DE10163584C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lampenkolben mit nicht-rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder äußerer Form - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lampenkolben mit nicht-rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder äußerer FormInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) mit nicht-rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder äußerer Form, der insbesondere geeignet ist zum Bau einer Hochdruckgasentladungslampe (HID-[high intensity discharge]-Lampe), die insbesondere quecksilberfrei und zur Anwendung in der Automobiltechnik vorgesehen ist. Zur Erzielung von verbesserten Lampeneigenschaften, insbesondere einer im Wesentlichen gleichen Lichteffizienz wie bei Lampen mit gleicher Leistung und einer quecksilberhaltigen Gasfüllung sowie einer möglichst hohen Brennspannung, wird eine Geometrie (10, 11, 12, 13) des Entladungsraumes (2) hergestellt, durch die die Temperatur der kältesten Stelle der Lampe so weit erhöht wird, dass auch ohne Quecksilber und insbesondere bei Anwendung eines Metall-Halogenids als Spannungsgradientbildner die Lichtbildner-Substanzen in ausreichendem Maße in die Gasphase übergehen können. Zur Herstellung einer solchen Geometrie (10, 11, 12, 13) des Entladungsraumes (2) aus einem hohlen (102) Kolbenhalbzeug (100) wird erfindungsgemäß ein spezielles Formwerkzeug (110, 111) und/oder eine spezielle Steuerung der Erhitzung und Abkühlung des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung des Hohlraumes (102) des Kolbenhalbzeuges (100) in einer Kolbenformmaschine eingesetzt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines
Lampenkolbens mit nicht-rotationssymmetrischer und/oder konkaver
innerer und/oder äußerer Form, der insbesondere geeignet ist zum Bau einer
Hochdruckgasentladungslampe (HID-[high intensity discharge]-Lampe), die
insbesondere quecksilberfrei und zur Anwendung in der Automobiltechnik vorgesehen
ist.
Hochdruckgasentladungslampen werden neben ihrer weiten Verbreitung in der
allgemeinen Beleuchtungstechnik in zunehmendem Maße auch in der Automobiltechnik
eingesetzt. Insbesondere für diese Anwendung wird zum Teil jedoch auch gefordert,
dass die Lampen aus Gründen des Umweltschutzes kein Quecksilber enthalten.
Der Verzicht auf Quecksilber bedingt besondere Schwierigkeiten bei der Entwicklung
solcher Lampen, damit sie die an sie gestellten Anforderungen bzgl. Lichtmenge und
Effizienz erfüllen können. In aktuellen Versuchen der Erfinder werden diese
Schwierigkeiten durch eine spezielle Geometrie des Entladungsraums überwunden,
durch die die Temperatur der kältesten Stelle der Lampe so weit erhöht wird, dass auch
ohne Quecksilber und insbesondere bei Anwendung eines Metall-Halogenids als
Spannungsgradientenbildner die Lichtbildner-Substanzen in ausreichendem Maße in die
Gasphase übergehen können.
Diese speziellen Geometrien der Entladungsräume und damit Lampenkolben solcher
Hochdruckentladungslampen unterscheiden sich jedoch wesentlich von den bisher
geläufigen Formen. Während bisherige Hochdruckentladungslampen üblicherweise
Lampenkolben verwenden, deren Entladungsräume konvex und bzgl. ihrer Längsachse
rotationssymmetrisch sind, sind die aktuell von den Erfindern untersuchten
Entladungsräume konkav und/oder nicht-rotationssymmetrisch.
So offenbart die EP 4 072 190 A2 ein Verfahren zur Herstellung eines konvexen,
rotationssymmetrischen, keramischen Entladungsgefäßes, dessen Entladungsraum einen
größeren Außendurchmesser aufweist als die Elektrodenräume, d. h. das im
wesentlichen eine ovale Form besitzt. Dazu wird zunächst ein steifer, plastisch
verformbarer Grünkörper, der hauptsächlich aus Keramik besteht und einen
wärmehärtenden Binder enthält, in ein gerades hohles zylindrisches Rohr extrudiert.
Danach wird dieses Rohr in ein vorgeheiztes Formwerkzeug eingebracht, dessen innere
Form der gewünschten äußeren Kolbenform entspricht, wobei ein Ende des Rohres
abgedichtet oder druckdicht verschlossen wird (wobei beim druckdichten Verschließen
der über den Verschluss überstehende Endbereich abgeschnitten wird). Anschließend
wird eine Flüssigkeit in das andere Ende des Rohres eingefüllt und damit das Innere des
Rohres unter Druck gesetzt, um so den mittleren Teil des Rohres bis zum Kontakt
seiner Außenseite mit dem Formwerkzeug aufzublasen. Abschließend wird der
aufgeblasene Körper durch die Hitze des vorgeheizten Formwerkzeuges getrocknet und
gehärtet.
Weiter offenbart die US 5,211,595 eine Methode zur asymmetrischen Einschmelzung
der Elektroden in einen Lampenkolben für eine Hochdruckentladungslampe. Dazu wird
als Kolbenhalbzeug ein rotationssymmetrisches zylindrisches Rohr verwendet, in das
die Elektroden in derselben Weise von der Rotationsachse versetzt eingesetzt werden.
Das an den Rohrenden angreifende, zur Einschmelzung verwendete Formwerkzeug ist
dabei derart geformt, dass als Folge der Elektrodeneinschmelzung die Enden des
Lampenkolbens ihre Rotationssymmetrie verlieren, während der zentrale Bereich des
Lampenkolbens weiterhin rotationssymmetrisch bleibt.
Es ist jedoch bisher kein Verfahren bekannt, die aktuell von den Erfindern untersuchten
Lampenkolben mit nicht-rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder
äußerer Form ähnlich kostengünstig herzustellen wie die geläufigen konvexen,
rotationssymmetrischen Formen.
Naheliegende Herstellverfahren für die aktuell von den Erfindern untersuchten
Lampenkolben, die eine konkave und/oder nicht-rotationssymmetrische innere und/oder
äußere Form aufweisen, sind die folgenden Verfahren:
Für die Herstellung rotationssymmetrischer, konkaver Lampenkolben, wie sie z. B. in Fig. 2 der vorliegenden Anmeldung dargestellt sind, lässt sich eine konventionelle Kolbenformmaschine verwenden. Die Ausbildung der konkaven inneren Form des Lampenkolbens wird dabei durch eine Verdickung der Kolbenwand bewirkt, indem man das Kolbenhalbzeug, nach Erhitzung des mittleren Bereiches des Lampenkolbens bis zu seinem Materialerweichungspunkt, zusammenstaucht.
Für die Herstellung rotationssymmetrischer, konkaver Lampenkolben, wie sie z. B. in Fig. 2 der vorliegenden Anmeldung dargestellt sind, lässt sich eine konventionelle Kolbenformmaschine verwenden. Die Ausbildung der konkaven inneren Form des Lampenkolbens wird dabei durch eine Verdickung der Kolbenwand bewirkt, indem man das Kolbenhalbzeug, nach Erhitzung des mittleren Bereiches des Lampenkolbens bis zu seinem Materialerweichungspunkt, zusammenstaucht.
Dieses Verfahren birgt jedoch die Gefahr, dass der Kolben in seinem mittleren Bereich
völlig kollabiert, d. h. die gegenüberliegenden Kolbenwände miteinander verschmelzen,
wodurch der Kolben unbrauchbar wird. Auch kann bei diesem Verfahren die genaue
Geometrie der inneren und der äußeren Form des Lampenkolbens nicht kontrolliert
werden, wodurch sich Probleme sowohl bei den anschließenden Prozessschritten als
auch bei der Produktionsstreuung der erzielten Lampenparameter ergeben.
Für die Herstellung konkaver Lampenkolben, bei denen die konkave innere Form des
Lampenkolbens durch Gestaltung der äußeren Form erreicht werden soll (wie bei
Fig. 1), kann man einen separaten Fertigungsschritt nach Herstellung eines
konventionellen Lampenkolbens vor der Einschmelzung der Elektroden vorsehen. Dazu
wird der einzudrückende Bereich des vorgeformten Lampenkolbens bis zum
Materialerweichungspunkt erhitzt und sodann mit einem entsprechend gestalteten
Stempel eingedrückt.
Neben der Tatsache, dass ein solcher zusätzlicher Fertigungsschritt erhebliche
Investitions- und Betriebskosten bedingt, hat auch dieses Verfahren wieder den Nachteil
der ungenügend genau definierten inneren und äußeren Geometrie des Lampenkolbens.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung in ihrer Innen- und/oder Außenform nicht-rotationssymmetrischer und/oder
konkaver Lampenkolben anzugeben, das ähnlich kostengünstig wie das
Herstellverfahren konventioneller Lampenkolben ist und eine ausreichend genaue
Definition der inneren und äußeren Geometrie des Lampenkolbens liefert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung
nach Anspruch 3 oder 4. Das Charakteristische der Erfindung besteht dabei darin, dass
eine konventionelle Kolbenformmaschine dahingehend modifiziert wird, dass die Form
des Formwerkzeuges entsprechend der gewünschten inneren und/oder äußeren
Kolbengeometrie ausgebildet wird. Weiter werden die Steuerung der Erhitzung und
Abkühlung des Kolbenhalbzeuges und die Druckbeaufschlagung des Inneren des
Kolbenhalbzeuges derart gestaltet, dass die innere und äußere Form des Lampenkolbens
sich in definierter Weise von der Form des Formwerkzeuges ableiten. Anspruch 4 sieht
dabei vor, dass die Kolbenformmaschine so ausgebildet wird, dass das Formwerkzeug
gewechselt werden kann. Dadurch wird es möglich, auf derselben Maschine sowohl
konventionelle Lampenkolben als auch nicht-rotationssymmetrische und/oder konkave
Formen zu fertigen.
Die Ansprüche 2 und 5 sehen insbesondere vor, dass die Steuerung der Erhitzung und
Abkühlung des Kolbenhalbzeuges und die Druckbeaufschlagung des Inneren des
Kolbenhalbzeuges derart erfolgen, dass sich der Lampenkolben in seiner äußeren Form
dicht an das Formwerkzeug anlegt, wodurch seine äußere Form sehr genau definiert
wird, was in Folge auch zu einer sehr genauen Definition seiner inneren Form führt. In
den Ansprüchen 6 und 7 wird speziell auf die Vorteile konkaver und/oder nicht
rotationssymmetrischer Formwerkzeuge abgestellt, die auch untereinander und/oder mit
der in Anspruch 5 beanspruchten Formung der äußeren Form des Lampenkolbens
kombinierbar sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung herstellbare
Kolbenformen sind insbesondere diejenigen (Anspruch 8), die aktuell von den
Erfindern untersucht werden, um hochqualitative quecksilberfreie
Hochdruckgasentladungslampen für die Anwendung in der Automobiltechnik
herzustellen. Für solche Lampen ist es aus Gründen einer besseren Lichtauskopplung
besonders günstig, keine flüssigen Salze der Lichtbildner-Substanzen im Bereich der
Bogenentladung der Lampe zu haben (Anspruch 9).
Neben der Möglichkeit, durch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der
zugehörigen Vorrichtung herstellbare Kolbenformen die Temperatur der kältesten Stelle
einer Hochdruckentladungslampe anzuheben, können nicht-rotationssymmetrische
und/oder konkave Kolben auch aus Gründen einer besseren Lichtauskopplung sinnvoll
sein. So beansprucht Anspruch 10 die Abflachung oder konkave Gestaltung der (bzgl.
der Brennlage der Lampe) seitlichen Lampenwände.
Die Erfindung stellt somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung nicht-
rotationssymmetrischer und/oder konkaver Lampenkolben und insbesondere der aktuell
von den Erfindern zur Herstellung hochqualitativer quecksilberfreier
Hochdruckgasentladungslampen untersuchten Kolbenformen zur Verfügung, dessen
Komplexität mit dem Herstellungsprozess konventioneller Lampen vergleichbar ist, das
insbesondere keinen zusätzlichen Prozessschritt erfordert und das eine ausreichend
genaue Definition der inneren und äußeren Geometrie des Lampenkolbens liefert.
Dadurch löst es die erfindungsgemäße Aufgabe.
Diese und weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden an Hand
der Ausführungsbeispiele und insbesondere an Hand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 mit den Teilen 1(a) und 1(b) eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform einer aktuell von den Erfindern untersuchten hochqualitativen
quecksilberfreien Hochdruckentladungslampe,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer aktuell von
den Erfindern untersuchten hochqualitativen quecksilberfreien
Hochdruckentladungslampe,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform mit
einer äußeren Form des Lampenkolbens, wie sie sich gemäß eines
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ergibt,
Fig. 4 und 5 zwei weitere Ausführungsformen von mit einem erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahren zu fertigenden Hochdrucklampen mit besonderen Vorteilen bzgl.
der Lichtauskopplung,
Fig. 6(a) bis 6(c) drei Prozessstufen eines erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer ersten Ausführungsform einer aktuell von
den Erfindern untersuchten hochqualitativen quecksilberfreien
Hochdruckentladungslampe. Die Lampe umfasst gemäß Fig. 1(a) ein Entladungsgefäß 1
aus Quarzglas, das einen Entladungsraum 2 umschließt. Der Entladungsraum 2 wird u. a.
von einer im Betriebszustand der Lampe unteren Bodenfläche 10 sowie einer dieser
gegenüberliegenden oberen Wand 13 begrenzt.
In den Entladungsraum 2 erstrecken sich von seinen gegenüberliegenden Seiten die freien
Enden von Elektroden 3, die aus einem Material mit möglichst hoher Schmelztemperatur
wie zum Beispiel Wolfram hergestellt sind. Die jeweils anderen Enden der Elektroden 3
sind jeweils an einem elektrisch leitenden Band oder einer Folie 4, insbesondere einem
Molybdänband befestigt, über das wiederum eine elektrische Verbindung zwischen den
Anschlüssen der Entladungslampe und den Elektroden 3 hergestellt wird.
Um einen vakuumdichten Abschluss der Eintrittsstellen 7 der Elektroden 3 in den Ent
ladungsraum 2 zu gewährleisten, setzt sich das Entladungsgefäß 1 in diesen Bereichen je
weils in Form von Quarzglas-Abschnitten (Quetschungen) 5 fort, in die die den freien
Enden der Elektroden 3 gegenüberliegenden Abschnitte sowie das elektrisch leitende Band
4 eingebettet sind.
Die Quetschungen 5 sind dabei vorzugsweise symmetrisch zu dem Entladungsgefäß 1 an
geordnet bzw. liegen auf dessen Längsachse. Dies hat den Vorteil, dass die Außenab
messungen des Außenkolbens der erfindungsgemäßen Lampe nicht verändert werden müs
sen, was insbesondere für die Anwendung dieser Lampen in Fahrzeug-Scheinwerfern von
besonderer Bedeutung ist. Außerdem ist die Herstellung einer Lampe mit symmetrischen
Quetschungen einfacher und somit kostengünstiger.
Im Betriebszustand der Lampe wird zwischen den Spitzen der Elektroden 3 eine Bogen
entladung 6 (Lichtbogen) angeregt.
Fig. 1(b) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1(a). In dieser Darstel
lung ist wiederum das Entladungsgefäß 1 sowie der Entladungsraum 2 mit den Elektroden
3, der Bodenfläche 10 sowie der oberen Wand 13 zu erkennen. Weiterhin geht aus dieser
Darstellung hervor, dass das Entladungsgefäß 1 in dem der Bodenfläche 10 gegenüber
liegenden Bereich eine äußere Abflachung 14 aufweist, die im wesentlichen dazu beiträgt,
die spezifische Wärmekapazität dieses Bereiches des Entladungsgefäßes zu begrenzen, damit
möglichst wenig Wärme aus der Bodenfläche 10 abgeführt wird.
Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer aktuell von
den Erfindern untersuchten hochqualitativen quecksilberfreien
Hochdruckentladungslampe. Dabei sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Entladungslampe ist hierbei
das Entladungsgefäß 1 rotationssymmetrisch um seine Längsachse ausgebildet. Dies
bedeutet, dass hier die obere Innenwand 13 spiegelsymmetrisch zur unteren Innenwand,
d. i. zur Bodenfläche 10, ist und daher die gleiche Form wie diese aufweist. Eine damit
verbundene stärkere Erwärmung des in der Betriebsstellung oberen Bereiches des
Entladungsgefäßes 1 kann insbesondere dann in Kauf genommen werden, wenn die
Lampe z. B. für eine relativ geringe Leistung vorgesehen ist oder in dem oberen Bereich
gekühlt wird.
Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform weist die Bodenfläche 10 hier einen
ersten, erhöhten Bereich 11 auf, der in Richtung auf die Eintrittsstellen 7 der Elektroden
3 in jeweils einen zweiten Bereich 12 übergeht. Dieser zweite Bereich 12 dient als
Sammelbecken für die Teile der Lichtbildner-Substanzen, die im Betrieb der
Hochdruckentladungslampe nicht in der Gasphase sind, sondern als Salzschmelze
vorliegen. Da je nach Befüllung der Lampe mit Lichtbildner-Substanzen durchaus
größere Mengen davon im Lampenbetrieb als Schmelze vorliegen können, z. B. 80%
der Füllmenge, ist ein solches Sammelbecken 12 aus mehreren Gründen vorteilhaft.
Zum einen wird dadurch zumindest teilweise verhindert, dass wandernde Lichtbildner-
Substanzen in den Bereich der Eintrittsstellen 7 der Elektroden eindringen. Zum
anderen sorgt ein solches Sammelbecken 12 dafür, dass die Salzschmelzen weitgehend
vom ersten Bereich 11 verschwinden, wo sie die Lichtauskopplung aus der Lampe
durch Reflexion und Absorption erschweren würden.
Der in Fig. 2 gezeigte Lampenkolben ließe sich mit dem eingangs erläuterten Verfahren
einer Verdickung der Kolbenwand durch Stauchen in Längsrichtung des im mittleren
Bereich erhitzten Lampenkolbens herstellen. Dabei würde er jedoch alle eingangs
beschriebenen Nachteile dieses Herstellungsverfahrens aufweisen.
Demgegenüber zeigt Fig. 3 eine schematische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsform mit einer äußeren Form des Lampenkolbens, wie sie sich gemäß eines
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ergibt. Dazu wird das Kolbenhalbzeug nach
dem Erhitzen nicht in Längsrichtung gestaucht, sondern unter Druck durch ein
rotationssymmetrisches, aber konkaves Formwerkzeug dicht umschlossen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer horizontal brennenden Lampe in
Seitenansicht. Die obere Kolbenwand 13, 15 ist konventionell ausgeformt, während die
untere Kolbenwand konkav mit dem ersten erhöhten Bereich 11 im Lampeninneren und
dem zweiten abgesenkten Bereich 12 im Lampeninneren ausgebildet wurde. Dabei liegt
hier der zweite Bereich 12 deutlich hinter den Elektroden 3. Dies hat in Verbindung mit
der Tatsache, dass während des Lampenbetriebs auf dem ersten Bereich 11 die
Lichtbildner-Substanzen weitgehend verdampfen, während sich ihre überschüssigen
Schmelzen im zweiten Bereich 12 sammeln, den Vorteil einer verbesserten
Lichtauskopplung aus der Lampe: Das Licht der Bogenentladung 6 kann weitgehend
ungehindert von den Schmelzen im zweiten Bereich 12 das Entladungsgefäß 1 durch
den ersten Bereich 11 (und durch die Seitenbereiche und den oberen Bereich 13)
verlassen.
Fig. 5 zeigt eine nächste Ausführungsform einer horizontal brennenden Lampe in
Draufsicht. Das Besondere an dieser Ausführungsform besteht darin, dass die
Seitenflächen 21, 22, 24 des Lampenkolbens konkav ausgebildet sind und insbesondere
die der Bogenentladung 6 benachbarten Seitenflächen 21, 24 flach ausgebildet sind.
Diese flache Ausbildung setzt sich auch über einen gewissen Bereich des
Lampenkolbens in der Vertikalen fort, so dass plane Flächen 21, 24 zur
Lichtauskopplung aus dem Entladungsgefäß 1 zur Verfügung stehen. Dadurch lässt sich
eine effizientere Lichtauskopplung erreichen.
Die Fig. 6(a) bis 6(c) zeigen drei Prozessstufen eines erfindungsgemäßen
Herstellungsprozesses.
Fig. 6(a) zeigt das Kolbenhalbzeug 100, z. B. ein Quarzglasröhrchen, mit der
Kolbenwand 101 und dem Hohlraum 102. Das Kolbenhalbzeug 100 ist
rotationssymmetrisch um die Längsachse 103. Im ersten Prozessschritt wird das
Kolbenhalbzeug 100 in seinem mittleren Bereich 104 unter Drehung bis zum
Materialerweichungspunkt erhitzt. Danach wird es entlang der Längsachse 103
gestaucht, was in Fig. 6(b) durch die Kraftpfeile F angedeutet
ist. Dadurch ergibt sich eine Verdickung der Wand des Kolbenhalbzeuges 100 in seinem
mittleren Bereich 104. Optional könnte die Stauchung entlang der Längsachse 103 auch
unter Druckbeaufschlagung des Hohlraumes 102 mit einem Gas erfolgen, womit sich eine
Wölbung der inneren Kontur der Kolbenwand nach innen vermindern oder auch ganz
vermeiden ließe. Dies ist aber in diesem Prozessschritt noch nicht notwendig.
Anschließend umschließen in Fig. 6(c) die beiden Backen 110 und 111 des erfindungsge
mäßen Formwerkzeuges unter dem Druck der jetzt quer zur Längsachse 103 wirkenden
Kraftpfeile F das Kolbenhalbzeug 100. Dabei wird der Hohlraum 102 mit einem Gas
druckbeaufschlagt, so dass sich die Außenflächen 15 und 14 des Kolbenhalbzeuges 100,
den man ab diesem Schritt besser als Lampenkolben 100 bezeichnet, dicht an die Formen
120 bzw. 121 der beiden Backen 110 und 111 des Formwerkzeuges anlegen.
Durch eine geeignete Steuerung des Erhitzungsprozesses, d. h. der damit erreichten Tem
peraturverteilung in der Kolbenwand 101, des Stauchens entlang der Längsachse 103 in
Fig. 6(b), des Umschließens mit dem Formwerkzeug in Fig. 6(c) und der Druckbeauf
schlagung im Hohlraum 102 sowie durch eine geeignete Wahl der Formen 120 und 121
des Formwerkzeuges lässt sich damit auch die gewünschte innere Form 11 und 12 der un
teren Bodenfläche 10 des Lampenkolbens sowie die ihr gegenüberliegende obere Form 13
einstellen. Zusätzlich zu diesen Steuerungsmechanismen kann optional auch bei Fig. 6(c)
nochmals eine Kraft F entlang der Längsachse zum weiteren Stauchen und Formen des
Lampenkolbens 100 eingesetzt werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) mit nicht-
rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder äußerer Form,
insbesondere zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) für eine HID-Lampe, bei dem
ein hohles Kolbenhalbzeug (100) bis zu seinem Materialerweichungspunkt erhitzt und anschließend entlang seiner Längsachse (103) gestaucht wird,
ein Formwerkzeug (110, 111) das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) hermetisch umschließt,
das hohle Innere (102) des Kolbenhalbzeuges (100) durch ein Gas druckbeaufschlagt wird,
und die Form (120, 121) des Formwerkzeuges (110, 111) derart gestaltet und die Erhitzung und Abkühlung und das Stauchen des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung mittels des Gases derart gesteuert wird, dass eine nicht- rotationssymmetrische und/oder konkave innere und/oder äußere Form (10 bis 15) des Lampenkolbens (100) erzielt wird.
ein hohles Kolbenhalbzeug (100) bis zu seinem Materialerweichungspunkt erhitzt und anschließend entlang seiner Längsachse (103) gestaucht wird,
ein Formwerkzeug (110, 111) das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) hermetisch umschließt,
das hohle Innere (102) des Kolbenhalbzeuges (100) durch ein Gas druckbeaufschlagt wird,
und die Form (120, 121) des Formwerkzeuges (110, 111) derart gestaltet und die Erhitzung und Abkühlung und das Stauchen des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung mittels des Gases derart gesteuert wird, dass eine nicht- rotationssymmetrische und/oder konkave innere und/oder äußere Form (10 bis 15) des Lampenkolbens (100) erzielt wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Form (14, 15) des Lampenkolbens (100) durch die Form (120, 121) des
Formwerkzeuges (110, 111) gegeben ist.
3. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) mit nicht-
rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder äußerer Form mit
einer Heizvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein hohles (102) Kolbenhalbzeug (100) bis zu seinem Materialerweichungspunkt zu erhitzen,
einer Stauchvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) entlang seiner Längsachse (103) zu stauchen,
einem Formwerkzeug (110, 111), das dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) hermetisch zu umschließen,
und einer Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung des hohlen Inneren (102) des Kolbenhalbzeuges (100) mittels eines Gases,
wobei die Form (120, 121) des Formwerkzeuges (110, 111) dazu geeignet ist, dass durch eine geeignete Steuerung der Erhitzung und Abkühlung und des Stauchens des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung mittels des Gases eine nicht-rotationssymmetrische und/oder konkave innere und/oder äußere Form (10 bis 15) des Lampenkolbens (100) erzielbar ist.
einer Heizvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein hohles (102) Kolbenhalbzeug (100) bis zu seinem Materialerweichungspunkt zu erhitzen,
einer Stauchvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) entlang seiner Längsachse (103) zu stauchen,
einem Formwerkzeug (110, 111), das dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) hermetisch zu umschließen,
und einer Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung des hohlen Inneren (102) des Kolbenhalbzeuges (100) mittels eines Gases,
wobei die Form (120, 121) des Formwerkzeuges (110, 111) dazu geeignet ist, dass durch eine geeignete Steuerung der Erhitzung und Abkühlung und des Stauchens des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung mittels des Gases eine nicht-rotationssymmetrische und/oder konkave innere und/oder äußere Form (10 bis 15) des Lampenkolbens (100) erzielbar ist.
4. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) mit nicht-
rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder äußerer Form mit
einer Heizvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein hohles (102) Kolbenhalbzeug (100) bis zu seinem Materialerweichungspunkt zu erhitzen,
einer Stauchvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) entlang seiner Längsachse (103) zu stauchen,
einer Aufnahme zur Anbringung eines Formwerkzeuges (110, 111), das dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) hermetisch zu umschließen
und einer Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung des hohlen Inneren (102) des Kolbenhalbzeuges (100) mittels eines Gases,
wobei an die Aufnahme mindestens ein Formwerkzeug (110, 111) angebracht werden kann, dessen Form (120, 121) dazu geeignet ist, dass durch eine geeignete Steuerung der Erhitzung und Abkühlung und des Stauchens des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung mittels des Gases eine nicht- rotationssymmetrische und/oder konkave innere und/oder äußere Form (10 bis 15) des Lampenkolbens (100) erzielbar ist.
einer Heizvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein hohles (102) Kolbenhalbzeug (100) bis zu seinem Materialerweichungspunkt zu erhitzen,
einer Stauchvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) entlang seiner Längsachse (103) zu stauchen,
einer Aufnahme zur Anbringung eines Formwerkzeuges (110, 111), das dazu vorgesehen ist, das hohle (102) Kolbenhalbzeug (100) hermetisch zu umschließen
und einer Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung des hohlen Inneren (102) des Kolbenhalbzeuges (100) mittels eines Gases,
wobei an die Aufnahme mindestens ein Formwerkzeug (110, 111) angebracht werden kann, dessen Form (120, 121) dazu geeignet ist, dass durch eine geeignete Steuerung der Erhitzung und Abkühlung und des Stauchens des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung mittels des Gases eine nicht- rotationssymmetrische und/oder konkave innere und/oder äußere Form (10 bis 15) des Lampenkolbens (100) erzielbar ist.
5. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine geeignete Steuerung der Erhitzung und Abkühlung und des
Stauchens des Kolbenhalbzeuges (100) und der Druckbeaufschlagung mittels des Gases
vorsieht, so dass die äußere Form (14, 15) des Lampenkolbens (100) durch die Form (120,
121) des Formwerkzeuges (110, 111) gegeben ist.
6. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Formwerkzeug (110, 111) eine konkave Innenform (120, 121) besitzt.
7. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Formwerkzeug (110, 111) eine um seine Längsachse (103) nicht-
rotationssymmetrische Innenform (120, 121) besitzt.
8. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Form (10, 11, 12, 13) des Lampenkolbens (100) derart gestaltet ist, dass
der Lampenkolben (100) sich zum Bau einer Hochdruckgasentladungslampe mit
einem Entladungsgefäß (1) eignet, das einen Entladungsraum (2) mit einer Lichtbildner-Substanz
und einer in der Betriebsstellung der Lampe unteren Bodenfläche (10) umschließt, die
einen ersten erhöhten Bereich (11) sowie mindestens einen zweiten Bereich (12) aufweist,
wobei der Abstand des ersten Bereiches (11) von einer im Betrieb der Lampe ausgebil deten Bogenentladung (6) so bemessen ist, dass die auf dem ersten Bereich (11) ange sammelte Lichtbildner-Substanz nach dem Einschalten der Lampe durch Erwärmung zumindest weitgehend in den gasförmigen Zustand übergeht,
und der zweite Bereich (12) in der Weise gestaltet ist, dass er als Sammelbereich für die durch die beim Einschalten der Lampe bewirkte Erwärmung wandernde Licht bildner-Substanz wirkt.
wobei der Abstand des ersten Bereiches (11) von einer im Betrieb der Lampe ausgebil deten Bogenentladung (6) so bemessen ist, dass die auf dem ersten Bereich (11) ange sammelte Lichtbildner-Substanz nach dem Einschalten der Lampe durch Erwärmung zumindest weitgehend in den gasförmigen Zustand übergeht,
und der zweite Bereich (12) in der Weise gestaltet ist, dass er als Sammelbereich für die durch die beim Einschalten der Lampe bewirkte Erwärmung wandernde Licht bildner-Substanz wirkt.
9. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich (11) sich bis mindestens zur Spitze einer Elektrode (4) erstreckt.
10. Vorrichtung zur Herstellung eines Lampenkolbens (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine seitliche Lampenkolbenwand (21, 24, 22) abgeflacht oder konkav gestaltet
wird.
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