Titel : Baueinheit für eine elektrische Lampe mit Außenkolben

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Baueinheit für eine e- lektrische 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 aus- geführt. 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 Hohl- räum 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 Baueinheit für eine elektrische Lampe bereitzustellen, deren Baulänge gegenüber konventionellen Lampen deutlich redu-

ziert 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 mit 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 . Beson- ders wichtig ist dieses Ziel bei Reflektorlampen oder Modullampen. Zur Integration von Hochdruckentladungslampen 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 wie im Prinzip in US-A 2006/226754 beschrieben einzuhalten, oder um kleinere Reflektoren zu verwenden, oder um den Lichtschwerpunkt zu variieren sowie um mehr Platz für Montage- und Fixierele- mente zur Verfügung zu haben.

Die Erfindung verwirklicht eine Reduzierung der Außenkol- benlänge derart, dass der Außenkolben aus zwei Teilen zusammengesetzt wird, wobei die Stromzuführungen im Bereich

der Fügestelle zwischen den zwei Teilen aus dem Außenkolben herausgeführt werden.

Die beiden Teile des Außenkolbens sind im wesentlichen kreiszylindrisch geformt und bestehen aus Quarzglas oder Vycor oder hochschmelzendem Hartglas. Dabei hat jeder Zylinder ein abgeschlossenes abgerundetes Ende und ein offenes Ende zur Verbindung miteinander. Die offenen Enden besitzen einen Durchmesser, der geringfügig voneinander abweicht, so dass sich beide Enden über eine gewisse Dichtstrecke überlappen. Der fertige Außenkolben wird ü- ber einen Schmelzprozess zusammensetzt indem beide Teile im Bereich der Dichtstrecke miteinander verbunden werden. Dies kann beispielsweise über eine radiale, ringförmige Formgebung erfolgen, wobei ggf. der Außenkolben mit einem hohen Innendruck beaufschlagt wird.

Zwischen den beiden offenen Enden, also in der Mitte der ringförmigen Fügestelle, werden die beiden Stromzuführungen nach außen geführt. Sie können im Fall eines Hartglas-Außenkolbens direkt einstückig nach außen geführt werden. Im falle von Quarzglas empfiehlt sich eher, dass zwischen beiden Teilen Mo-Folien eingelegt werden, die beispielsweise auf der Außenmantelfläche des innen liegenden Außenkolbenteils vorfixiert werden, oder dass die ringförmige Außenmantelfläche des innen liegenden, also etwas kleineren Außenkolbenteils partiell elektrisch leitfähig beschichtet wird, um so die Stromdurchführung zu realisieren. Die Enden der Gestell- und Stromzuführungsdrähte können ebenfalls direkt, beispielsweise über metallische Fähnchen, in den Schmelzring eingeschmolzen werden.

Die Füllung im Außenkolben kann optional Vakuum, Stickstoff (50 mbar - 800 mbar) , Argon (50 mbar - 800 mbar) oder Luft (Normaldruck, offenes System) sein. Das Befül- len des Außenkolbens kann nach Erzeugung der Fügestelle über eine später zu verschließende Kanüle in der Dichtstrecke erfolgen oder unabhängig von der Gestaltung der Dichtstrecke über einen Pumpstengel erfolgen, der konventionell an einem der beiden Teile des Außenkolbens angesetzt ist.

Durch das Zusammenfügen zweier Außenkolbenteile verlagert sich die Fügezone vom herkömmlichen Quetschbereich unterhalb des Entladungsgefäßes auf die Höhe des Entladungsgefäßes, vorzugsweise der unteren Kapillare. Dadurch wird die Gesamtlänge der Lampe um diesen Quetschbereich redu- ziert.

Die außerhalb des Außenkolbens angeordneten Stromzuführungen können jetzt bevorzugt über eine volle Breite des Außenkolbens voneinander entfernt werden. Diese Wahlmöglichkeit besteht bei konventionellen Lampen nicht, da die Stromzuführung immer innerhalb der einen Quetschung austreten. Hinzu kommt, daß die Gestelldrähte im Außenkolben, die das Entladungsgefäß haltern, sehr weit voneinander angeordnet werden können. Insgesamt ist somit eine Konstellation möglich, die einen Lampenbetrieb mit hohen Zündspannungen von deutlich mehr als 2 kV problemlos erlaubt. Damit sind die Optionen der Heißwiederzündfähig- keit und der schnellen Lichtverfügbarkeit prinzipiell umsetzbar .

Darüber hinaus kann der Innenaufbau der Lampe sehr flexibel und je nach benötigter Anwendung maßgeschneidert werden .

Hinzu kommt als weiterer Freiheitsgrad die Verlagerung der Fügestelle und der Stromdurchführung in Richtung zur Lampenmitte hin bzw. zur Mitte des Entladungsgefäßes. Damit wird das Risiko der thermischen Belastung der Einschmelzungen am Entladungsgefäß deutlich reduziert.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Schnittfläche des obe- ren oder des unteren Teils des Außenkolbens als Bezugskante sowohl für die Außenkolbenmontage als auch den Einbau in Reflektoren genutzt werden können. Die Gestelldrähte können durch geeignete Biegung an dieser Bezugskante ausgerichtet und vorfixiert werden.

Das hier vorgestellte Konzept ist selbstverständlich auch bei Halogenglühlampen nutzbar, sofern diese einen Außenkolben besitzen. Statt eines Entladungsgefäßes wird dabei ein Innenkolben benutzt.

Insgesamt ermöglicht es das neue Konzept, die Baulänge einer Lampe um eine Größenordnung von 10 mm zu verkleinern, was bei einer typischen Baulänge von vormals 60 bis 70 mm einer Größenordnung von etwa 15 % entspricht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Baueinheit;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Baueinheit;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Reflektorlampe mit Baueinheit;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines separaten inneren Teils;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines separaten inneren Teils;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Reflektorlampe mit Baueinheit .

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Baueinheit 1. Sie besteht aus einem keramischen Entladungsgefäß 2, das entlang einer Lampenachse A durch ein Gestell 3 mit zwei Drähten 3a, 3b in einem Außenkolben 4 aus Quarzglas gehaltert ist. Der Außenkolben 4 besteht aus zwei im wesentlichen kreiszylind- rischen Teilen 14 und 15. Beide besitzen ein abgerundetes Ende 16 in der Nähe der Enden 17 des Entladungsgefäßes. Jedoch ist die konkrete Form dieser Enden für die Erfindung unerheblich. Beide Teile besitzen außerdem ein ursprünglich offenes kreiszylindrisches Ende 18, das beim fertigen Außenkolben über eine gewisse Dichtstrecke S abgedichtet ist. Das eine Teil des Außenkolbens ist das äußere Teil 14 und hat entweder einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des andern, inneren Teils 15, oder diese Relation der aufeinander abgestimm- ten Durchmesser gilt zumindest über die axiale Länge S der Dichtstrecke für zwei spezielle Fügeabshcnitte der beiden Teile, so dass das innere Teil 15 in das äußere

Teil 16 über die Dichtstrecke S eingepasst werden kann und dann ggf. verscholzen werden kann. Die elektrische Verbindung nach außen erfolgt hier entweder dadurch, dass eine Stromzuführung 3b zwischen den beiden Teilen des Außenkolbens, insbesondere mittels geeigneter Aussparung, hindurchgeführt ist, links in Figur 1 gezeigt, oder mittels dünner Verbindungsstrecke, wie bei Stromzuführung 3a rechts gezeigt. Beide Möglichkeiten können bei beiden Durchführungen 3a, 3b angewendet werden.

Die Verbindungsstrecke kann jweils als Folie 5 (Figur 4) realisiert sein, die jeweils im Bereich der Dichtstrecke S zwischen den beiden Fügeabshnitten eingebracht sind.

Statt der Folie kann die Verbindungsstrecke auch eine elektrisch leitende Beschichtung 6 als Ringsegment vorteilhaft auf dem inneren Teil 15, aufgebracht sein, siehe Figur 5.

Das Gestell 3, siehe Figur 1, umfasst eine erste, meist kürzere Zuleitung 3b, die etwa U-förmig gebogen ist, und eine zweite längere Zuleitung 3a. Beide sind an die Innenwand des Außenkolbens herangeführt. Die kurze Zuleitung 3b verbindet eine erste Stromzuführung 7, die aus dem ersten Ende des Entladungsgefäßes herausragt, mit einem Außendraht 8, der auch integral sein kann mit zulei- tung 3b, außerhalb des Außenkolbens, ggf über eine Ver- bidnugnstrecke wie Folie 5. Die lange Zuleitung 3a verbindet eine zweite Stromzuführung 10, die aus dem zweiten Ende des Entladungsgefäßes herausragt, mit einem Außendraht 12 außerhalb des Außenkolbens über eine ähnliche

Folie 5. Die beiden Außendrähte 8 und 12 sind parallel entlang des Außenkolbens geführt.

Insbesondere können auch Aussparungen für die Zuleitungen und/oder Außendrähte im Bereich der Fügeabshcnitte vorgesehen werden.

Die beiden Teile 14, 15, des Außenkolbens können lediglich ineinandergesteckt sein, wobei als Atmosphäre im Außenkolben Luft verwendet wird. Sie können aber auch im Bereich der Fügeabschnitte hermetisch abgedichtet sein durch Erwärmen und Verschmelzen des Glases oder unter Verwendung eines Lotes.

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 Leuchtmittel eignet sich aber auch ein Filament.

Die beiden Teile 14,15 sind etwa in Höhe der ersten Kapillare 17 des Entladungsgefäßes miteinander verbunden. Die axiale Länge der beiden Teile ist dann in grober Nä- herung etwa gleich lang.

Vorteilhaft sind die beiden Außendrähte 8, 12 an einander gegenüberliegenden Abschnitten des Außenkolbens herausgeführt, weil dann die Wahrscheinlichkeit von überschlägen am geringsten ist. Dies ist jedoch nicht immer unbedingt notwendig.

Eines der beiden Teile, hier Teil 14, kann einen Pumpstengel 19, vorzugsweise in der Nähe des verschlossenen Endes, besitzen, so dass im Fall einer hermetischen Abdichtung im Bereich der Fügeabschnitte durch den noch

offenen Pumpstengel die gewünschte Atmosphäre in den Außenkolben nachträglich eingebracht werden kann. ähnliches leistet auch eine Kanüle im Bereich der Fügeabschnitte, die nachträglich verschlossen wird.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Außenkolben 20 zwar ebenfalls aus zwei Teilen besteht. Dabei ist wieder ein erstes zylindrisches Teil 14 so langgezogen, dass es nahezu das Innengefäß vollständig ummantelt. Das zweite Teil 22 ist lediglich ein Deckelteil, das im wesentlichen nur aus dem ringförmigen Fügeabschnitt 23 besteht, wobei an einer Kante, vorzugsweise an der Innenkante 24, ein gewölbtes Abschlussteil 25 den Durchmesser des Rings überspannt. Das Abschlussteil 25 setzt dabei an der Innenkante des Rings an. Die maximale Wölbung kann dabei noch innerhalb der Außenkante des ersten Teils 14 liegen, aber auch genau in Höhe der Außenkante oder etwas außerhalb davon enden.

Das Abschlussteil des Deckels kann auch ein ebenes Teil 25 sein. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Außenkolben 20 aus zwei stark unterschiedlichen Teilen besteht. Hier ist ein erstes zylindrisches Teil 21 so langgezogen, dass es nahezu das Innengefäß 2 vollständig ummantelt. Das zweite Teil 28 ist lediglich ein Deckelteil, das im wesentlichen nur aus dem ringförmigen Fü- geabschnitt 23 besteht, wobei an einer Kante, vorzugsweise an der Außenkante 26, ein plattenförmiges Abschlussteil 29 den Durchmesser des Rings überspannt.

Die Baueinheit kann auch auf einer Glühlampe beruhen. Die Füllung im Innenvolumen ist im Falle eines Filaments als

Leuchtmittel eine konventionelle Füllung, wie beispielsweise in EP-A 295 592 beschrieben.

Figur 6 zeigt eine vollständige Reflektorlampe 30. Sie besteht aus einer Baueinheit 31 mit Entladungsgefäß und Außenkolben wie beispielsweise in Figur 1 beschrieben. Dies Baueinheit ist in einem Reflektor als Hüllteil untergebracht, wobei der Reflektor ein konkaves Vorderteil 32 und einen Halsbereich 33 besitzt, der in einer Abschlussplatte 34 als Boden endet. In dieser Platte 34 sind zwei Kontaktstücke 35 befestigt. Die Außendrähte 8, 12 der Baueinheit sind zu diesen Kontaktstücken geführt. Das untere Ende der Baueinheit, das im Halsbereich angeordnet ist, ist mittels Kitt 36 im Hals befestigt. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsmöglich- keiten anwendbar.