Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Lampe mit Außenkolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen oder Halogenglühlampen.

Stand der Technik

EP-A 1 492 146 beschreibt eine Hochdruckentladungslampe mit Außenkolben, bei der ein Außenkolben auf einen Innenkolben aufgebracht ist. Insbesondere ist der Außenkolben auf einem rohrartigen Verlängerungsteil einer Abdichtung des Innenkolbens befestigt.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Lampe mit Außenkolben bereitzustellen, bei der eine gute Wärmeableitung zwischen Innenkolben und Außenkolben sichergestellt wird.

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

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Elektrische Lampen aus Quarzglas mit Innenkolben und Außenkolben, insbesondere Entladungslampen, die zweiseitig verschlossen sind, erleiden in der Regel hohe Energieverluste aufgrund einer durch den Außenkolben bedingten Er- höhung der Temperatur im Bereich der zur freien Umgebung hin offenen Seite der Folienabdichtung. Die umgebende Atmosphäre ist hier Luft. Diese Abdichtung ist in aller Regel eine Einschmelzung oder auch Quetschung.

Bisher wurde die Temperaturbelastung durch relativ lange Einschmelzbereiche oder auch durch deutlich aufwendigere Konstruktionen der Lampe, beispielsweise durch Auffallenlassen des Außenkolbens auf den zylindrischen Abdichtungsbereich, insbesondere Einschmelzung, des Innenkol- bens gelöst.

Eine gute Wärmeableitung führt zur Reduktion der Enden- Temperatur der Folien und zur Vermeidung von Oxidationen der Folie bei Lampen mit Außenkolben.

Erfindungsgemäß erhält die Abdichtung des Entladungsgefä- ßes einen zusätzlichen Wulst, häufig als Perle bezeichnet, und zwar liegt dieser Wulst im Bereich der Einschmelzung in der Nähe des äußeren Endes der Folie. Dieser Wulst dient als Verbindungspunkt für den Außenkolben und leitet die Temperatur effektiv ab.

Durch diese zusätzliche Verbindungsstelle, abgesehen von einer Verbindung am äußeren Ende der Abdichtung im Bereich einer rohrartigen Verlängerung der Abdichtung, wird Wärme aus dem Bereich der Folieneinschmelzung abgezogen. Dabei wird eine definierte zusätzliche Wärmebrücke ge- schaffen. Im Endeffekt wird dadurch die Endentemperatur der Folien deutlich abgesenkt.

Diese Wulst hat außerdem einen vorteilhaften Effekt bei der Herstellung derartiger Lampen. Wie im Prinzip in der EP 1 492 146 beschrieben lässt sich das Volumen des Au- ßenkolbens über ein Pumploch im Verlängerungsteil einer Abdichtung abpumpen und befüllen. Dieses Pumploch muss nach dem Füllprozess verschlossen werden. Bisher wurde vorgeschlagen, das Pumploch durch Auffallenlassen des En- des des Außenkolbens auf das zylindrische Verlängerungsteil der Abdichtung zu schließen. Bei diesem Vorgang werden jedoch hohe Spannungen im Glas erzeugt.

Der zusätzliche Wulst in Höhe der Einschmelzung dort wo das äußere Folienende sitzt, gestattet eine bessere Lö- sung. Das Ende des Außenkolbens wird jetzt auf diesen Wulst auffallen gelassen. Dieser Wulst hat eine kleine Verbindungsfläche mit dem Außenkolben im Vergleich zur großflächige Verbindung am Verlängerungssteil. Wegen der kleinflächigen Verbindung sind die Spannungen im Glas des Außenkolbens deutlich reduziert. Außerdem kann die Verbindung mit deutlich geringerem Energieaufwand hergestellt werden, weil die zu verbindende Fläche kleiner ist. Des weiteren entsteht aus dieser Verbindung ein größerer Winkel zwischen den verbundenen Bauteilen (Außen- kolben und Brennerschaft) , der zu einer besseren mechanischen Festigkeit führt.

Dabei wird das Pumploch selbst gar nicht mehr verschlossen, sondern durch den Wulst vom Volumen des Außenkolbens abgeschnitten .

Der Außenkolben kann außerdem kleinflächig im Bereich des Verlängerungsteils mit dem Innenkolben verbunden werden. Weiterhin ergibt sich aus dieser Konstruktion eine thermische Abgrenzung, die es optional ermöglicht den Pumplochbereich über Unterdruck und Temperatur bei einer de- finierten Abgrenzung (Äquator der Perle) flächig auffallen zu lassen.

Die Außenkolbenfüllung kann optional Vakuum, Stickstoff (50 mbar - 800 mbar) , Argon (50 mbar - 800 mbar) oder an- dere Gasgemische oder Luft (Normaldruck, offenes System) sein .

Das Herstellverfahren verwendet im Prinzip folgende Schritte :

a) Bereitstellen eines Rohres aus Quarzglas als Vorläufer des Entladungsgefäßes;

b) Beschicken des Rohres mit je einem Elektrodensystem an jedem Ende, wobei das Elektrodensystem eine Elektrode, eine Folie, eine Stromzuführung und einen Sockel um- fasst;

c) Erwärmen und Verformen des Rohres an einem ersten Ende, so dass ein zentrales Entladungsvolumen, eine Einschmelzung, die die Folie enthält, und ein rohrförmi- ges Verlängerungsteil, das die Stromzuführung und das Sockelteil enthält, gebildet wird und wobei während der Formgebung oder nachträglich ein radialer Wulst an der Einschmelzung in Höhe des äußeren Folienendes angebracht wird;

d) Abpumpen und Befüllen des Entladungsvolumens durch das zweite noch offene Ende; e) Erwärmen und Verformen des Rohres an dem zweiten Ende, so dass auch hier eine Einschmelzung , die die Folie enthält, und ein rohrförmiges Verlängerungsteil, das die Stromzuführung und das Sockelteil enthält, gebil- det wird und wobei auch hier während der Formgebung oder nachträglich ein radialer Wulst an der Einschmelzung angebracht wird; wobei im dadurch entstehenden Entladungsgefäß am zweiten Verlängerungsteil seitlich eine Öffnung als späteres Pumploch für einen Außenkol- ben bestehen bleibt;

f) Überstülpen eines als späterer Außenkolben gedachten zweiten Rohrs aus Quarzglas mit größerem Durchmesser, wobei die Länge des zweiten Rohres so bemessen ist, dass das zweite Rohr das Entladungsvolumen, den Ab- dichtungsbereich und einen gewissen Teil des Verlängerungsteils überdeckt, insbesondere einen Bereich von 10 bis 60 % der Länge des Verlängerungsteils; wobei außerdem das spätere Pumploch im Überdeckungsbereich eingeschlossen ist;

g) Aufrollen oder Aufschmelzen oder Anheften der beiden Enden des zweiten Rohrs zur Bildung eines Außenkolbens, so dass zumindest ein vakuumdichter Kontakt im Bereich des Verlängerungsteils hergestellt wird, wobei das Pumploch innerhalb der Kontaktzone liegt;

h) Abpumpen und ggf. Befüllen des zwischen Innengefäß und Außenkolben sich erstreckenden Volumens über das Pumploch und das noch offene Ende des zweiten Verlängerungsteils; i) Auffallenlassen der Enden des Außenkolbens auf die Wülste an den Einschmelzungen;

Ggf. kann zum Verschließen des Pumplochs (falls gewünscht) entweder ein erneutes Zurollen angewendet wer- den, wobei vorteilhaft der zuzurollende Bereich im ersten Zuro 11vorgang bereits auf einen deutlich geringeren Durchmesser gebracht worden ist. Das Pumploch kann auch durch einfaches Zufallen mittels Anwendung von Unterdruck geschlossen werden. Eine weitere Alternative ist das Zu- schmelzen durch einen Laserstrahl, oder auch durch Plasmaerhitzen, oder irgendein anderes etabliertes Verfahren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen :

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Metallhaloge- nidlampe;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe;

Fig. 3 ein Herstellverfahren für die Lampe gemäß Figur 1, stark schematisiert;

Fig. 4 das neuartige Ende des Herstellverfahrens;

Figur 5 eine Detailaufnahme des Bereichs um das Pumploch mit Wulst und noch offenem Pumpweg;

Figur 6 eine Detailaufnahme des Bereichs um das Pumploch mit Wulst und geschlossenem Pumpweg. Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt stark schematisiert die seitliche Ansicht einer zweiseitig verschlossenen Metallhalogenidlampe 1. Das als Tonnenkörper ausgebildete Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas schließt zwei Elektroden 3 nebst einer Metall- halogenidfüllung ein. Die Kolbenenden sind durch Quetschungen 4 oder auch Einschmelzungen abgedichtet, in die Folien 5 eingebettet sind. Diese sind mit äußeren Stromzuführungen 6 verbunden. Die äußere Stromzuführung 6 ist in einer rohrförmigen Hülse 7 geführt und endet in einer Buchse 8 eines integralen Sockelteils 9. Der Sockel ist einteilig aus Stahl gefertigt und umfasst außerdem eine Kreisscheibe 10 als Kontaktelement und Widerhaken 11 als Zentrierung und Halterung. Der bauchige Teil des Entladungsgefäßes ist von einem Außenkolben 12 umgeben, der im Bereich des Übergangs zwischen der Quetschung 4 und der Hülse 7 aufgerollt (13) ist. Der Außenkolben 12 weist eine umlaufende Delle 14 auf, so dass ein elastisches Trägerband 15 aus rostfreiem Stahl oder vernickeltem Eisen an der inneren Oberfläche des Außenkolbens eingespreizt ist ohne seitlich verrutschen zu können. Das Trägerband enthält Gettermaterialen wie Zr, Fe, V, Co. Sie dienen zum absorbieren verschiedener Stoffe wie Sauerstoff, Wasserstoff, o.a. Der Außenkolben kann mit Stickstoff, einem anderen inerten Gas oder auch Vakuum befüllt sein. Eine Herstellungsmethode wird wie folgt anhand Fig. 2 beschrieben: dabei wird zunächst das Entladungsgefäß 2 soweit aus einem zylindrischen Rohr mittels einer Formrolle und evtl. Quetschbacken, die jeweils ein in das noch offene Rohr eingebrachtes Elektrodensystem beispielsweise durch Quetschen fixieren, fertiggestellt, dass es an bei- den Enden mit einer Abdichtung (Quetschung 4 oder Einschmelzung) versehen ist. Gleichzeitig bleiben an den Abdichtungen integral angesetzte hülsenförmige Verlängerungsteile 7 stehen. Während ein erstes Verlängerungsteil 7a abgeschlossen wird, indem das zunächst noch offene Ende 16a des Verlängerungsteils auf ein eingebrachtes Sockelteil 17 auffällt, bleibt bei dem zweiten Verlängerungsteil 7b ein Pumploch 18 offen. Außerdem wird das offene Ende 16 b zunächst nicht behandelt. Der zylindrische Außenkolben 12 ist parallel dazu soweit vorbehandelt, dass eine umlaufende Delle 14 ein daneben eingespanntes Trägerband im Außenkolben 12 seitlich fixiert. Die Enden des Außenkolbens werden nun mittels vorheriger Erwärmung durch Flammen und Anwendung von Formbacken R auf das Ver- längerungsteil 16 a,b an beiden Seiten aufgerollt (Pfeil Pl, P2) und zwar so, dass die Fixierung an dem zweiten Verlängerungsteil 16b außerhalb des noch offenen Pumplochs 18 erfolgt. In Höhe des Pumplochs 18 wird der Außenkolben 12 zwar schon eingerollt , aber noch nicht so, dass er am Verlängerungsteil 16b anliegt (Pfeil P2) . Diese Anordnung wird am noch offenen Ende des zweiten Verlängerungsteils über eine Zuleitung 38 an ein Pump- und Befüllungssystem 39 angeschlossen, insbesondere indem ein Pumpgummi 40 auf das Ende des Verlängerungsteils aufge- setzt wird. Besonders vorteilhaft ist dabei das Sockelteil noch nicht eingesetzt.

Nun kann die Atmosphäre im Außenkolben abgepumpt werden. Der Pumpweg ist als Pfeil P3 angezeigt. Anschließend kann der Außenkolben 12 mit einer etwaigen inerten Atmosphäre über diesen Pumpweg beschickt werden oder Vakuum beibehalten werden. Im nächsten Schritt wird das Pumploch 18 ggf. verschlossen, indem es entweder zugerollt wird, mit- tels Laser zugeschmolzen wird, oder einfach nach Erwärmen unter Anlegen von Unterdruck von selbst zufällt. Dies ist aber nicht unbedingt nötig. Anschließend wird das Ende 16b des zweiten Verlängerungsteils „aufgeschrumpft", aber nur soweit, dass es auf der Perle 30 aufliegt. Das Get- terband 15 kann, falls bei dem verwendeten Getter notwendig, später durch den Außenkolben 12 hindurch mittels Laser aktiviert werden.

Figur 3 zeigt eine Halogenglühlampe 20, die ganz ähnlcih gestaltet ist, jedoch hat sie keine Elektroden, sondern einen Leuchtkörper 21 im Innern des Innenkolbens.

Figur 4 zeigt im Detail den Bereich der Verbindung zwischen Innenkolben 2 und Außenkolben 12. Hier sitzt die Glasperle 30, die beispielsweise als umlaufender Kragen oder Wulst durch Stauchen, Rollen oder Formblasen des Abdichtungsbereichs erzeugt werden kann, in etwa in Höhe des äußeren Endes der Folie 5 in der Einschmelzung 24. Dahinter sitzt weiter außen das Pumploch 18, das von der rohrartigen Verlängerung 7 aus eine Verbindung in den Au- ßenkolben 12 schafft. Der Außenkolben 12 ist nur an seinem äußeren Ende am Verlängerungsteil 7 des Innenkolbens angeheftet. Der Außenkolben ist noch von der Glasperle 30 beabstandet .

Figur 5 zeigt, daß anschließend der Endbereich des Außenkolbens erwärmt wird und das rohrartige schmale Ende

32 des Außenkolbens auf die Kuppe der Perle 30 gedrückt wird. Somit wird eine ringförmige kleinflächige

Verbindung geschaffen, die das Pumploch 18 vom inneren

Volumen des Außenkolbens abschneidet. Das Pumploch bleibt dabei ggf. als solches erhalten. Gleichzeitig fungiert diese ringförmige kleinflächige Verbindung als ideale Wärmebrücke zwischen Einschmelzung 24 und Außenkolben 12.

Das Entladungsgefäß 2 gemäß Figur 6 hat beispielsweise eine Füllung aus Metallhalogeniden wie an sich bekannt. Des weiteren sind im Entladungsgefäß zwei Elektroden 3 angeordnet, zwischen denen der Entladungsbogen brennt.

Aus Symmetriegründen der Wärmebelastung haben in diesem Ausführungsbeispiel beide Quetschungen 4 derartige Wülste 30 in der Nähe des Folienendes. Nur einer davon hat je- doch eine Funktion in Zusammenhang mit dem Verschließen des Pumplochs 18.

Die Ausformung der Perle kann den 0,4-fachen bis mehrfachen Außendurchmesser des Schaftes (Quetschung bzw. der Einschmelzung) betragen. Die Perle 30 ist ein rotations- symmetrischer Grundkörper (Kugel- oder Linsenform) , der im größten Durchmesserbereich eine gerundete Außenkontur aufweist. Der Übergangsbereich zum zylinderartigen Schaftbereich kann eckig oder gerundet ausgeformt sein.