Elektrische Lampe

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen für Allgemeinbeleuchtung oder auch fotooptische Zwecke.

Stand der Technik

Die US-A 5 550 422 offenbart eine Hochdruckentladungslampe, bei der der Außenkolben des Entladungsgefäßes mit dem Schraubsockel kittlos verbunden ist. Dabei wird jedoch selbstverständlich beibehalten, die runde Form des Schraubsockels durch eine runde Form des Endes des Außen- kolbens anzunähern.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, die billig und ein ^¬ fach herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk- male des Anspruchs 1.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird eine Hochdruckentladungslampe ange ^¬ geben, bei der eine neuartige Verschlusstechnik für die Sockelung verwendet wird, die eine Herstellkostensenkung

bewirkt. Der besondere Vorteil dieser Lösung ist außer ^¬ dem, dass die Pumpqualität verbessert wird.

Bisher werden derartige Lampen mit Tellereinschmelzungen, Pumpstengel und meist auch Kittung der Sockelhülse herge- stellt. Durch die neuartige Lösung ergibt sich eine Redu ^¬ zierung der Anzahl von Bauteilen und Fertigungshilfsmitteln und damit auch eine Reduzierung von Prozessen, wie z.B. Verzicht auf die Teller-Herstellung. Hinzu kommt ei ^¬ ne Verringerung der Komplexität in der Fertigung durch Ersetzen von schwer beherrschbaren Prozessen, wie z.B. Ersatz des Kittens des Sockels durch mechanische Befesti ^¬ gung, insbesondere durch einfaches Crimpen.

Im einzelnen hat die erfindungsgemäße elektrische Lampe einen rohrartigen Kolben, der an einem ersten Ende mit einem kreiszylindrischen Sockel verschlossen ist, wobei mindestens eine Stromzuführung durch das erste Ende gas ^¬ dicht hindurchgeführt ist. Dabei ist das dem Sockel zuge ^¬ wandte erste Ende mit einer Quetschung abgedichtet, wobei in der Quetschung ein Pumploch integriert ist, das bei der fertigen Lampe wieder verschlossen ist. die Quetschung hat zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten. Evtl. ist sie I-förmig bzw. Doppel-T-förmig, wie an sich bekannt .

Der Sockel ist kittlos an der Quetschung befestigt ist, insbesondere unter Zuhilfenahme einer Crimpung. Er ist dabei mechanisch gehaltert, beispielsweise durch reines Crimpen. Bevorzugt wird ein verbesserter Halt erreicht, indem ein Teil des ersten Endes an seiner Oberfläche dem dort anliegenden Sockel angepasst ist. Besonders bevor- zugt ist am ersten Ende ein entsprechend geformter zy-

lindrischer Kragen vorhanden und/oder es sind die Schmalseiten der Quetschung an die Abmessungen des Sockels an- gepasst .

Meist ist der Sockel ein Stiftsockel oder ein Schraubso- ekel. Der verbesserte mechanische Halt wirkt besonders bei einem Schraubsockel, weil das Gewinde an der Oberflä ^¬ che des ersten Endes teilweise nachgeformt werden kann, diese spiralige Schraube verbessert dann den Halt des dort eingreifenden Gewindes des Schraubsockels. Dafür eignet sich besonders ein kurzes zylindrischer Kragen. Bei einer kurzen Baulänge kann stattdessen auch jede Schmalseite mit einem Gewindeausschnitt versehen werden.

Im Regelfall werden gleichzeitig zwei Durchführungen durch die Quetschung hindurchgeführt, wobei insbesondere eine der Durchführungen eher zentral und eine Durchführung seitlich davon angeordnet sind. Im Falle von Stift ^¬ sockeln sind die Durchführungen besser beide seitlich angeordnet, während das Pumploch zentral sitzt.

Typisch ist das zweite Ende des Kolbens durch eine abge- rundete oder spitze Kuppe verschlossen. Es kann jedoch auch dort eine Durchführung etc. sitzen und nach außen geführt sein.

Typisch ist die Lampe eine Hochdruckentladungslampe mit Außenkolben. Es kann sich aber auch um ein direkt geso- ckeltes Entladungsgefäß handeln. Außerdem ist die Erfin ^¬ dung auf Glühlampen anwendbar.

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Häufig ist das Pumploch achsparallel angeordnet. Es kann aber auch schräg gesetzt sein oder sogar gebogen, beispielsweise Z-förmig, wenn die Umstände es erfordern.

Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lampe vorgestellt, wobei zunächst die Innenaufbauten eingebracht werden, danach das offene Ende des Kolbens evakuiert und mit Spülgas unter etwa Atmo ^¬ sphärendruck gefüllt wird, danach das offene Ende mit ei ^¬ ner Quetschung verschlossen wird, wobei die Innenaufbau- ten nach außen führende elektrische Zuführungen aufwei ^¬ sen, die mit eingequetscht werden und wobei beim Quetsch ^¬ vorgang kurzzeitig der Innendruck im Kolben erhöht wird, wobei die Quetschung so durchgeführt wird, insbesondere durch kurzzeitiges Einlegen einen konischen, wasserge- kühlten Hohlstifts, daß ein Pumploch in der Quetschung verbleibt, so dass der Kolben ggf. durch das Pumploch anschließend evakuiert bzw. befüllt werden kann, wobei ab ^¬ schließend das Pumploch verschlossen wird.

Dabei empfiehlt sich, dass beim Quetschen ein Teil des Endes so geformt wird, dass er der Form des Schraubso ^¬ ckels angepasst ist.

Eine einfache Technik für das Verschließen ist, daß das Pumploch von selbst zufällt, insbesondere wenn im Kolben Unterdruck herrscht oder mittels einer Quetschung ver- schlössen wird.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Verbesserung der Pumpqualität, da erfindungsgemäß das Pumploch in die Quetschung integriert ist. Dadurch kann der Pumpquerschnitt größer und die Pumplochlänge extrem kurz gewählt

werden, was beides die Effektivität verbessert. Die Pumpstengellänge ist bisher typischerweise so dimensio ^¬ niert, dass der Innendurchmesser 4-6 mm ist und die Länge des Pumpstengels etwa 100-120 mm beträgt. Damit wird ein Reinigen und Evakuieren sowie Füllen nur sehr mühselig und unvollständig erreicht. Ein Pumploch in der Quet ^¬ schung kann einen größeren Durchmesser und eine wesentlich kürzere Förderlänge haben.

Insbesondere wird jetzt das dem Sockel zugewandte Ende des Kolbens mit einer Quetschung versehen, wobei die Schmalseiten der Quetschung formschlüssig dem Sockel an- gepasst sind. Durch die Quetschung sind nicht nur im Re ^¬ gelfall die zwei Stromzuführungen hindurchgeführt, son ^¬ dern gleichzeitig ist darin eine Kapillare enthalten, die als Pumploch dient. Die Kapillare kann achsparallel sein, so dass sie kurz und effektiv ist. Für besondere Zwecke kann sie auch schräg zur Achse stehen oder gekrümmt ge ^¬ formt sein.

Damit kann ein kreiszylindrischer Sockel, in aller Regel ein Schraubsockel auf einfache Weise kittlos befestigt werden, indem beispielsweise wie an sich bekannt eine Crimptechnik verwendet wird. Im Prinzip ist eine derarti ^¬ ge Technik beispielsweise aus der DE-A 103 36 282 be ^¬ kannt. Im konkreten Fall kann für eine Crimpbefestigung eine oder beide Schmalseiten eine Kuhle aufweisen, in die eine Lasche des Blechmaterials für den Sockel eingedrückt wird. Auch ein Stiftsockel, wie bei Leuchtstofflampen üb ^¬ lich, kann auf diese einfache Weise befestigt werden.

Bevorzugt weist das Ende des Kolbens ein kurzes kreiszy- lindrisches Stück auf, das eine spiralige Riffelung wie

ein Schraubsockel besitzt. Der Sockel kann darauf aufge ^¬ schraubt werden und zusätzlich durch eine Crimpung arretiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ausschnitt der spiraligen Riffelung an die Schmalseiten der Quetschung angeformt sein, dadurch wird der Sockel mecha ^¬ nisch fixiert und durch die Crimpung schließlich arretiert .

Des weiteren wird bevorzugt eine lötlose Kontaktierung der Stromzuführungen verwendet. Dafür ist eine mittig an- geordnete Stromzuführung massiv ausgeführt und endet in einem knöpfartigen Kontakt. Dieser sitzt dann als mittiges Kontaktstück am Ende des Sockels und ersetzt das sog. Sockelplättchen (eyelet) .

Bevorzugt, aber nicht notwendig, wird in der Quetschung auf eine Folie verzichtet und statt dessen eine Hartglas ^¬ technologie mit direkter Durchführung verwendet. Dieses System ist an sich bekannt. Ein geeignetes System ist beispielsweise eine Stromzuführung, die in einer speziel ^¬ len Durchführung endet. Außerhalb der Quetschung ist die Durchführung mit einer äußeren Stromzuführung verbunden. Dies geschieht meist durch Schweißen.

Die zweite äußere Stromzuführung ist bevorzugt nach außen abgebogen, und zwar zur benachbarten Schmalseite hin. Vorteilhaft ist dort eine Rinne angebracht, in die das Ende der Stromzuführung zurückgebogen wird, dies ermöglicht einen einfachen Klemmkontakt am Sockel. Ein verbes ^¬ serter Kontakt kann durch Schweißen erzielt werden.

Der Verzicht auf eine Folie bzw. auf zwei Folien bietet genug Raum innerhalb der Quetschung für ein Pumploch, das besonders effektiv ist. Es wird nämlich zunächst der KoI-

ben, der bevorzugt der Außenkolben einer Lampe ist und der bevorzugt einseitig verschlossen ist, an seinem zu ^¬ nächst noch offenen ersten Ende über seine volle Querschnittsfläche evakuiert. Wegen der großen Querschnitts- fläche ist dies so effektiv, dass auf diese Weise erst ^¬ mals kein Getter im Außenkolben mehr unbedingt notwendig ist, so dass dadurch die Herstellung verbilligt wird und u. U. jegliche Abschattung durch den Getter entfällt. Dies ist ein Meilenstein in der Herstellung von Lampen mit Außenkolben.

Diese Technik kann selbstverständlich nicht nur bei Hochdruckentladungslampen sondern auch Halogenglühlampen etc. angewendet werden. Die Technik ist im Prinzip auch für eine direkte Sockelung eines einzigen Kolbens geeignet.

Mit obigen Vorgaben ist eine einfache Sockelung ohne So ^¬ ckelstein und ohne Kitt auf einfachste Weise möglich. Die Anzahl der Bauteile für ein Lampe lässt sich damit auf fast die Hälfte reduzieren. Dieser Durchbruch war nur möglich durch eine radikale Abkehr vom Konzept der ähnli- chen Formgebung zwischen Sockel und Ende des Kolbens, der im Sockel verankert wird.

Somit wird nicht nur auf den aufwendigen Teller verzichtet, der die Baulänge vergrößert, sondern auch auf einen extra Pumpstengel. Stattdessen wird nach dem Spülen des Kolbens durch das offene erste Ende bei der Herstellung der Quetschung am offenen ersten Ende ein Pumploch in die Quetschung integriert, das dann zum Befüllen des Kolbens mit der gewünschten Füllung ausreicht bzw. auch zum Erzeugen von Vakuum, falls dies gewünscht ist, ausreicht.

AIs Material des Kolbens kann jedes übliche Glas verwen ^¬ det werden, also insbesondere Hartglas, Weichglas, Nat ^¬ ronkalkglas mit entsprechender bekannter Durchführungs ^¬ technik, ggf. auch Vycor oder Quarzglas unter Verwendung von Folien. Auch die Wahl der Füllung in diesem Kolben unterliegt keiner besonderen Einschränkung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zei ^¬ gen :

Fig. 1 eine Hochdruckentladungslampe;

Fig. 2 die Lampe aus Figur 1 vor dem Sockeln in Seitenansicht (Figur 2a) und im Querschnitt (Figur 2b) ;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endes einer Lampe nach dem Verschließen des Pumplochs, in Sei- tenansicht (Figur 3a) und um 90° gedreht (Figur 3b) und in Perspektive (Figur 3c) ;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endes einer Lampe;

Fig. 5-6 weitere Ausführungsbeispiele eines Endes einer Lampe .

Fig. 2 die Lampe aus Figur 1 vor dem Sockeln;

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt eine gesockelte Entladungslampe 1. Sie be ^¬ steht aus einem Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, Keramik oder auch Hartglas, in das zwei Elektroden (nicht sicht ^¬ bar) eingeführt sind. Sie sind mit Stromzuführungen 3 verbunden, die aus dem Entladungsgefäß herausragen. Diese sind an Gestellteilen 4 befestigt. Das Entladungsgefäß mit dem Gestell ist in einem rohrartigen Außenkolben 5 eingebracht. Dessen sockelfernes Ende 6 ist mit einer Kuppel verschlossen, in der das Gestell fixiert ist. Das sockelnahe Ende 7, durch das die Gestellteile 4 nach au ^¬ ßen geführt sind, ist mittels einer Quetschung 10 ver ^¬ schlossen. Diese ist so geformt, dass ein üblicher Schraubsockel 11 kittlos darauf befestigt werden kann.

Figur 2 zeigt das gequetschte Ende 7 im Detail. Die Quet- schung 10 hat zwei Schmalseiten 15 und zwei Breitseiten 16 sowie eine Stirnfläche 17. Die erste Leitung 4a, die hier ein Gestellteil ist, aber auch eine Durchführung o.a. sein kann, ist zentral an der Stirnfläche 17 nach außen geführt und endet in einem Kontaktknopf 18. Die zweite Leitung 4b ist seitlich davon nach außen geführt und außerhalb der Quetschung 10 U-förmig nach außen umgebogen. Bevorzugt ist die Quetschung I-förmig, so dass die Schmalseiten 15 etwas breiter sind als die Dicke der Breitseiten 16. Das Ende 20 der zweiten Leitung 4b ist dabei in eine Rinne 19 in der Schmalseite eingepasst und damit provisorisch fixiert.

Beim Quetschen wird außerdem zwischen beiden Leitungen 4a, 4b ein Pumploch 21 freigehalten, durch das später der Kolben 5 beispielsweise evakuiert oder noch weiter ge-

zielt gefüllt werden kann. Insbesondere kann dafür der Druck des zunächst als Spülgas verwendeten Argons geeig ^¬ net angepasst werden. Als Füllgas eignet sich neben Argon auch Stickstoff oder eine Kombination aus beiden oder auch ein Argon-Neon-Gemisch o.a.

Die Schmalseiten 15 sind hier glatt wie bei üblichen Quetschungen. Das Ende 7 umfasst in diesem Ausführungs ^¬ beispiel noch einen glatten Kragen 22, an dem das Ende des Sockels 11 passgenau anliegen kann.

In Figur 2b ist ein Querschnitt durch die Quetschung 10 dargestellt, wobei das Pumploch noch offen ist. es wird später mit Glas verschlossen.

In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Quetschung 10 in ihrer Form dem Schraubsockel 11 gut halternd angepasst ist. Damit ist nicht nur der Durchmes ^¬ ser der Quetschung gemeint, sondern auch bevorzugt eine Riffelung 25 an den Schmalseiten, die dem Spiralgewinde des Schraubsockels 11 angepasst ist. Am Sockel sind La ^¬ schen 36 vorgesehne, die nach innen gedrückt werden. Je zwei Laschen 36 fixieren eine Schmalseite 15 mittels ei ^¬ nes Crimpvorgangs .

Alternativ wird gemäß Figur 3 ein Kragen 22 mit zylindrischem Querschnitt verwendet in dessen sockelseitiges Ende ein Gewinde 23 eingeformt ist. Auch eine Kombination bei- der Maßnahmen ist möglich. In einer weiteren Ausführungsform wird auf derartige Anpassungen verzichtet.

Bevorzugt sind außerdem gemäß Figur 3 an den Schmalseiten 15 der Quetschung und am Kragen 22 Aussparungen 26 in Form kleiner Kuhlen angebracht, die mit Ausstanzungen 28

am Schraubsockel 11 zusammenwirken können. Diese werden gemäß Figur 3c in die Kuhlen eingedrückt, so daß eine kittlose Arretierung des Sockels 11 am Ende der Lampe auf einfachste Weise ermöglicht wird.

In Figur 3 ist außerdem gezeigt, dass das Pumploch 21 seitlich in der Quetschung sitzt und nach dem Befüllen des Kolbens 5 seinerseits durch eine stempelartige Quet ^¬ schung 29 verschlossen wird. Siehe dazu aich den Querschnitt in höhe des Pumplochs gemäß Figur 3b. Nach der Quetschung ist außerdem noch ein Flansch 30 beibehalten, der das Anbringen des Sockels erleichtert.

Der rohrartige Kolben kann selbstverständlich auch ausgebaucht sein. Wesentlich ist nur, dass sein sockelseitiges Ende kreiszylindrisch ist. Falls erforderlich können auch mehrere Pumplöcher verwendet werden.

In Figur 5 ist ein Pumploch 32 gezeigt, das schräg in der Quetschung 10 angeordnet ist. In Figur 6 ist ein Pumploch 33 gezeigt, das gekrümmt in der Quetschung angeordnet ist .

Das Herstellverfahren läuft so ab, dass zunächst die In ^¬ nenaufbauten in den einseitig am zweiten Ende beispielsweise mit einer Kuppe verschlossene Kolben eingebracht werden, also das Gestell mit den Elektroden oder dem Leuchtkörper, bzw. das Innengefäß, das an einem Gestell befestigt ist. Dabei sind die beiden Enden der Durchfüh ^¬ rungen in Höhe der zukünftigen Quetschung mit für die Abdichtung in der Quetschung geeigneten Leitungsteilen 31 verbunden. Danach wird das offene erste Ende des Kolbens über seinen gesamten Querschnitt evakuiert und mit Spül- gas unter etwa Atmosphärendruck gefüllt. Bevorzugt wird

Argon dafür verwendet. Danach wird das offene sockelsei- tige erste Ende mit einer Quetschung verschlossen, wobei die Innenaufbauten nach außen führende Leitungsteile, evtl. auch Folien im Falle von Quarzglas als Material des Kolbens, aufweisen, die mit eingequetscht werden. Dabei wird beim Quetschvorgang kurzzeitig der Innendruck im Kolben über das Pumploch bzw. dessen Vorläufer erhöht. Dabei wird der Quetschvorgang so ausgeführt, daß ein Pumploch in der Quetschung verbleibt. Dies geschieht ins- besondere durch kurzzeitiges Einlegen eines leicht koni ^¬ schen, wassergekühlten Hohlstifts an der Stelle des künftigen Pumplochs, so dass der Hohlstift mit eingequetscht wird und anschließend leicht herausgezogen werden kann. Das Innenvolumen des Kolben kann also sowohl durch den Hohlstift als auch ggf. durch das Pumploch anschließend evakuiert bzw. befüllt werden kann. Abschließend wird das Pumploch selbst verschlossen, indem es beispielsweise entweder von selbst zufällt, wenn im Kolben Unterdruck herrscht oder indem es durch eine Zusatzquetschung 29, beispielsweise in Höhe der Mitte des Pumplochs, ver ^¬ schlossen wird.