Beschreibung

Explosionsschutz für Hochdrucklampe

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reflektor für eine Hochdrucklampe, eine transparente Schutzscheibe für einen solchen Reflektor und eine Lampenanordnung mit ei- nem solchen Reflektor und gegebenenfalls einer solchen Schutzscheibe .

Stand der Technik

Hochdrucklampen weisen ein Lampengefäß auf, das mit einem gasförmigen Medium gefüllt ist. Insbesondere im Betrieb treten innerhalb des Lampengefäßes Drücke von typisch ei- nigen Bar bis einigen hundert Bar auf. Dies betrifft unter anderem einige Halogenglühlampentypen und insbesondere Hochdruckentladungslampen. Letztere weisen beispielsweise einen Entladungskolben mit darin angeordneter Anode und Kathode auf, zwischen denen im Betrieb über Gasentla- düng ein Lichtbogen besteht. Daneben gibt es auch Hochdruckentladungslampen für den Wechselstrombetrieb, d.h. mit zwei gleichen Elektroden sowie elektrodenlose Entladungslampe, beispielsweise mit Mikrowellenanregung. Viele herkömmliche Hochdrucklampen weisen zudem um den Lampen- kolben herum einen Reflektor auf, dessen eines Ende geschlossen ausgebildet ist und an dessen anderen Ende eine Lichtaustrittsöffnung vorgesehen ist. Jedenfalls besteht das Lampengefäß vorzugsweise aus Quarzglas oder Glaskeramik und ist dazu ausgelegt, den im Kolben entstehenden Drücken von teilweise über 200 bar und mehr standzuhalten .

Dennoch kann es aufgrund der extremen Belastungen dieser Lampen, zu einer Materialermüdung kommen, was zu einem explosionsartigen Platzen des Lampengefäßes führen kann. Aufgrund des im Lampengefäß herrschenden hohen Drucks ist die bei einem Lampenplatzer freigesetzte Energie so groß, dass die unmittelbare Umgebung durch die auftreffenden Lampenfragmente in Mitleidenschaft gezogen wird.

Bei einem Lampenplatzer kann der Reflektor zwar in Rückwärtsrichtung die auftreffenden Lampenfragmente teilweise abfangen, in Richtung der Lichtaustrittsöffnung können jedoch die Lampenfragmente ungehindert austreten.

Um ein solches ungehindertes Austreten von Lampenfragmenten zu verhindern, ist im Stand der Technik die Reflektoröffnung mittels einer transparenten Schutzscheibe ab- gedeckt. Da jedoch die kinetische Energie der Lampenfragmente teilweise derart hoch ist, kann diese Schutzscheibe zu Bruch gehen, so dass die unmittelbare Umgebung nicht nur durch die Lampenfragmente, sondern auch durch die Bruchteile der Schutzscheibe gefährdet ist. Dabei kann die unmittelbare Umgebung eine Projektionseinrichtung oder andere Maschine sein, es ist jedoch auch möglich, dass Menschen direkt gefährdet werden.

Darstellung der Erfindung

Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Hochdrucklampe bereitzustellen, die einen verbesserten Schutz beim Platzen des Lampengefäßes aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Reflektor für eine Hochdrucklampe eine Schutzscheibe aufweist, die aus

einem ersten und einem zweiten Scheibenelement ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist das lampenseitig angeordnete zweite Scheibenelement dazu ausgelegt, einen Großteil der kine- tischen Energie eines auf es auftreffenden Teils über Bruch aufzufangen. Aufgrund des Bruchs des zweiten Scheibenelements kann so viel kinetische Energie umgewandelt werden, dass die Lampenfragmente von dem verbleibenden ersten Scheibenelement abgefangen werden können. Das ers- te Scheibenelement fungiert somit als eigentliche Schutzscheibe, während das zweite Scheibenelement als , Opferscheibe' vorgesehen ist. Ein Austritt von Lampenfragmenten aus dem Reflektorinneren ist somit zuverlässig verhindert .

Vorteilhafterweise können erstes und zweites Scheibenelement jeweils einzeln mit dem Reflektor verbunden sein, wobei erstes und zweites Scheibenelement direkt aufeinander oder mit Beabstandung voneinander angeordnet sein können .

Es ist jedoch auch vorteilhaft, wie ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, dass die Scheiben direkt miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels Kleben, wodurch lediglich das erste Scheibenelement mit dem Reflektor verbunden werden muss. Statt eines direkten Kontakts zwi- sehen erstem und zweitem Scheibenelement können erstes und zweites Scheibenelement auch über Abstandshalter miteinander verbunden sein, wodurch zwischen den Scheibenelementen ein Luftraum verbleibt.

Muss nur das erste Scheibenelement mit dem Reflektor ver- bunden werden, können vorteilhafterweise bereits beste-

hende Lampen mit der erfindungsgemäßen Schutzscheibe für Reflektoren ausgestattet sein, so dass auch bereits gefertigte Lampen mit einem verbesserten Explosionsschutz ausgestattet werden können.

Da neben der Schutzscheibe aufgrund der hohen kinetischen Energie auch der Reflektor selbst zerstört werden kann, kann zusätzlich der Reflektor mittels einer Schutzvorrichtung geschützt sein. Diese kann beispielsweise ein Metallgitter sein, das über den Reflektor gelegt wird oder eine zusätzliche Kappe, die fest mit dem Reflektor verklebt wird.

Besonders vorteilhaft ist, wenn ein den Entladungskolben aufnehmender Sockel Seitenwandungen aufweist, die die vom Reflektor abgegebenen Bruchteile aufnehmen. Dabei können die Seitenwandungen integral mit dem Sockel ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, die Seitenwandungen als eine mit dem Sockel verbindbare Schutzkappe auszubilden, die den Reflektor umgibt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:

Fig. 1: Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lampenanordnung;

Fig. 2: Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lampenanordnung; und

Fig. 3: ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lampenanordnung .

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell ähnliche Elemente mit gleichlautenden Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lampenanordnung. Eine solche Lampenanordnung weist einen Entladungbrenner 2 auf, der von einem Reflektor 4 umgeben ist und von einem Sockel 6 aufgenommen wird. Der Entladungsbrenner 2 selbst weist ein mit einem Entladungsgas gefülltes Entladungsgefäß bzw. -kolben 8 auf, der über zwei Quetschbereiche 10 und 12 luftdicht abgeschlossen ist. In den Quetschbereichen 10 und 12 sind die Elektroden 14 eingebettet, deren freies Ende in den Kolben 8 hineinreicht. Im Quetschungsbereich 10, 12 sind die Elektroden üblicherweise über eingeschmolzene Molybdenfo- lien mit Stromzuführungselementen 16, 18 verbunden, wobei das Stromzuführungselement 16 elektrisch den Sockel 6 kontaktiert, während das Stromzuführungselement 18 über eine Stromführung 20 elektrisch leitend mit dem Reflektor 4 verbunden ist.

über Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden 14 wird zwischen den Elektroden über Gasentladung ein Lichtbogen 22 ausgebildet, dessen Licht mittels des Reflektors 4 in Richtung einer Lichtaustrittsöffnung 24 abgegeben wird. Dazu ist vorteilhaft, wenn der Lichtbogen 22 im

Brennpunkt des Reflektors 4 angeordnet ist. Dabei kann der Reflektor vorzugsweise eine elliptische, parabolisch oder anders ausgeformte Ausbildung aufweisen. An seiner der Lichtaustrittsöffnung abgewandten Seite 26 ist der Reflektor 4 mit dem Sockel 6 verbunden.

Die Lichtaustrittsöffnung 24 ist erfindungsgemäß mit einer Schutzscheibe 28 abgeschlossen, die ein erstes Scheibenelement 30 und ein zweites Scheibenelement 32 aufweist .

Wie dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen, sind sowohl erstes Scheibenelement 30 als auch zweites Scheibenelement 32 mit dem Reflektor 4 verbunden, wobei zwischen den Scheibenelementen ein Luftraum 34 verbleibt.

Sollte der Entladungsbrenner 2 aufgrund der extremen Belastung und dadurch entstandener Materialermüdung platzen, werden Teile, also Brennerfragmente, in den Reflektorinnenraum 36 geschleudert und treffen zum Einen die Reflektorinnenwand und zum Anderen das zweite Scheiben- element 32. Aufgrund der hohen kinetischen Energie, mit der die Brennerfragmente auf Reflektor und zweites Scheibenelement auftreffen - bedingt durch einen Druck von über 200 bar im Kolben 8 - kann ein Bruch des zweites Scheibenelements erfolgen, wodurch die kinetische Energie der Brennerfragmente absorbiert wird. Am ersten Scheibenelement 30 treffen also aufgrund der Energieumwandlung nur noch Fragmente auf, die eine deutlich geringere kinetische Energie aufweisen, so dass erstes Scheibenelement 30 keinen Bruch erfährt. Dadurch verbleiben die Brenner- fragmente und Bruchstücke des zweiten Scheibenelements 32

im Brennerinnenraum 36 und können die unmittelbare Umgebung nicht gefährden.

Statt einer Schutzscheibe 28, die aus zwei beabstandet voneinander ausgebildeten ersten und zweiten Scheibenele- menten besteht, die jeweils einzeln mit dem Reflektor 4 verbunden sind, können, wie in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel von Fig. 2 gezeigt, erstes und zweites Scheibenelement in direktem Kontakt miteinander stehen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Schutzscheibe 28 über ein Aufeinanderkleben von erstem und zweitem Scheibenelement 30, 32 ausgebildet sein.

Wie Fig. 2 weiterhin zu entnehmen, ist bei einem solchen Aufbau der Schutzscheibe 28 möglich, die Schutzscheibe nur einmal bezüglich eines der beiden Elemente - hier erstes Scheibenelement 30 - mit dem Reflektor 4 zu verbinden. Eine solche Schutzscheibe hat den Vorteil, dass bereits bestehende Hochdrucklampen mit erfindungsgemäßen Schutzscheiben ausgestattet werden können.

Anders als in Fig. 2 dargestellt können aber erstes und zweites Scheibenelement auch in diesem Fall einen Luftabstand zwischeneinander aufweisen. Dazu können, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, zwischen erstem Scheibenelement 30 und zweitem Scheibenelement 32 angeordnete Abstandhalter 38 vorgesehen sein, die mit erstem bzw. zwei- ten Scheibenelement 30; 32 verbunden sind und die Scheibenelemente in einem definierten Abstand voneinander halten. Auch in diesem Fall ist eine Verbindung von lediglich einem der Scheibenelemente mit dem Reflektor möglich, so dass auch eine derart ausgebildete erfindungsge-

mäße Schutzscheibe leicht bei bereits bestehenden Lampen eingesetzt werden kann.

Da aufgrund der hohen kinetischen Energie, die bei einem explosionsartigen Platzen des Brenners entsteht nicht nur die Schutzscheibe 28, sondern auch der Reflektor 4 bruchgefährdet ist, kann der Reflektor von einem zusätzlichen Element umschlossen sein. Dies kann beispielsweise ein Metallgitter sein, das über den Reflektor gelegt wird, oder eine zusätzliche Kappe, die fest mit dem Reflektor verklebt wird. Statt der fest mit dem Reflektor 4 verbundenen Sicherungsvorrichtungen kann auch der Sockel 6 integral ausgebildete oder anbringbare Seitenwandungen 40 aufweisen, die den Reflektor vorzugsweise im Bereich des Brenners allumfänglich umgeben. Diese bilden eine fest mit dem Sockel verbundene Schutzkappe, die eventuell auftretende Reflektorfragmente leicht auffangen kann. Vorzugsweise besteht auch die so ausgebildete Schutzkappe aus der stabilen Sockelkeramik.

Da Reflektor und Schutzkappe nicht direkt miteinander verbunden sind, kann zum Einen gewährleistet werden, dass nicht ein Bruch des Reflektors zu einem Bruch der Schutzkappe führt, und zudem können Materialien verwendet werden, deren thermische Eigenschaften von denen des Reflektors unterschiedlich sein können, ohne dass mechanische Verspannungen zwischen Schutzkappe und Reflektor die Lampe beschädigen. Dadurch können deutlich stabilere Materialien als Schutzkappenmaterial verwendet werden.

Obwohl die Erfindung vorstehend am Beispiel einer Hochdruckentladungslampe erläutert wurde, ist die Erfindung nicht auf diesen Lampentyp beschränkt. Vielmehr können

die erfindungsgemäßen Vorteile auch bei anderen Hochdrucklampentypen erzielt werden, beispielsweise bei Halogenglühlampen mit hohem Fülldruck.

Offenbart wird ein Reflektor für eine Hochdrucklampe, dessen Lichtaustrittsöffnung mit einer Schutzscheibe verschließbar ist, wobei die Schutzscheibe ein erstes und ein zweites Scheibenelement aufweist, eine derartige Schutzscheibe, sowie eine Lampenanordnung mit einem solchen Reflektor und einer solchen Schutzscheibe.