DE202007011210U1

DE202007011210U1 - Baueinheit für eine elektrische Lampe mit Außenkolben

Info

Publication number: DE202007011210U1
Application number: DE200720011210
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2017-08-11

Abstract

Baueinheit für eine Elektrische Lampe, mit einem langgestreckten Innenkolben, der eine Längsachse definiert, und der an zwei Seiten verschlossen ist, wobei der Innenkolben eine Lampenachse besitzt, und wobei in dem Innenkolben ein Leuchtmittel untergebracht ist, wobei der Innenkolben von einem Außenkolben umgeben ist, wobei der Außenkolben im wesentlichen rohrförmig ist und zwei Enden besitzt, von denen mindestens eines mit einer Quetschung verschlossen ist, wobei in dieser Quetschung eine Folie eingebracht ist, von der eine äußere Stromzuführung nach außen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie quer zur Längsachse in der Quetschung angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Baueinheit für eine elektrischen Lampe mit Außenkolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen oder Halogenglühlampen.
Stand der Technik
WO-A 2006/0131202 beschreibt eine Hochdruckentladungslampe mit Außenkolben, bei der ein Außenkolben mit einer Basisplatte verbunden ist, die zur Durchführung der Stromzuführungen dient. Der Glaskolben ist dabei in Hartglastechnologie unter Verwendung von Aluminosilikatglas ausgeführt. Dadurch wird eine Quetschung im Außenkolben eingespart und die Länge des Außenkolbens reduziert.
Aus der EP-A 1 659 617 ist bekannt, eine Hochdruckentladungslampe mit einem Außenkolben auszustatten, der über eine verkürzte Quetschung verfügt. Dabei wird ein Hohlraum zwischen den beiden Folien in der Quetschfläche belassen, der die Stromzuführung und einen Teil des Entladungsgefäßes beinhaltet.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Lampe bereitzustellen, deren Baulänge gegenüber konventionellen Lampen deutlich reduziert ist, so dass der Bau besonders kompakter Lichtquellen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die Baueinheit kann entweder direkt mit einer geeigneten Sockelung bestückt werden. Sie kann alternativ und bevorzugt als Leuchtmittel in einer Reflektorlampe oder Leuchte eingesetzt werden.
Eine Reduzierung der axialen Länge eines Außenkolbens ist generell zur Miniaturisierung von elektrischen Lampen wünschenswert, dies gilt in besonderem Maße für Hochdruckentladungslampen wie Metallhalogenidlampen. Besonders wichtig ist dieses Ziel bei Reflektorlampen oder Modullampen. Zur Integration von Hachdruckentladungslampen mit keramischen Entladungsgefäßen als Lichtquelle in Reflektor- und Modullampen muss die Gesamtlänge der Hochdruckentladungslampe reduziert werden. Dies ist beispielsweise erforderlich, um die Normlängen der Reflektorlampen oder Modullampen einzuhalten, oder um kleinere Reflektoren zu verwenden, oder um den Lichtschwerpunkt zu variieren sowie um mehr Platz für Montage- und Fixierelemente zur Verfügung zu haben.
Die Erfindung verwirklicht eine Reduzierung der Außenkolbenlänge derart, dass der Außenkolben rohrförmig ist und an mindestens einem Ende oder auch an beiden Enden gequetscht ist. In der Quetschung ist in an sich bekannter Weise eine metallische, elektrisch leitfähige Folie, bevorzugt aus Molybdän (Mo), eingebracht. Eine Verkürzung der Länge des Außenkolbens wird dadurch erzielt, dass diese eine Folie quer zur Längsachse der zugehörigen Quetschung angeordnet ist. Bisher war es üblich, die Folie axial anzuordnen. Dadurch kann jetzt die Länge der Quetschung verkürzt werden, wobei die äußere Stromzuführung seitlich aus dem Außenkolben herausgeführt werden kann. Sie kann aber auch achsparallel herausgeführt werden.
Bevorzugt können auch andere elektrische Zuführungsteile möglichst kurz gehalten werden. Dies betrifft insbesondere Gestelldrähte, Haltedrähte und Stromzuführungen. Der Außenkolben besteht normalerweise aus Quarzglas oder auch Vycor. Eine weitere Längenreduzierung ist durch den Verzicht auf übliche Kontakthülsen an den Enden das Außenkolbens erreichbar sowie durch spezielle Gestaltung der Ausleitung der Stromzufürungen aus dem Quetschbereich des Außenkolbens.
Der in Quarzglas ausgeführte Außenkolben ist einseitig gequetscht. Das zweite Ende des Außenkolbens kann entweder ebenfalls gequetscht sein oder mit einem speziellen Abschluss versehen sein. Dieser ist bevorzugt eine Einschmelzung, wie an sich aus EP 570 068 bekannt. Besonders bevorzugt ist es aber eine Miniaturquetschung. Dies bedeutet, dass die Quetschung außerhalb des Außenkolbens liegt und nur durch eine Engstelle mit diesem verbunden ist. Die Engstelle kann ursprünglich ein Pumpstengel sein.
Damit werden zwei Zielsetzungen, nämlich Lampenminiaturisierung und große Abstände der stromführenden Teile zwecks Heißwiederzündfähigkeit, gleichzeitig realisiert, insbesondere unter Einhaltung der Randbedingung, den Ein bau dieser Baueinheit in kleine Reflektoren oder Leuchten zu ermöglichen.
Typisch für die Erfindung sind zwei gegenüberliegende, miniaturisierte Dichtungsflächen mit Mo-Folien-Technologie, die auf der unteren Kolbenseite quer und auf der oberen Kolbenseite längs zur Brennerachse angeordnet sind.
Die untere Dichtungsfläche ist eine Quetschung und erstreckt sich über die gesamte Kolbenbreite, wobei die Folie quer zur Brennerachse angeordnet ist. Dadurch wird die Höhe des Quetschungsbereiches um ca. 50% gegenüber einer herkömmlichen Quetschung mit längs angeordneten Folien reduziert. Die Verbindung zwischen der Folie und dem unteren Elektrodensystem wird mittels eines gebogenen Mo- oder Nb-Drahtes realisiert, der gleichzeitig Wärmeausdehnungen kompensiert. Im Vergleich zu herkömmlichen zweiseitig gequetschten Lampen kann dieser Draht parallel zur Kapillare des Brenners angeordnet werden.
Die obere Dichtungsfläche wird an der rohrförmigen Engstelle, die ein Pumpstengel sein kann, unmittelbar oberhalb des Außenkolbendoms realisiert. Hierzu wird die Folie, die direkt an das Stiftende des Elektrodensystems angeschweißt ist, längs in den Pumpstengel eingeführt. Abgedichtet wird nur der Pumpstengel. Die Dichtung kann als Quetschung oder als Einschmelzung ausgeführt sein. Unmittelbar hinter der Folie bzw. dem Schweißpunkt zwischen Folie und Stromzuführung wird das Pumpstengelrohr abschließend abgetrennt.
Die Außenkolbenfüllung kann optional Vakuum, Stickstoff (1 mbar–800 mbar), Argon (0,05 mbar–800 mbar) oder Luft (Normaldruck, offenes System) sein. Die Befüllung des Außenkolbens erfolgt durch den Pumpstengel.
Durch die quer liegende Mo-Folie kann die Höhe der Quetschung um 50% gegenüber der heute verwendeten Konstruktion reduziert werden. Dies hat nicht nur einen Längenvorteil, sondern wirkt sich auch positiv auf die Herstellung aus. Durch die Verkürzung der Quetschungshöhe muss weniger Glasvolumen erwärmt werden, wodurch die thermischen Belastungen auf die untere Einschmelzung reduziert werden und die Prozesszeit verkürzt werden kann.
Der Verbindungsdraht zwischen unterer Mo-Folie und Elektrodensystem übernimmt die Funktion der Kompensation thermisch bedingter Längenausdehnungen. Dadurch werden Zug/Druckbelastungen auf beide Folien reduziert. Aufgrund der quer angeordneten Folie kann dieser Verbindungsdraht seitlich parallel zur unteren Brennerkapillare angeordnet werden, wodurch diese näher zur Quetschung positioniert werden kann. Die damit verbundenen thermischen Belastungen auf die Kapillareinschmelzung beim Quetschen sind aufgrund des geringeren zu schmelzenden Glasvolumens geringer.
Das Einquetschen bzw. Anschmelzen der Folie in den Pumpstengel hat den Vorteil, dass deutlich weniger Volumen für das Aufschmelzen des Quarzglases erwärmt werden muss. Dadurch sinkt die thermische Belastung auf die obere Kapillareinschmelzung während des Lampenbaus. Die längs orientierte Lage der Folie reduziert zudem die optische Beeinträchtigung der Strahlengänge innerhalb eines Reflektors oder einer Leuchte im Vergleich zu einer „Querquetschung" am oberen Ende des Außenkolbens.
Durch die Lage der Stromzuführungen an den jeweiligen Enden der Lampe ist der maximal mögliche Abstand erreicht. Somit können hohe Zündspannungen deutlich größer 4 kV zur Erzielung der Heißwiederzündfähigkeit angewendet werden.
Die Quetschung oder die Anschmelzung des Pumpstengels erlaubt die Herstellung der Lampe in einem Fertigungssystem, ohne Umspannvorgänge vornehmen zu müssen. Untere Dichtungsfläche („Querquetschung"), Spülen, Evakuieren und obere Dichtungsfläche („Längsschmelzung"), die gleichzeitig den Außenkolben gasdicht verschließt, können hintereinander ausgeführt werden, ohne die Lampe aus der Aufnahme zu entfernen.
Die Lage des Brennerkörpers wird nur durch den Haltedraht an der unteren Dichtfläche sowie durch die Schweißung Elektrodenstift/Folie im Pumpstengel bestimmt. Auf einen Bügeldraht zur Halterung des Brennerkörpers kann verzichtet werden. Die Axialität des Lichtschwerpunktes ist im Vergleich zur Bügeldrahtkonstruktion höher.
Die Abmessungen dieser Lampen variieren in Abhängigkeit von der geometrischen Ausführungsvariante und der Lampenleistung. Die minimalen Lampenlängen betragen am Beispiel einer 20 W-Lampe und einer 35 W-Lampe 52 mm.
Im Fall des radialen Herausführens der Stromzuführung wird der Außenkolben zwecks Montage und Einbau mit einem Längsschnitt am Kolbenenden zur Einführung der Folie und der Stromzuführung versehen („geschlitzt").
Das außerhalb des Außenkolbens liegende Gestell kann flexibel und je nach benötigter Anwendung montiert werden. Das erleichtert die Gestaltung miniaturisierter Lampen oder Leuchten, insbesondere Reflektorlampen, mit einer Baueinheit aus Innenkolben und Außenkolben wie oben dargestellt.
Durch das Herausführen der Gestelldrähte an jeweils einem Ende des Außenkolbens wird vermieden, dass mindestens ein Gestelldraht am Brenner vorbeigeführt wird. Bei speziellen Reflektoren, die eine horizontale Einbaulage ermöglichen, wird die Lichtausstrahlung und Reflektion nicht durch diesen Gestelldraht gestört, d. h. es bilden sich keine Schatten durch den Gestelldraht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Baueinheit;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Baueinheit;
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Baueinheit.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
1 zeigt eine Baueinheit 1. Sie besteht aus einem keramischen Entladungsgefäß 2, das entlang einer Lampenachse A durch ein Gestell 3 in einem Außenkolben 4 aus Quarzglas gehaltert ist. Der Außenkolben 4 ist in etwa rohrförmig und hat an seinem ersten Ende eine Quetschung 5. Das Gestell 3 besteht aus einem kurzen Gestelldraht 13, der gekröpft ist. Der Gestelldraht endet in einer Mo-Folie 6, die in der Quetschung 5 angeordnet ist. Die Folie sitzt quer zur Längsachse A, so dass die Breite B der Quetschung sehr kurz gehalten werden kann. An der Folie 6 setzt eine äußere Stromzuführung 10 an. Die äußere Stromzuführung 10 ist achsparallel aus dem Außenkolben herausgeführt. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist sie alternativ in etwa radial, also quer zur Längsachse herausgeführt.
Am zweiten Ende des Außenkolbens 4 ist eine Engstelle 14 vorgesehen, die ursprünglich die Verbindung zu einem Pumpstengel war. Ein aus dem Entladungsgefäß 2 herausragender Niobdraht 15 als Teil der Durchführung ist direkt an eine zweite Mo-Folie 20, die axial angeordnet ist, verschweißt. Am anderen Ende der zweiten Folie 20 ist eine konventionelle äußere Stromzuführung 21 aus Molybdän angeschweißt. Nur der Bereich des ursprünglichen Pumpstengels ist als Quetschung 22 ausgeführt, und zwar vom Volumen des Außenkolbens separiert durch die Engstelle 14. An der äußeren Stromzuführung 21 ist ein Gestelldraht 22 befestigt, der entlang des Außenkolbens 4 zur ersten Quetschung 5 zurückgeführt ist und parallel zu ihr endet, und zwar in einem Kontaktstift 23. Der Außenkolben 4 sitzt in einem Reflektor 25, der mit dem Außenkolben 4 mittels eines Sockels 26 aus Isolationsmaterial verbunden ist. Auf die Gestalt des Sockels kommt es nicht an.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baueinheit 30, bei dem im Unterschied zu 1 der äußere Gestell-Draht 32 nicht parallel zum Außenkolben 4 zurückgeführt ist, sondern schräg oder auch radial zur Reflektorkontur geführt ist und in einer Öffnung der Kontur aus dem Reflektor 25 herausgeführt ist. die erste Quetschung 5 sitzt hier in einem Hals 28 des Reflektors. Der erste Kontaktstift 10 ist axial aus dem Boden 29 des Reflektors 25 herausgeführt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel 35 einer Baueinheit ähnlich wie in 1, bei dem aber das zweite Ende 36 des Außenkolbens konventionell spitz zulaufend und ohne Quetschung gestaltet ist, analog EP-A 570 068. Dabei ist an die Durchführung 15 aus Nb ein Draht 37 angeschweißt, der mittels einer Einschmelzung axial aus dem spitz zulaufenden zweiten Ende 36 des Außenkolbens herausgeführt ist. An seinem Ende ist ein Gestelldraht 22 wie in 1 befestigt, der zum ersten Ende 38 des Entladungsgefäßes zurückgeführt ist. das erste Ende hat wieder eine Quetschung 5.
Das Entladungsgefäß hat beispielsweise eine Füllung aus Metallhalogeniden wie an sich bekannt. Des weiteren sind im Entladungsgefäß zwei Elektroden angeordnet, zwischen denen der Entladungsbogen brennt. Als Innenkolben kann auch eine Glühlampe verwendet werden. Das Leuchtmittel ist dann ein Filament.
Der Außenkolben kann einen Pumpstengel, vorzugsweise in seiner Mitte besitzen, so dass im Fall einer hermetischen Abdichtung des Außenkolbens durch den Pumpstengel die gewünschte Atmosphäre in den Außenkolben eingebracht werden kann.
Die Füllung im Innenkolben ist im Falle eines Filaments als Leuchtmittel eine konventionelle Füllung, wie beispielsweise in EP-A 295 592 beschrieben.
Die Abmessungen der Lampen variieren in Abhängigkeit von geometrischen Ausführungsvariante und der Lampenleistung. Die minimale Lampenlänge bei einer Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß und einer Leistung von 20 W beträgt 52 mm. Sie wird mit einem Ausführungsbeispiel gemäß 3 erzielt.

Claims

Baueinheit für eine Elektrische Lampe, mit einem langgestreckten Innenkolben, der eine Längsachse definiert, und der an zwei Seiten verschlossen ist, wobei der Innenkolben eine Lampenachse besitzt, und wobei in dem Innenkolben ein Leuchtmittel untergebracht ist, wobei der Innenkolben von einem Außenkolben umgeben ist, wobei der Außenkolben im wesentlichen rohrförmig ist und zwei Enden besitzt, von denen mindestens eines mit einer Quetschung verschlossen ist, wobei in dieser Quetschung eine Folie eingebracht ist, von der eine äußere Stromzuführung nach außen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie quer zur Längsachse in der Quetschung angeordnet ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine äußere Stromzuführung seitlich quer zur Längsachse aus der Quetschung herausgeführt ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Außenkolbens aus Quarzglas, oder Vycor, besteht.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende des Außenkolbens mit einer Einschmelzung verschlossen ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende mit einer Engstelle versehen ist und eine zweite Quetschung hinter der Engstelle angeordnet ist und eine Folie enthält.
Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie in der zweiten Quetschung axial angeordnet ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Glühwendel ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel ein Entladungsbogen ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit aus Innenkolben und Außenkolben in einem Hüllteil untergebracht ist, insbesondere in einem Reflektor oder in einem weiteren Kolben.
Lampe oder Leuchte mit einer Baueinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.