Dichtungsabschnitte 2, 3, die Molybdänfolien 4, 5, die Elektroden 6, 7 und die Kap­ pen 11, 12 im wesentlichen linear angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 ge­ zeigten Lampe, in einer Lampenfassung 15 eines Beleuchtungs­ körpers installiert. Obwohl Fig. 3 zeigt, daß eine der Kap­ pen, nämlich die Kappe 12 in der Lampenfassung 15 des Be­ leuchtungskörpers installiert ist, ist auch die andere Kappe 11 in der anderen Lampenfassung des Beleuchtungskörpers in­ stalliert.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Beleuchtungskörper-Lampenfas­ sungsinstallationsabschnitt 12a, der an der Kappe 12 gebildet ist, zwischen den Wänden der Lampenfassung 15 angebracht, die aus Metallmaterial gebildet ist, wie etwa Edelstahl, und am Beleuchtungskörper befestigt. Außerdem ist der Verbindungsan­ schluß 14 mit einem Lichtverbindungsabschnitt des Beleuch­ tungskörpers verbunden. Auf diese Weise ist die Lampe elek­ trisch mit dem Beleuchtungskörper verbunden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird vorausgesetzt, daß der Abstand zwischen den Herausführungsenden bzw. Auslei­ tungsenden der Dichtungsabschnitte 2, 3 a(mm) beträgt, und daß der Abstand zwischen den Beleuchtungskörper-Lampenfas­ sungsinstallationsabschnitten der Kappen 11, 12 b(mm) be­ trägt. Lampen verschiedener Abmessungen mit den Abständen a und b wurden als Prototypen hergestellt. Die Temperaturen an den Enden der Dichtungsabschnitte 2, 3 wurden gemessen, wäh­ rend die Lampen brannten. Tabelle 1 zeigt die Meßergebnisse. Ein kleiner Beleuchtungskörper zu Projektionszwecken mit einem Vorder- bzw. Stirnseitendurchmesser von 47 cm (entsprechend einer Projektionsfläche von etwa 1740 cm² an der Vorderseite des Lampenkörpers) wurde bei den Temperatur­ meßexperimenten verwendet. Die Prototypen waren in den klei­ nen Beleuchtungskörper installiert und brannten mit einem Energieverbrauch von 1950 W.

TABELLE 1

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde in Übereinstimmung mit den Ergebnissen zahlreicher Experimente für die Fälle 150 b ≦ 161 und 0 ≦ (b-a)/2 ≦ 8,5, d. h. wenn der durch den Code bzw. die Bezeichnung c in Fig. 1 bezeichnete Abstand 8,5 mm oder weniger betrug, herausgefunden, daß die Tempera­ turen an den Enden der Dichtungsabschnitte 2, 3 350°C oder weniger betrug. Wenn beispielsweise eine Lampe, bei der die Abstände a und b 145 bzw. 157 mm waren, mit einer Leistung bzw. einem Energieverbrauch von 1950 W zum Brennen gebracht wurden, wurden Temperaturen an den Enden der Dichtungsab­ schnitte von 330°C gemessen.

Die Metallhalogenlampe gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem vorstehend genannten Aufbau zeichnet sich durch eine starke Kühlwirkung aus. Diese Wirkung ist besonders ausge­ prägt bei Hochintensitätslampen mit einem hohen Energiever­ brauch von 200 W oder mehr. Da die Metallhalogenlampe gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine kleine Bauform und eine hohe Kühlwirkung hat, kann sie außerdem in Kombination mit einem Beleuchtungskörper mit einer Fläche von 2000 cm² oder weniger an der vorderen lichtemittierenden Fläche des Be­ leuchtungskörpers eingesetzt werden.

Da außerdem die Dichtungsabschnitte 2, 3 gemäß der vorliegen­ den Erfindung durch das Abquetschverfahren gebildet sind, sind die Längen der Dichtungsabschnitte 2, 3 auf eine maxi­ male Länge von etwa 53 mm beschränkt. Die gesamte Länge der Entladeröhre 1 der 2000 W-Lampe wurde durch Lebensdauerkenn­ linien auf Grundlage von Erfahrungswerten ermittelt. Eine Lampe mit einer Gesamtlänge der Entladeröhre 1 von 55 mm zeigt die besten Lebensdauereigenschaften.

Wie vorstehend erläutert, kann bei der Lampe gemäß der vor­ liegenden Erfindung, obwohl die Lampe relativ kurze Dich­ tungsabschnitte, die bei der Herstellung vorteilhaft sind, aufweist, die Kühlwirkung durch die Kappe durch selektiver Ermitteln des Abstands zwischen dem Beleuchtungskörper-Lam­ penfassungsinstallationsabschnitt an der Kappe, der als Ver­ bindungsabschnitt verwendet wird und dem Dichtungsabschnitt erhöht bzw. vergrößert werden. Während die Lampe brennt, kön­ nen die Temperaturen der Dichtungsabschnitte auf 350°C oder weniger gehalten werden. Infolge davon stellt die vorliegende Erfindung eine Metallhalogenlampe bereit, die niedrigere Her­ stellungskosten erfordert und eine längere Lebensdauer auf­ weist als herkömmliche Lampen dieser Art.

Obwohl die vorliegende Erfindung hinsichtlich aktuell bevor­ zugter Ausführungsformen vorstehend erläutert ist, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf diese Offenbarung be­ schränkt ist. Unterschiedliche Abwandlungen und Modifikation erschließen sich dem Fachmann ohne weiteres nach einem Stu­ dium der vorstehend genannten Offenbarung der vorliegenden Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche festgelegt ist.

Claims (4)

1. Metallhalogenlampe aufweisend:
Eine Entladeröhre (1) mit einem Paar von Elektroden (6, 7), die einander gegenüberliegend angeordnet sind und je­ weils ein Paar von Dichtungsabschnitten (2, 3) aufweisen, die außerhalb der Entladeröhre (1) mit jeweiligen Außenenden der Elektroden (6,7) verbunden sind,
Metalldämpfe und Metallhalogene, die in die Entlade­ röhre (1) gefüllt sind,
ein Paar von leitenden Folien (4, 5), die jeweils mit einem Ende von jeder der Elektroden (6, 7) verbunden und je­ dem Dichtungsabschnitt (2, 3) enthalten sind, und
ein Paar Anschlußinstallationsabschnitte (13, 14) mit einem Paar von Leitern (8, 9), die elektrisch mit den anderen Enden der leitenden Folien (4, 5) jeweils verbunden und an den Dichtungsabschnitten (2, 3) befestigt sind, einander ge­ genüberliegend sich erstrecken, und Lampenfassungsinstalla­ tionsabschnitte (11a, 12a) jeweils an distalen Enden ausgehend vom Zentrum der Entladeröhre (1) aufweisen, wobei die Lampe folgende Größenbeziehung aufweist
0 ≦ (b-a)/2 ≦ 8,5
wobei
a(mm) ein Abstand zwischen beiden Enden des Paars von Dichtungsabschnitten (2, 3) ist, und
b(mm) der kürzeste Abstand zwischen den Lampenfas­ sungsinstallationsabschnitten (11a, 12a) des Paars von An­ schlußinstallationsabschnitten (13, 14) ist.

2. Metallhalogenlampe nach Anspruch 1, wobei die Lampe einen Energieverbrauch von im wesentlichen 2000 W oder mehr aufweist.

3. Metallhalogenlampe nach Anspruch 1, wobei die Lampe einen Energieverbrauch von im wesentlichen 2000 W oder mehr aufweist und eine Lampe vom Einröhrentyp ist.

4. Metallhalogenlampe nach Anspruch 3, wobei der kürzeste Abstand b(mm) zwischen dem Paar von Beleuchtungskörper- Lampenfassungsinstallationsabschnitten (11a, 12a) die Unglei­ chung 150 ≦ b ≦ 161 erfüllt.