FOLIE FüR LAMPEN UND ZUGEHöRIGES STROMZUFüHRUNGSSYSTEM

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Folie für Lampen, die eine Folienabdichtung verwenden. Dabei kann es sich um eine Einschmelzung oder Quetschung handeln. Die Lampen können insbesondere Halogenglühlampen oder Hochdruckent- ladungslampen sein.

Stand der Technik

Normalerweise werden Folien mit den zugehörigen Stromzuführungen, die ins Innere oder äußere eines Kolbens einer Lampe führen, nur verschweißt. Es gibt jedoch auch Bemü ^¬ hungen, Alternativen zu verwenden oder die Schweißung zu- sätzlich zu stabilisieren.

Aus der US 2 187 860 ist eine Lampe bekannt, bei der die Folie ähnlich wie der Deckel einer Fischdose aufgerollt ist. Um der Stromzuführung Zutritt zu verschaffen, ist ein Loch in der Rolle angebracht. Die Stromzuführung ist zusätzlich verwinkelt, um sie in der Rolle mechanisch zu haltern .

In EP-A 944 112 ist die Folie beschnitten und umgeschla ^¬ gen. Auch hier ist die Stromzuführung zusätzlich verwinkelt, um sie in der Rolle mechanisch zu haltern. Eine ähnliche Lösung findet sich in WO 2006/066534. Allen derartigen Lösungen gemeinsam ist, dass Teile der Folie aus der ursprünglichen Ebene gehoben werden und damit effek-

tiv eine Verdickung der Folie und einen Mehrverbrauch an Folienmaterial bewirken. Zusätzlich haben alle bisher bekannten Folienfaltverfahren den Nachteil, dass die für die Dichtigkeit von Quarzglaslampen entscheidenden Kan- tenwinkel der Molybdän-Folie zumindest in Höhe der Fal ^¬ tung beschädigt werden. Außerdem müssen die Stromzuführungen zum Teil extra gebogen werden. Beides ist zeit- und kostenaufwendig und wenig maschinenfreundlich.

Darstellung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein ver- bessertes Konzept für eine Folie bereitzustellen, das ma ^¬ schinenfreundlich ist und eine einfache Anbindung der Stromzuführungen erlaubt. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Stromzuführungssystem sowie auch eine Lampe bereitzustellen, die beide jeweils einfach und kostengünstig her- stellbar sind. Eine weitere Aufgabe ist es, dafür jeweils ein Herstellungsverfahren anzugeben.

Diese erste Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die weiteren Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 7, 10, 12 und 13 gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist die Folie mit mindestens einer Lasche ausgestattet, die aus der Ebene der Folie herausgeklappt werden kann. Die Stromzuführung kann auf den Restkörper der Folie gelegt werden und die Lasche dann zurückge ^¬ klappt werden. Ein Verrutschen der Stromzuführung in der Ebene der Folienfläche wird durch die Lasche verhindert.

Ein Verrutschen der Stromzuführung in Längsrichtung wird in einer bevorzugten Ausführungsform bei Verwendung von doppelt gewendelten Leuchtkörpern dadurch verhindert, dass die Stromzuführungen Primärgewickel ist, bevorzugt mit einem Durchmesser von ca. 50 bis 300 μm, während der Schnittspalt auf der Folie in etwa der gleichen Größenordnung liegt, also bevorzugt hier etwa 10 bis 250 μm breit ist. unter diesen Umständen kann sich ein Primärgewickel praktisch von selbst im Schnittsalt der Folie verhaken.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Lasche um die Stromzuführung mit einem Teil ihrer Fläche umgeklappt. Meist liegt der umzuklappende Teil bei 40 bis 60 % der gesamten Fläche der Lasche. Trotz des dabei entstehenden Nachtiels einer etwa verdoppelten Foliendicke durch das Umschlagen des Laschenteils, im folgenden oft auch Umklappteil genannt, überiwegen hier doch die Vorteile. Denn die Dichtigkeit und die Glasspannungen werden nicht so stark beeinträchtigt, dass dies gegenüber dem gravierenden Vorteil einer dadurch erzeilten Vermeidung einer Beschädigung der Folienkatne zu Buche schlagen würde.

überdies ist ein Mehrverbrauch an Folienmaterial nicht erforderlich, im Gegensatz zu allen anderen bekannten Techniken.

Bevorzugt wird eine Lasche, sobald die Stromzuführung eingelegt ist, die hier insbesondere auch ein einfacher Draht sein kann, beim Zuklappen, beispielsweise mit Hilfe eines mechanischen Stempels, noch zusätzlich mit einem elektrischen Strom beauhschlagt . Dies dient dazu

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sicherzustellen, dass die Lasche nicht reißt oder verletzt wird, weil die Strombehandlug so ausgelegt wird, dass die dabei entstehende Temperaturerhöhung das Material der Lasche oberhalb der Spröd-Duktil- Grenztemperatru von Wolfram, insbesondere von kubisch raumzentreirtem Wolfram-Material, hält. Durch das Warm- Andrücken der Lasche wird somit die Bruchempfindlichkeit des Primärgewickles minimiert. Insbesondere kann auch der Stromfluss soweit erhöht werden, dass eine Schweißverbindung zwischen der Stromzuführung und der Folie entsteht. Damit liegt letztlich eine besonders sichere Verbindung vor, da neben der rein mechnsichen Fixierung auch ein Schweißung geschaffen wird.

Im Prinzip wird eine ebenso geringe Aufbaudicke des Sys- tems erreicht wie bei einer Schweißung. Dies ist deswegen sehr wichtig, weil dadurch Glasspannungen im Quarzglas des Kolbens im gleichen Maße wie bei einer Schweißung vermieden werden. Dies minimiert das Risiko von Undichtigkeiten. Außerdem können auch ungewöhnliche Wendelgeo- metrien ohne Probleme montiert und gefügt werden. Des weiteren werden keine teuren Zusatzstoffe wie Ruthenium oder Platin als Schweißhilfen benötigt. Auch ein Beschädigen der Folienkante beim Schweißen ist - im Gegensatz zu bisher bekannten Folienfaltverfahren - nicht zu be- fürchten. Somit steht zum ersten Mal eine sichere Verbin ^¬ dungstechnik zur Verfügung, ohne dass Kompromisse an anderer Stelle eingegangen werden müssen. Insbesondere kann auf Zusatzstoffe, auf ein Verbiegen der Stromzuführungen, auf große Toleranzfenster zum Berücksichtigen einer schwnakenden Geometrie der Stromzuführung verzichtet

werden. Eine Beschädigung der Folienkante wird außerdem zuverlässig vermieden.

Grundsätzlich eignet sich das neue Konzept für eine rein mechanische Verbindung zwischen Stromzuführung und Folie, so dass auf eine Schweißung verzichtet werden kann. Es ist aber nicht ausgeschlossen, die Verbindung zusätzlich durch eine Schweißung zu verbessern. Dabei eignet sich vor allem das Widerstandsschweißen. Denn dabei müssen die Schweißelektroden die Stromzuführung, meist aus Wolfram, nicht berühren, so dass kein Verkleben der Stromzuführung mit der Schweißelektrode passieren kann. Zudem gibt es definierte übergangswiderstände an der Schnittkante der Lasche. Hinzu kommen definierte Stromdichten an den leicht anoxidierten geometrisch definierten Schnittkan- ten. Vorteilhaft kann sogar durch kalte Schweißelektroden mit großem Kühlungsquerschnitt auf eine Kühlung der Stromzuführung verzichtet werden.

Es ist nicht ausgeschlossen, dass ein Teil der Lasche um die Stromzuführung herumgeklappt wird. Dabei bleibt der Vorteil der nicht beschädigten Folienkante trotz der me ^¬ chanischen Faltung erhalten.

Das Konzept eignet sich insbesondere für die Verbindung der Folie zur inneren Stromzuführung, da deren Durchmesser normalerweise relativ klein sind, so dass die Stromzuführung genügend biegsam ist, um von der Lasche geklemmt zu werden. Selbstverständlich kann das Konzept aber auch allein oder zusätzlich zur Verbindung der Folie zur äußeren Stroz verwendet werden, wenn deren Durchmesser ausreichend dünn gewählt werden kann.

Das Folienmaterial selbst ist das übliche im Lampenbau verwendete wie beispielsweise Molybdän oder dotiertes o- der beschichtetes Molybdän oder auch Tantal etc. Auch die Dicke und Form der Folie kann üblich gewählt werden. Ty- pisch sind einige zig μm und eine Lanzettform der Folie.

Derartige Folien selbst sind typisch im wesentlichen rechteckig geschnitten, mit einer Längsseite, die bevorzugt parallel zur späteren Lampen Achse liegt, und einer kürzeren Querseite, die bevorzugt quer zur späteren Lampenachse liegt. Abweichungen von dieser Regel sind selbstverständlich möglich und berühren nicht das grundsätzliche Konzept der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist mindestens eine Lasche in der Folie ausgespart. Dies kann durch Stanzen erreicht werden oder auch mit Hilfe hochenergetischer Strahlung, insbesondere eines Lasers. Typische Schnittzeiten pro Folie liegen un ^¬ ter einer Sekunde. Der Schnittspakt hat eine typische Breite von 5 bis 250 μm. Die Grundform der Lasche ist meist rechteckig, sie kann jedoch beliebig andere Formen haben, wie beispielsweise dreieckig oder abgerundet. We ^¬ sentlich ist, dass die Lasche eine Basis besitzt, an der sie mit dem Restkörper der Folie verbunden ist. die Schnittlinie für die Lasche kann rund oder eckig sein. Im Falle eines Dreiecks gibt es zwei Schnittlinien, die spitz zulaufen. Im Falle der bevorzugten Ausführung als Viereck, bevorzugt Rechteck, gibt es drei Schnittlinien, von denen sich jeweils zwei schneiden.

Die Bemaßung der Lasche sollte in etwa so sein, dass die parallel oder schräg zur Querseite laufende Schnittlinie, oder deren Projektion im Falle einer schrägen Anordnung,

maximal etwa 80 % der Länge der Querseite ausmacht. Die Mindestlänge sollte bei wenigstens 10 % der Länge der Querseite liegen. Die Lasche kann entweder einfach nur durch die Schnittlinie ausgestanzt sein. Sie kann insbesondere bei größeren Durchmessern der Stromzuführung aber auch eine kleinere Fläche ausmachen, so dass eine Aussparung verbleibt, wenn die Lasche wieder zurückge ^¬ klappt ist. Das bedeutet, dass ein kleiner Teil der ent ^¬ standenen Lasche zusätzlich abgeschnitten wird, so dass die Stromzuführung leichter eingepasst werden kann. Dies kann eine kleine, eher lochförmige Aussparung oder auch ein ganzer Streifen sein. Diese Maßnahme verbessert au ^¬ ßerdem zusätzlich die Abdichtung, weil bei geeigneter Wahl der Dimension der Aussparung Glas durch die Ausspa- rung dringen kann.

Ggf. können auf einer Folie mehrere derartige Laschen o- der zusätzliche Laschenteile angebracht sein. Dadurch können entweder mehrere Stromzuführungen gleichzeitig mechanisch gehaltert werden oder es kann die Halterung ei- ner Stromzuführung durch diese weitere Lasche oder das Laschenteil verbessert werden.

Das Ausschneiden der Lasche entlang der Schnittkante erfolgt beispielsweise durch mechanisches Ausstanzen oder durch hochenergetische Mittel wie Plasma oder Laserstrahlung. Auf die konkrete Art des Ausschneidens kommt es nicht an.

Dieses System ist gut für Metallhalogenidlampen oder Halogenglühlampen geeignet, aber auch vielfältig für andere Zwecke geeignet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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

Figur 1 eine Halogenglühlampe mit neuartiger Folie; Figur 2 ein Stromzuführungssystem mit einer Folie mit

Lasche;

Figur 3 eine alternative Ausführungsform der Folie;

Figur 4 eine weitere Alternative der Folie;

Figur 5 eine Folie mit voll umgeklappter Lasche; Figur 6 eine Prinzip-Darstellung eines Schweißvorgangs.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe 1 zeigt Figur 1. Sie hat einen Kolben 2 aus Quarzglas, der mit einer Quetschung 3 abgedichtet ist. im Innern des Kolbens ist ein Leuchtkörper 4 angebracht, der über zwei innere Stromzuführungen 5 mit je einer Folie 6 in der Quetschung 3 verbunden ist. Die Stromzuführungen sind typisch aus Wolfram oder Molybdän, o.a. und haben einen Durchmesser von 15 bis 200 μm, je nach Wattage der Lampe. Der Kolben enthält eine übliche halogenhaltige Füllung. Auf die Art der Füllung kommt es hier nicht an. Statt eines Leucht ^¬ körpers kann der Kolben auch zwei Elektroden enthalten.

Die Folie ist aus Molybdän. Sie weist im Bereich der dem Innern des Kolbens zugewandten Hälfte eine rechteckig ausgeschnittene Lasche 10 auf, die die innere Stromzufüh- rung klemmend in der Quetschung haltert .

Diese besitzt zwei querlaufende Schnittkanten 11 sowie eine parallel zur Achse der Lampe laufende kurze Schnitt-

kante 12. Die Lasche besitzt ferner eine als Biegekante zu verstehende Basis 13, an der die Lasche 10 mit dem Restkörper 14 der Folie verbunden ist.

In Figur 2 ist eine Folie 6 mit zwei Laschen gezeigt. Die obere, dem Innern des Kolbens zuzuwendende Lasche ist hier dreieckig, die untere der äußeren Zuleitung zuzuwendende Lasche 9 ist hier abgerundet, und außerdem ausge ^¬ spart, als Bezugsziffer 19 dargestellt.

Figur 3 zeigt eine Folie, bei der ein zusätzliches La- schenteil 31 nach innen hin die Lasche 10 unterstützt. Es ist an der Querseite 32 der Folie angebracht und besteht nur aus einer zur späteren Lampenachse querlaufenden Schnittkante 33 und einer relativ kurzen zur späteren Lampenachse längslaufenden Schnittkante 34. Die Dimension der Lasche ist beispielhaft so gewählt, dass die querlaufende Schnittkante 40 bis 50 % der Querdimension der Folie, entsprechend der Länge der Querseite 32 der Folie, ausmacht. Die längslaufende Schnittkante ist in ihrer Dimsenioneirung völlig unkritisch. Sie ist hier beispielsweise zu 5 bis 10 % der Längsdimension, entsprechend der Länge der Längsseite 35 der Folie, gewählt.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Hochdruckent ^¬ ladungslampe 20 mit einer an sich bekannten Metallhaloge- nidfüllung. Dabei wird die neuartige Folie 21 für eine Abdichtung auf Basis einer Einschmelzung verwendet, wobei das Entladungsgefäß 21 aus Quarzglas mit zwei zylindri ^¬ schen Hälsen 22, die die Folien 21 enthalten, versehen ist. Die inneren Stromzuführungen sind hier Schäfte 25, die an Elektroden 26 enden.

Bevorzugt ist die Lasche so gestaltet, dass die Lasche im wesentlichen rechteckig gestaltet ist, mit einer kurzen Schnittkante parallel zur Basis und zwei Schnittkanten quer zur Basis. Die Laschen können statt in der Mitte auch direkt am Rand der Folie ähnlich wie das gezeigte zusätzliche Laschen ^¬ teil angebracht sein.

Die Orientierung der Lasche in der Folie und die Gestalt der Folie sind nicht wesentlich. Beispielsweise kann eine an sich rechteckige Lasche auch schräg in eine rechtekcige Folie eingebracht sein.

Die Herstellung der Lasche gelingt am einfachsten mittels hochenergetischer Strahlung wie beispielsweise einem ND:YAG-Laser oder CO2-Laser mit extrem kelienm Fokusstrahl-Durchmesser unter 0,5 mm. bevorzugt wird dieser Laser im Pulsbbetreib betrieben und der Laserstrahl wird mittels eines Mikrospiegels geführt.

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stromzuführungssystems aus Folie 30 und Stromzuführung 31. Dabei wird eine ursprünglich rechteckige Lasche 32 in der Folie zunächst über die ganze Breite ihrer Schnittkante ausgeklappt, damit die Stromzuführung 31, die hier als Primärgewickel ausgebildet ist, zwischen Restkörper 33 und Lasche 32 eingelegt werden kann. Zur besseren Arretierung der Stromzuführung 31 dienen zwei dreeickige Aussparungen 34, die einander gegenübleigend an den beiden Breitseiten der Lasche 32 angeordnet sind. Die Spitze 35 der Aussparungen 34 zeigen jeweils von der Lasche 32 weg. Anschließend wird die Lasche auf die eingelegte Stromzuführung zurückgeklappt und dann zusätzlich die freie äußere Hälfte 36 der Lasche um 180°

so umgewinkelt, dass beide Hälften der Lasche die Stromzuführung zusammen vollständig ummanteln. Auf diese Weise wird eine besonders sichere Halterung der Stromzuführung erzielt. Figur 6 zeigt ein Herstellverfahren, bei dem die rein mechanische Halterung der Stromzuführung mittels Lasche durch eine zusätzliche Anhaftung mittels Wärmebehandlung verbessert ist, beispielsweise durch Warmandrücken bzw. Widerstandsschweißen. Dabei wird die Mo-Folie 40 zwischen zwei "Schweißelektroden" 41,45 gelegt. Die Lasche 42 in der Folie klemmt die Stromzuführung 43. Die Unterelektrode 41 liegt dabei am Restkörper 44 der Folie an, die Oberelektrode 45 liegt lediglich an der Lasche 42 an. Die "Schweißelektroden" 41,45 berühren also beide nicht die Stromzuführung 43 aus Wolfram. Daher ist hier kein Verkleben möglich. Es ergeben sich zudem definierte übergangswiderstände an den Schnittkanten der Lasche 42. Außerdem ergeben sich definierte Stromdichten an den leicht anoxidieten Schnittkanten. Als weiteren Vorteil zeigt sich, dass die Stromzuführung 43 auf diese Weise nicht unerwünscht durch die kalten "Schweißelektroden" gekühlt wird, wie bei üblichen einfachen Schweißtechniken. Damit lässt sich eine deutlich größere Parameterwahl für das verbesserte Haften bis hin zu einem Schweißprozess finden, wobei das Aufschmelzen des Molybdäns zuverlässig gelingt und gleichzeitig ein Aufschmelzen des Wolframs gezielt vermieden wird.