DE8623908U1 - High pressure discharge lamp - Google Patents

Description

Patent-Treuhand-GesellschaftPatent Trust Company

für elektrische Glühlampen mbH., München for electric light bulbs mbH. , Munich

Hochdruckentladungslampe High pressure discharge lamp Stand der TechnikState of the art

In der GB-PS 573 141 ist eine Hochdruckentladu/tgslampe mit zwei Emschmelzungen beschrieben, die für den Betrieb in einem optischen System vorgesehen ist. Um eine der zwei Einschmelzungen ist ein zehn Windungen aufweisender Heizdraht spiralförmig gewickelt, der bei Stromdurchgang das Entladungsgefäß nahezu auf Betriebstemperatur hält, wodurch die Füllsubstanzen in einem gasförmigen Zustand gehalten werden. Nach dem Einschalten der Lampe erreicht diese nach ca. drei Sekunden ihren vollen Lichtstrom. Da der Heizdraht ohne zusätzliche Befestigungsmittel um die Einschmelzung gewickelt ist, kann dieser leicht verrutschen, wodurch die Betriebssicherheit der Lampe gestört würde.GB-PS 573 141 describes a high-pressure discharge lamp with two melts, which is intended for use in an optical system. A heating wire with ten turns is wound spirally around one of the two melts, which keeps the discharge vessel almost at operating temperature when current passes through it, thereby keeping the filling substances in a gaseous state. After the lamp is switched on, it reaches its full luminous flux after about three seconds. Since the heating wire is wound around the melt without any additional fastening means, it can easily slip, which would impair the operational reliability of the lamp.

Aus der GB-?S 530 376 ist eine Hochdruckentladungslampe mit zwei Einschmelzungen bekannt, bei der um einen Teil des Entladüngsgefäßes eine Heizwendel angeordnet ist, die in einer mit dem Entladungsgefäß verbundenen Kapillare aus Quarzglas geführt ist. Mit dieser separat heizbaren Heizwendel werden die im Entladungsgefäß befindlichen Füllsubstanzen verdampft, so daß die Anlaufzeit der Lampe bis zum Erreichen des, vollen Lichtstromes reduziert wird.GB-S 530 376 discloses a high-pressure discharge lamp with two seals, in which a heating coil is arranged around part of the discharge vessel and is guided in a quartz glass capillary connected to the discharge vessel. This separately heatable heating coil evaporates the filling substances in the discharge vessel, so that the start-up time of the lamp until the full luminous flux is reached is reduced.

Eine an beiden Enden beheizte Huchdruckentladungsliampe . für ein optisches System ist in der 'IS-PS 2 820 164A high pressure discharge lamp heated at both ends for an optical system is described in 'IS-PS 2 820 164

· · Il 15 1«· · Il 15 1«

l'ii «I* Ii It 4l'ii «I* Ii It 4

■&Lgr;>.--&lgr; \-■&Lgr;>.--&lgr; \-

I ·· iI ·· i

titi

4*4*

„ 4 -„ 4 -

offenbart. Hierbei sind mehrere Kerämikstäbe, die jeweils mit einem Widerstandsdraht versehen sind, mit Abstand um die Enden des Entladungsgefäßes angeordnet, so daß deren Strahlungswärme das Entladungsgefäß erwärmt Und die Füllsubstanzen verdampft gehalten werden, wodurch ein Sofortlicht der Lampe erzieltdisclosed. In this case, several ceramic rods, each provided with a resistance wire, are arranged at a distance around the ends of the discharge vessel, so that their radiant heat heats the discharge vessel and the filling substances are kept evaporated, whereby an instantaneous light from the lamp is achieved.

ist sehr aufwendig. Des weiteren ist die Wärmeüber^ tragung zum Entladungsgefäß nachteilig.is very complex. Furthermore, the heat transfer to the discharge vessel is disadvantageous.

AufgabeTask

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Heizdraht an der Lampe direkt und in einer Weise anzuordnen, daß er einerseits ohne großen Aufwand montiert werden kann und andererseits unverrückbar an seiner ihm vorbestimmten Stelle im intimen Kontakt zur Lampe gehaltert wird.The object of the present invention is to arrange the heating wire directly on the lamp in such a way that, on the one hand, it can be mounted without great effort and, on the other hand, it is held immovably at its predetermined location in intimate contact with the lamp.

Hintergrund und Vorteile der Erfindung Hochdruckentladungslampen, insbesondere solche mit Metallhalogenidfüllung, werden in letzter Zeit vermehrt zum Zweck der Allgemeinbeleuchtung verwendet. Des weiteren wurden solche Lampen auch schon für die Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen. Für beide Anwendungszwecke werden kleine Leistungsstufen von weniger als 100 W, insbesondere auch unterhalb 50 W eingesetzt. Außerdem besteht für beide Anwendungszwecke ein gesteigertes Bedürfnis nach hohem Lichtkomfort hinsichtlich der Farbeigenschaften sowie des schnellen Anlaufs solcher Lampen. Mit den spezifischen Füllsubstanzen sowie einer an sich bekannten Vorheizung des Entladungsgefäßes werden diese Forderungen weitgehend erfüllt. Mit der Gestaltung und Fixierung der Heizvorrichtung an der Lampe entspre- Background and advantages of the invention High-pressure discharge lamps, in particular those with metal halide filling, have recently been increasingly used for general lighting purposes. Furthermore, such lamps have also been proposed for the headlights of motor vehicles. For both applications, small power levels of less than 100 W, in particular below 50 W, are used. In addition, for both applications, there is an increased need for high lighting comfort in terms of the color properties and the rapid start-up of such lamps. These requirements are largely met with the specific filling substances and a known preheating of the discharge vessel. With the design and fixation of the heating device on the lamp accordingly,

•t ti··•t ti··

cherid der Erfindung wird die zuvor beschriebene Aufgabe gelöst* Die Befestigung der Heizwendel Unter Zuhilfenahme eines nicht ausdampfenden Kittes oder von Siliziümdioxid ist ein einfacher» wenig aufwendiger Arbeitsgang, wobei der Kitt bzw. das Siliziumdioxid gleichzeitig als elektrischer Isolator gegen einen cnnct mnoHfhon UindiinesBchluß oder DfiDfin die die The invention achieves the above-described problem. The fastening of the heating coil using a non-evaporating cement or silicon dioxide is a simple, inexpensive operation, whereby the cement or silicon dioxide simultaneously acts as an electrical insulator against a cnnct mnoHfhon UindiinesBschluessel or DfiDfin which

Hochspannung führende Stromzuführung der Lampe dient. Bei der kleinen Größe des Entladungsgefäßes - dieses weist nur ein Volumen von ca₄ O₁OS cm* auf - ist es zur Verdampfung der Füllsubstanzen völlig ausreichend* wenn nur ca. 3 bis 6 Windungen auf jede Quetschung der Lampe aufgebracht werden.High voltage power supply for the lamp. Given the small size of the discharge vessel - this only has a volume of about _{40 100} cm* - it is completely sufficient for the evaporation of the filling substances* if only about 3 to 6 turns are applied to each pinch of the lamp.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung wird nachstehend anhand von drei schematischen Figuren und einem Diagramm näher erläutert.The invention is explained in more detail below using three schematic figures and a diagram.

Figur 1 zeigt eine einseitig gequetschte Metallhalogenidhochdruckentladungslampe mit der erfindungsgemäßen Befestigung des HeizdrahtesFigure 1 shows a metal halide high-pressure discharge lamp that is pinched on one side with the heating wire being attached according to the invention

Figur 2 zeigt die Unteransicht von Figur 1 25Figure 2 shows the bottom view of Figure 1 25

Figur 3 zeigt eine zweiseitig gequetschte Metailhalogenidhochdruckentladungslampe mit der erfinduhgsgemäßen Befestigung des HeizdrahtesFigure 3 shows a metal halide high-pressure discharge lamp pinched on both sides with the inventive fastening of the heating wire

Figur 4 zeigt den Anstieg des Lichtstromes in relativen Einheiten einer kalten und einer vorgeheizten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe Figure 4 shows the increase in luminous flux in relative units of a cold and a preheated metal halide high-pressure discharge lamp.

Die Metallhalogenidhochdruckentladungslampe 1 in denThe metal halide high-pressure discharge lamp 1 in the

Figuren 1 und 2 weist ein etwa ellipsoidförmiges Entladungsgefäß 2 aus Quarz auf, an dem sich eine Einschmelzung 3 in Form einer Quetschung befindet. Innerhalb der Einschmelzung 3 sind zwei Dichtungsfolien 4 aus Molybdän angeordnet, die mit jeweils einer äußeren Stromzuführung 5 und einer inneren ut.rOn!Züi.üiirüu5 &ngr; VOX*tswlxwwIx Sliiui *^1S &KHgr;&Pgr;&Pgr;&THgr;&idigr;&Oacgr;&Idigr;* w ****&Ogr;&Pgr;1"" Zuführungen 6 ragen in den Entladungsraum hinein und sind an ihren Enden als Hakenelektrode 7 ausgebildet. Im Übergangsbereich von der Einschmelzung 3 zum Entladungsgefäß 2 ist eine fünf Windungen aufweisende Heizwicklung 8 angeordnet, deren Enden 9 an einer Seite der Einschmelzung 3 in Richtung der äußeren Stromzuführungen 5 geführt sind. Die Heizwicklung ist mittels eines nicht ausdampfenden, anorganischen Kitts 10 (z.B. Cerastil , auch als C3 bezeichnet) an der Lampe 1 fixiert. Der Kitt 10 wirkt auch gleichzeitig als elektrischer Isolator gegen einen möglichen Windungsschluß der Heizwicklung 8. Die HeizwicklungFigures 1 and 2 have an approximately ellipsoid-shaped discharge vessel 2 made of quartz, on which there is a seal 3 in the form of a pinch seal. Two sealing foils 4 made of molybdenum are arranged within the seal 3, each of which is provided with an outer power supply 5 and an inner power supply 6. The two supply lines 6 protrude into the discharge space and are designed as hook electrodes 7 at their ends. In the transition area from the seal 3 to the discharge vessel 2, a heating coil 8 with five turns is arranged, the ends 9 of which are guided on one side of the seal 3 in the direction of the external power supply lines 5. The heating coil is fixed to the lamp 1 by means of a non-evaporating, inorganic cement 10 (eg Cerastil, also referred to as C3). The cement 10 also acts as an electrical insulator against a possible short circuit of the heating coil 8. The heating coil

TJTJ

besteht aus einem Widerstandsdraht (z.B. Kantal ) und wird bei einer Spannung von 12 V mit einem Strom von ca. 1,5 A betrieben. Auf diese Weise kann am Entladungsgefäß 2 eine Temperatur von ca. 600 ⁰C erreicht werden, die für einen schnellen Anlauf der Lampe 1 ausreicht.
25consists of a resistance wire (eg Kantal) and is operated at a voltage of 12 V with a current of approx. 1.5 A. In this way, a temperature of approx. 600 ⁰ C can be reached at the discharge vessel 2, which is sufficient for a rapid start-up of the lamp 1.
25

Die Metallhalogenidhochdruckentladungslampe 11 in der Figur 3 weist ein längliches Entladungsgefäß 12 aus Quarz auf, auf dessen gegenüberliegenden Seiten sich die Einschmelzungen 13 in Form einer Quetschung erstrecken. In jeder Einschmelzung 13 ist eine Dichtungsfolie 14 aus Molybdän angeordnet, die mit jeweils einer äußeren Stromzuführung 15 und einer inneren Stromzuführung 16 verbunden ist. Die inneren Strom-The metal halide high-pressure discharge lamp 11 in Figure 3 has an elongated discharge vessel 12 made of quartz, on the opposite sides of which the seals 13 extend in the form of a pinch. In each seal 13 there is a sealing film 14 made of molybdenum, which is connected to an external power supply 15 and an internal power supply 16. The internal power supply

1010

1515

2020

2525

3030

7 "7 "

Zuführungen 16 ragen in den Entladüngsraum hinein und sind an ihren Enden mit jeweils einer Kugeleiektröde 17 versehen. Auf dem dem Entladungsgefäß 12 benach^ harten Teil jeder Einschmelzüng 13 ist jeweils eine vier Windungen aufweisende Heizwicklung 18 aus einemLeads 16 extend into the discharge chamber and are provided at their ends with a ball electrode 17. On the part of each fuse 13 adjacent to the discharge vessel 12 there is a heating coil 18 with four turns made of a

Widerstandsdraht (z.B. Kanthai ) aufgebracht, die slskirisch !uitsinänder über die Lsn!ⁿen£sssun^o Cni?Ht dargestellt) in Reihe geschaltet sind. Die jeweiligen Enden 19 befinden sich an dem dem Entladungsgefäß 12 abgewandten Teil der EinschifielZungen 13. Die Heizwicklung 18 ist mittels einer Überfangschicht aus Siliziumdioxid 20, die z.B. durch Plasmaspritzen aufgebracht vird, an der Lampe 11 fixiert. Gleichzeitig wirkt das Siliziumdioxid 20 als elektrischer Isolator gegen einen möglichen Windungsschluß der Heizwicklungen 18.Resistance wire (e.g. ^Kanthai ) is applied, which are connected in series parallel to one another via the discharge tubes ⁽ shown in Fig. 1). The respective ends 19 are located on the part of the induction tongues 13 facing away from the discharge vessel 12. The heating winding 18 is fixed to the lamp 11 by means of an overlay layer of silicon dioxide 20, which is applied, for example, by plasma spraying. At the same time, the silicon dioxide 20 acts as an electrical insulator against a possible short circuit between the turns of the heating windings 18.

Die Hochdruckentladungslampe entsprechend der Figur 3 weist im eingebrannten Zustand eine elektrische Leistung von ca. 35 W auf und wird bei einer Brennspannung von ca. 100 V mit einem Strom von ca. 0,35 A betrieben. Neben Quecksilber enthält die Lampe die Halogenide von Natrium und Scandium. Die eingebrannte Lampe hat weiterhin einen Lichtstrom von mehr als 2700 Im und eine Farbtemperatur von ca. 3400 K. Die Graphik der Figur 4 zeigt den Verlauf der Einbrennkurven einer Metallhalogenidhochdruckentladungslampe einmal ohne Vorheizüng (strichpunktierte Linie) und einaal mit Vorheizung entsprechend der Erfindung (durchgehende Linie) sowie den Verlauf einer konventionellen H4-Glühlampe für Autoscheinwerfer (gestrichelte Linie). Es ist hieraus zu entnehmen, daß die H4-Lampe nur ca. 30 % des Lichtstroms der hier verwendeten MetallhalogenidhochdruekentladungslampeThe high-pressure discharge lamp according to Figure 3 has an electrical output of approx. 35 W when burned in and is operated at a burning voltage of approx. 100 V with a current of approx. 0.35 A. In addition to mercury, the lamp contains the halides of sodium and scandium. The burned-in lamp also has a luminous flux of more than 2700 lm and a color temperature of approx. 3400 K. The graph in Figure 4 shows the course of the burn-in curves of a metal halide high-pressure discharge lamp, once without preheating (dash-dotted line) and once with preheating according to the invention (solid line), as well as the course of a conventional H4 bulb for car headlights (dashed line). It can be seen from this that the H4 lamp only produces approx. 30 % of the luminous flux of the metal halide high-pressure discharge lamp used here.

liefert. Des weiteren wird deutlich, daß der 30 %-Lichtstrom der vorgeheizten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe bereits nach ca. 0,15 s (ca. 11 s), der 50 %-Lichtstrom nach ca. 0,25 s (ca. 20 s) und der 90%-Lichtstrom nach ca. 5 s (ca. 30 s) vorliegt (in Klammern die Zeiten für eine nicht vorgeheizte Metallhalogenidhochdruckentladungslampe). It is also clear that the 30% luminous flux of the preheated metal halide high-pressure discharge lamp is already available after approx. 0.15 s (approx. 11 s), the 50% luminous flux after approx. 0.25 s (approx. 20 s) and the 90% luminous flux after approx. 5 s (approx. 30 s) (in brackets the times for a non-preheated metal halide high-pressure discharge lamp).

ti titi ti

• i * M I t &igr; at »ir• i * M I t &igr; at »ir

Claims (5)

SchutzansprücheProtection claims 1. Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß (2, 12), das eine die Entladung aufrechterhaltende Füllung enthält, und mindestens einer Einschmelzung C3, 13), durch die mindestens eine Stromzuführung (5, 6; 15, 16) gasdicht geführt ist, wobei an dem dem Entladungsgefäß (2, 12) zugewandten Teil der Einschmelzung (3, 13) zur Verbesserung der Zündeigenschaften sine Heizvorrichtung (8, 18) zum Aufheizen des Entladungsgefäßes (2, 12) angeordnet ist und die Heizvorrichtung durch eine aus einem Heizdraht bestehende Wicklung (8, 18) gebildet wird, die die Einschmelzung C3, 13) umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (8, 18) mittels eines gut haftenden Isolators (10, 20) an der Lampe (1, 11) befestigt ist.1. High-pressure discharge lamp with a discharge vessel (2, 12) which contains a filling which maintains the discharge, and at least one sealing element (C3, 13) through which at least one power supply (5, 6; 15, 16) is guided in a gas-tight manner, wherein a heating device (8, 18) for heating the discharge vessel (2, 12) is arranged on the part of the sealing element (3, 13) facing the discharge vessel (2, 12) in order to improve the ignition properties, and the heating device is formed by a winding (8, 18) consisting of a heating wire which surrounds the sealing element (C3, 13), characterized in that the winding (8, 18) is attached to the lamp (1, 11) by means of a well-adhering insulator (10, 20). 2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wicklung (8, 18) aus ca. drei bis sechs Windungen besteht.2. Lamp according to claim 1, characterized in that each winding (8, 18) consists of approximately three to six turns. 3. Lampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung für eine Lampe (1, 11) ^ 20 W beträgt.3. Lamp according to claim 1 and 2, characterized in that the heating power for a lamp (1, 11) is 20 W. 4. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gut haftende Isolator ein nicht ausdampfender Kitt4. Lamp according to claim 1, characterized in that the well-adhering insulator is a non-evaporating putty (10) ist.(10) is. 5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet * daß der gut haftende Isolator eine Siliziumdioxidschicht (2Ö) ist.5. Lamp according to claim 1, characterized in that the well-adhering insulator is a silicon dioxide layer (2Ö).