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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine einseitig gesockelte Lampe gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere
um Hochdruckentladungslampen, bevorzugt Metallhalogenidlampen, aber
auch beispielsweise um Halogenglühlampen. Häufig
wird dabei ein längsgestrecktes, insbesondere keramisches,
Entladungsgefäß als Lampenkolben benutzt.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE-C1 43 17 252 ist
bereits eine einseitig gesockelte Lampe bekannt, die aus drei Kolben aufgebaut
ist. Sie besitzt einen keramischen Adapter, der an einem Schraubsockel
montiert ist. Zwischen dem Hüllkolben und Außenkolben
herrscht Atmosphärendruck.
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Die
EP 1 109 199 beschreibt
eine einseitig gesockelte Hochdrucklampe, bei der der Außenkolben
von einem Reflektor umgeben ist. Der Sockel ist mittels einer Crimpung
direkt am Reflektorhals befestigt. Nachteilig daran ist, dass die
Bemaßung des Halses des Reflektors auf die Standardmaße
des Sockels abgestimmt sein muss.
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Aus
der
WO2005015605 ist
eine modular aufgebaute einseitig gesockelte Lampe bekannt.
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Darstellung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einseitig gesockelte
Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen,
die einfach zu montieren und gut automatisierbar herzustellen ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich
in den abhängigen Ansprüchen.
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Es
hat sich herausgestellt, dass modular gefertigte Lampen, insbesondere
Hochdruckentladungslampen, vorteilhaft solche, die ein keramisches Entladungsgefäß aufweisen,
ein Dämpfungselement benötigen. Es wird zwischen
Außenkolben und Sockelkeramik eingesetzt, damit bei den
spezifischen Herstellprozessen kein Glasbruch auftreten kann. Insbesondere
kann beim Fügen zwischen einer Einbaulampe oder Basislampe,
die oft einen Clip zur Halterung besitzt, in den Schacht einer Sockelkeramik
zu einer Beschädigung des unteren Quetschungsbereichs der
Quetschung der Basislampe kommen, wenn dieses auf das Plateau der
Sockelkeramik aufsetzt. Bisher wurde als Dämpfungselement gemäß
WO2005015605 ein handelsüblicher
O-Ring verwendet.
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Die
einseitig gesockelte Lampe besitzt einen vakuumdicht abgeschlossenen
Lampenkolben, insbesondere ein längsgestrecktes Entladungsgefäß, das
u. U. noch in einem Außenkolben untergebracht ist, wobei
der Lampenkolben, also das Entladungsgefäß oder
auch die Baueinheit Entladungsgefäß mit Außenkolben,
noch von einem Hüllteil umgeben ist. Bevorzugt handelt
es sich um ein keramisches Entladungsgefäß, insbesondere
für eine Metallhalogenidlampe, beispielsweise für
Allgemeinbeleuchtungszwecke. Dabei trägt ein Sockel mit
elektrischen Anschlüssen einerseits den Lampenkolben und
andererseits das Hüllteil. Die elektrischen Anschlüsse
sind normalerweise mit Stromzuführungen verbunden, die einen
elektrischen Kontakt zu einem Leuchtmittel im Innern des Lampenkolben
herstellen, beispielsweise ist das Leuchtmittel durch Elektroden
oder einem Leuchtkörper einer Glühlampe realisiert.
Ohne Beschränkung der Erfindung können auch Außenelektroden
verwendet werden, oder eine elektrodenlose Konfiguration. Statt
eines keramischen Entladungsgefäßes kann auch
ein Entladungsgefäß aus Quarzglas oder Hartglas
verwendet werden. Ein Außenkolben ist nicht unbedingt erforderlich.
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Häufig
wird die Kombination folgender Merkmale eingesetzt, so dass eine
umständliche Gestellmontage und heiße Prozesse
wie Einschmelzen, Ausheizen des Sockelkitts entfallen:
- a) der Sockel weist einen aus isolierendem Material gefertigten
Sockelstein auf, der eine zentrale Öffnung besitzt, in
der der Lampenkolben kittlos aufgenommen ist;
- b) der Sockelstein besitzt ein radial vorspringendes Segment,
das insbesondere kreisförmig ist, mit einem bezogen auf
den Sockel zugehörigen oberen und unteren Plateau;
- c) das Hüllteil besitzt sockelseitig eine, insbesondere
kreisförmige, Öffnung mit einem radial vorspringenden
Rand oder Randabschnitt, der bezogen auf den Sockel eine untere
und obere Kontaktfläche aufweist, wobei die untere Kontaktfläche
des Rands oder Randabschnitts mit dem oberen Plateau des radial
vorspringenden Segments am Sockelstein zusammenpasst;
- d) das Hüllteil ist am Sockel durch einen kittfreien mechanischen
Haltemechanismus befestigt.
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Insbesondere
ist das Hüllteil in einer ersten Ausführungsform
dadurch befestigt, dass ein Klammerteil die Distanz zwischen dem
unteren Plateau des Sockelsteins und mindestens der oberen Kontaktfläche
des Randes halternd überbrückt.
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Ohne
Einschränkung der Erfindung kann in einer zweiten Ausführungsform
das Hüllteil und das Klammerteil eine Einheit bilden, wobei
die Halterung des Hüllteils im oberen Teil des Sockelsteins
realisiert wird, beispielsweise durch eine Crimpung.
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Der
Sockel weist neben dem Sockelstein ein übliches, der Fassung
zugewandtes Teil auf, beispielsweise einen Schraubsockelansatz oder
Bajonettsockelansatz.
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Bevorzugt
ist der Lampenkolben, also beispielsweise der Außenkolben
bzw. das Entladungsgefäß im Falle des Fehlens
eines Außenkolbens, in der zentralen Öffnung mittels
eines Federclips gehaltert. Diese Technik ist im Prinzip an sich
bekannt, siehe beispielsweise
DE
198 56 871 .
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Insbesondere
ist der Rand des Hüllteils und das Segment des Sockelsteins
mit einem zusammen wirkenden Verdrehschutzmechanismus ausgestattet ist.
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Eine
einfache, zuverlässige und kostengünstige Lösung
für die Halterung des Hüllteils besteht darin,
dass das Klammerteil aus über den Umfang verteilten Klammern
oder einem umlaufenden Klammerband besteht. Insbesondere ist das
Klammerband ein verformbarer Ring, der insbesondere aus Metall oder
Kunststoff gefertigt ist, so dass eine sehr einfache Halterung dadurch
möglich wird, dass das Klammerband zunächst am
unteren Rand bereits abgewinkelt ist, und es auf Anschlag über
den Sockelstein bis zum vorspringenden Segment hochgezogen wird. Sobald
das Hüllteil aufgesetzt ist, kann der Ring, bevorzugt aus
Aluminium, mechanisch am Segment angeformt werden, und so den Rand
des Hüllteils fixieren.
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Stand
der Technik ist es, daß zwischen Klammerteil und oberer
Kontaktfläche des Rands des Hüllteils ein Dämpfungsmittel
eingebracht ist. Es handelt sich insbesondere um eine Art O-Ring,
beispielsweise aus einem Elastomer. Damit wird das Material des
Hüllteils, vorteilhaft Glas oder Aluminium, während
des Anformprozesses vor Beschädigung geschützt.
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Erfindungsgemäß wird
jetzt ein neuartiges Dämpfungselement verwendet. Das Dämpfungselement
ist einteilig aus temperaturfestem, vorzugsweise elastischem, Kunststoff
gefertigt. Durch die möglichst einteilig, bevorzugt flach
ausgeführte Form des Dämpfungselementes, werden
zwei Hauptfunktionen gleichzeitig realisiert. Zum einen wird eine
Dämpfung beim Verbinden von Außenkolben und Sockelkeramik
realisiert, wie bekannt. Gleichzeitig wird eine Dämpfung
beim Fügen einer Basislampe in eine Sockelkeramik sichergestellt.
Zu diesem Zweck ist das Dämpfungselement als Ring ausgeführt,
bei dem sich innerhalb des Rings mindestens ein Stegansatz an zwei
einander gegenüberliegenden Punkten erstreckt. Bevorzugt
ist der Stegansatz als durchgängiger Steg ausgeführt,
der sich zwischen den beiden Stegansätzen erstreckt. Er
kann jedoch auch in der Mitte unterbrochen sein, so dass zwei getrennte
Stegansätze vorliegen. Der Steg oder die Stegansätze können
Führungslöcher, insbesondere für die
Stromzuführungen der Basislampe o. ä, aufweisen.
Der Ring kann bevorzugt eine oder mehrere Aussparungen, wie eine
Rastnut, aufweisen um eine gewünschte Orientierung des
Dämpfungselements mit richtiger Ausrichtung der Stegansätze
sicherzustellen. Zu diesem Zweck hat die Lampe dann ein entsprechendes Gegenstück,
beispielsweise im Bereich der Sockelkeramik. Der Ring kann auch
aus zwei Teilen, bevorzugt symmetrischen Hälften bestehen,
die nicht miteinander verbunden sein müssen und die auch
keinen vollständigen Ring ergeben müssen.
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Der
Herstellprozess wird dabei folgendermaßen ausgeführt:
Das
Dämpfungselement (1) wird auf das Plateau der Sockelkeramik
(2) gelegt. Mit Hilfe eines speziellen Montageprozesses
werden zwei bruchempfindliche Materialien, nämlich der
Glasaußenkolben (3) und die Sockelkeramik (2)
mittels eines Aluminiumringes (4) mechanisch verbunden.
Die Sockelkeramik ist bevorzugt aus Steatit hergestellt. Zwischen
den beiden Materialien befindet sich zur Bruchvermeidung das bevorzugt
einteilige Dämpfungselement (1). Durch den früher
eingesetzten O-Ring wird zwar ebenfalls eine Dämpfung erreicht
und Bruch vermieden. Jedoch ist dieser, aufgrund seiner Form, nicht unbedingt
lagestabil. D. h. er könnte, entweder bereits bei der Montage
oder beim Einschrauben der fertigen Lampe in die Fassung, verrutschen.
Kolbenschiefstand oder ein loser Kolben wären die Folge. Dies
kann bei einem einteiligen, flach ausgeführten Dämpfungselement
(1) nicht mehr auftreten.
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Bevorzugt
ist der Stegansatz so weit nach innen gezogen, dass er gleichzeitig
auch eine Dämpfung beim Fügen einer Basislampe
in eine Sockelkeramik sicherstellt. In diesem Fall gilt folgendes:
Das
Dämpfungselement (1) wird auf das Plateau der Sockelkeramik
(2) gelegt. Eine mit einem Clip (6) versehene
Basislampe (7) wird mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung
in den Schacht (8) der Sockelkeramik (2) gefügt.
Die Vorrichtung arbeitet mit einem festen Anschlag. Die Gesamtlänge
der Basislampe schwankt durch die vorhandene Toleranz, die z. gr. Teil
durch die nach unten frei auslaufende Quetschungsunterkante (9)
bestimmt wird. Der feste Anschlag der Fügevorrichtung wird
einmal mit Hilfe vorhandener Basislampen eingestellt. Die Unterkante der
Basislampenquetschung muss so dicht wie möglich an das
Plateau (2) der Sockelkeramik gefügt werden, darf
aber nicht in Kontakt mit der Sockelkeramik kommen, da dies ein
hohes Risiko von Sprüngen und Abplatzungen birgt. Bei längeren
Basislampen würde die Quetschungsunterkante (9)
auf das Plateau der Sockelkeramik gedrückt werden. Die
Vorrichtung besitzt für diesen Fall zwar ein Federelement.
Die für den Fügeprozess erforderliche Kraft kann
aber dennoch die Quetschung beschädigen.
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Ein,
auf das Plateau der Sockelkeramik (2) aufgelegtes, Dämpfungselement
(1) verhindert dies weitestgehend.
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Als
Materialien für das Dämpfungselement kommen z.
B. Silikonkautschuk VMQ oder Viton FPM in frage. Die Dicke des Dämpfungselementes
sollte bevorzugt zwischen 0,5 und 1,5 mm liegen.
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Ein
Vorteil ist, dass durch das Dämpfungselement über
die Lebensdauer der Lampe die Verbindungskraft zwischen Hüllteil
und Segment spielfrei erhalten bleibt. Aufgrund des Dämpfungsrings
kann die Spannung des Klammerteils gefahr los erhöht werden
und somit die Verbindung zuverlässiger gestaltet werden.
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Üblicherweise
sind aus dem Lampenkolben Stromzuführungen herausgeführt,
die mit den elektrischen Anschlüssen des Sockels verbunden
sind. Eine besonders flexible und zeitsparende Lösung besteht
darin, für die Verbindung zwischen den elektrischen Anschlüssen
und den Stromzuführungen Klemmverbindungen zu verwenden,
wie sie an sich beispielsweise aus der
DE-A 199 14 308 bekannt sind.
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Üblicherweise
weist der Sockel außerdem ein fassungszugewandtes Teil
auf, das zumindest teilweise wie an sich bekannt mittels Crimpung
mit dem Sockelstein verbunden ist. dieses Teil enthält beispielsweise
ein übliches Schraubgewinde.
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Bei
dem Hüllteil kann es sich beispielsweise um ein geschlossenes
Teil wie einem weiteren, jedoch nicht vakuumdicht abgeschlossenen,
Außenkolben handeln, oder auch um eine Kalotte, die eine Reflektorkontur
aufweist.
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Eine
typische Anwendung ist eine Metallhalogenidlampe mit keramischem
Entladungsgefäß, die eine Füllung mit
oder ohne Quecksilber-Anteil, ggf. mit inertem Zündgas,
vorteilhaft Edelgas, enthält.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine
Metallhalogenidlampe in Explosionsansicht;
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2 die
Lampe der 1 zusammengebaut;
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3 ein
Detail der Lampe in Vergrößerung;
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4 ein
Detail der Lampe, nämlich das Dämpfungselement;
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5 bis 8 ein
weiteres Ausführungsbeispiel eines Dämpfungselements.
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Bevorzugte Ausführung
der Erfindung
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Ein
Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenidlampe 10 zeigt 1 und 2,
in Explosionsdarstellung und zusammengebaut. Ein keramisches Entladungsgefäß 9,
das zweiseitig verschlossen ist, ist längsgestreckt in
der Lampenachse A angeordnet und von einem weiten Hüllkolben 3 umgeben.
Das Entladungsgefäß 9 ist eng von einem
Außenkolben 7 umgeben, der einseitig gequetscht
ist und aus Hartglas gefertigt ist. Ein Gestell 4 mit kurzer
und langer Zuleitung haltert das Entladungsgefäß 9 im
Außenkolben 7. Die Elektroden im Innern des Entladungsgefäßes
sind über Durchführungen mit den Zuleitungen verbunden.
Letztere sind im Bereich einer Quetschung 6, die den Außenkolben 3 verschließt,
mit äußeren Stromzuführungen 11 verbunden.
Die Quetschung 6 des Außenkolbens sitzt in einer
dazu passenden Öffnung 8 eines Sockelsteins 12 aus
Keramik und ist dort ggf. durch einen Metallclip gehaltert, wie an
sich bekannt (nicht dargestellt). Diese Öffnung 8 ist
von einem zentralen Kragenteil 13 umgeben. Es ragt aus
einer Ebene heraus, die das obere Plateau 14 eines radial
vorspringenden scheibenförmigen Segments 15 bildet.
Es sitzt auf einem Halsteil, das ein fassungszugeordnetes Teil,
hier ein Schraubsockelteil 19 mit Gewinde, haltert. Das
Halsteil ist innen hohl, wobei die Stromzuführungen 11 mit
elektrischen Anschlüssen 21 des Sockels 23 des
Halsteils verbunden sind.
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Der
Hüllkolben 3, der den Außenkolben 7 in relativ
großem Abstand umgibt, besitzt eine sockelseitige Öffnung 25,
die kreiszylindrisch ist und im Durchmesser dem Außendurchmesser
des Segments 15 angepasst ist. Zwischen beiden Teilen,
die in Form und Abmessung einander angepasst sind, ist das Dämpfungselement 1 eingefügt,
das beispielsweise gemäß 4 ein aus
einer Scheibe herausgeschnittener Ring ist, der zwei einander gegenüberliegende
Stegansätze 30 besitzt, zwischen denen sich ein
Steg 31 erstreckt. Im Steg sind zwei Bohrungen 32 für
die Stromzuführungen der Basislampe vorgesehen.
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Der
Hüllkolben
3 ist an seiner Öffnung
25 mit einem
radial vorspringenden Rand
27 ausgestattet. Er hat eine
ebene untere Kontaktfläche, die dem oberen Plateau des
Segments des Sockelsteins angepasst ist. Das obere Plateau kann
Höcker aufweisen, die eine Beabstandung des oberen Plateaus
zum Hüllkolben bewirken. Außerdem hat er eine
schmale obere Kontaktfläche, die parallel zur unteren Kontaktfläche
oder auch schräg dazu ausgerichtet ist. Auf ihr sitzt u.
U. ein Elastomer-Ring, beispielsweise aus Viton
®,
siehe dazu
WO 2005015605 .
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In 5 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dämpfungselements 1 gezeigt.
Bei ihm ist kein durchgängiger Steg vorgesehen, sondern
ein verlängerter Stegstumpf 40 jeweils am Stegansatz,
wobei jeder Stegstumpf noch die Bohrungen 32 aufweist.
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6 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Dämpfungselements 1,
bei dem nur ein ganz kurzer Stegstumpf 41 ohne Bohrungen
verwendet wird.
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7 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dämpfungselements 1,
bei dem ein durchgängiger Steg 31 verwendet wird,
wobei eine Führungsnut 45 seitlich am Ring außen
angesetzt ist, und zwar in Höhe eines der Stegansätze,
weil hier ausreichend Fleisch für die Aussparung der Führungsnut
vorhanden ist. Die Führungsnut kann in eine Nase 46 des Sockelsteins
einrasten, siehe 2. Der Kreisring hat hier keine
konstante Breite B, sondern zwei weitere Aussparungen.
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8 zeigt
schließlich ein Dämpfungselement 50,
das aus zwei Teilen 51 zusammengesetzt ist. Jedes Teil
ist ein knapper Halbring, der jeweils einen Stegansatz 30 und
einen Stegstumpf 31 aufweist.
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Das
Dämpfungselement ist generell ein aus einer Scheibe herausgeschnittener
Ring, der eine gegebene Breite B besitzt, die merklich größer
als die Dicke D (siehe 2) der Scheibe ist, so dass
eine Lagestabilisierung erreicht wird. Ein typischer Wert der Breite
B ist 2,5 mm bei einer typischen Dicke von 1 mm. Ein typischer Wertebereich
für B ist 2 bis 4 mm, ein typischer Wertebereich für
D ist 0,5 bis 1,5 mm. Bevorzugt ist das Verhältnis B:D
mindestens 2:1. Es kann durchaus bis zu 8:1 und u. U noch höher angesetzt
werden. Selbstverständlich ist diese Bedingung auch dann
noch erfüllt, wenn streckenweise die Breite B am Dämpfungselement
geringer ausgeführt ist, da es ja nur auf die Stabilisierung
ankommt.
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Das
Dämpfungselement ist selbstverständlich auch bei
Reflektorlampen o. ä. anwendbar, siehe
WO2005015605 . In diesem Fall ist
das Hüllteil der Reflektor.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4317252
C1 [0002]
- - EP 1109199 [0003]
- - WO 2005015605 [0004, 0007, 0035, 0041]
- - DE 19856871 [0013]
- - DE 19914308 A [0023]