Kompakte Reflektorlampe

Abstract

 Das Entladungsgefäß (1) einer Reflektorlampe mit Metallhalogenidfüllung ist von einem transparenten Rohr (29) eng umgeben, das entlang der Lampenachse ausgerichtet ist, und dessen sockelseitiges Ende (20) am Reflektor (2) anliegt und dessen sockelfernes Ende (30) mit einem Abschlußteil (28) versehen ist. Auf­grund des Wärmestaueffekts des transparenten Rohres wird eine für die Zwecke der Allgemeinbeleuchtung ausreichend niedrige Farbtemperatur erzielt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer kompakten Reflektor­lampe mit einseitig gequetschtem Entladungsgefäß nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine derartige Lampe mit Metallhalogenidfüllung ist aus der DE-OS 29 24 463 bekannt. Es handelt sich dabei um eine Lampe hoher Leistung (200 W) für Projektions­zwecke, deren Reflektordurchmesser in der Größenord­nung von 60 mm liegt. Die Lampenfüllung muß hierbei so gewählt werden, daß "weißes" Licht erzeugt wird. Damit ist eine Farbtemperatur in der Größenordnung von ca. 5000 K gemeint (vgl. z.B. auch EP-PA 81 104 937).

[0003] Allgemein ist die Farbtemperatur eine Funktion der Leistung und des Wärmehaushalts der Lampe. Der Farb­eindruck einer Lampe ergibt sich durch Überlagerung der Quecksilberemissionslinien und der Emissions­linien der zugesetzten Metallhalogenide. Letztere hängen empfindlich von der Dampfdichte im Entladungs­gefäß ab. Für eine hohe Farbtemperatur genügt eine Füllung mit niedriger Dampfdichte der Metallhalo­genide, da deren Emission zu einem beträchtlichen Teil im langwelligen Bereich des sichtbaren Spektrums liegt und bei hoher Farbtemperatur der Schwerpunkt des Emissionsspektrums der Füllung mehr im kurzwelligen Bereich liegt.

[0004] Um Reflektorlampen mit Metallhalogenidfüllung auch für die Raumbeleuchtung verwenden zu können, ist zum einen eine sehr geringe Leistung, zum anderen eine im Ver­gleich zu Projektionslampen wesentlich niedrigere Farbtemperatur wünschenswert. Sie soll etwa bei 3500 K liegen. Dies entspricht in bezug auf die Füllung einer vergleichsweise hohen Dampfdichte der Metallhaloge­nide entsprechend einem erhöhten Anteil der langwel­ligen Strahlung am Emissionsspektrum.

[0005] Da derartige Lampen für die Raumbeleuchtung nur eine geringe Leistungsaufnahme (ca. 35 - 70 W) aufweisen sollten, wird die Aufrechterhaltung einer entsprechend hohen Dampfdichte der Metallhalogenide, z.B. des Natriums, wegen der überproportional steigenden Verlustmechanismen erheblich erschwert. Während bei Reflektorlampen für Projektionszwecke auch bei kleiner Leistung der Einsatz von Metallhalogenidfüllungen ohne zusätzliche Hilfsmittel möglich ist, reicht die damit erzielbare Dampfdichte für Zwecke der Raumbeleuchtung nicht aus.

[0006] Um dennoch Reflektorlampen mit Metallhalogenidfüllung für Zwecke der Raumbeleuchtung realisieren zu können, wurde eine andere, jedoch wesentlich aufwendigere Lösung vorgeschlagen (DE-OS 28 40 771). Es handelt sich dabei um ein zweiseitig gequetschtes Entladungs­gefäß, das axial in einem als Reflektor geformten Außenkolben angeordnet ist. Die dadurch erzielte Wärmedämmung wird noch zusätzlich durch ein offenes zylindrisches Rohr verstärkt, das das Entladungsgefäß innerhalb des Außenkolbens umgibt und das von einem komplizierten Gestellaufbau gehaltert wird. Dieser Aufbau ist herstellungstechnisch sehr aufwendig und daher mit hohen Kosten verbunden. Die Lampe weist zudem ein hohes Gewicht und eine große Einbautiefe auf.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln eine gattungsgemäße Reflektorlampe zu schaffen, deren Farbtemperatur so niedrig ist, daß sie für die Raumbeleuchtung eingesetzt werden kann. Zugleich soll diese Lampe einen einfachen Aufbau und eine geringe Einbautiefe aufweisen.

[0008] Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Lampe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

[0009] Das das Entladungsgefäß umgebende Rohr wirkt als Wärmestaumittel, das die Konvektion unterbindet. Seine besonders hohe Effektivität beruht darauf, daß beide Enden des Rohres verschlossen sind. Beim sockelsei­tigen Ende wird dies durch Anliegen am Reflektorboden erreicht, beim sockelfernen Ende entweder durch ein spezielles Abschlußteil, das gleichzeitig die Kalotte einer Griffkappe (DE-GM 83 10 715) bildet oder dadurch, daß das sockelferne Ende zu einer Kuppe geformt ist. Des weiteren läßt sich die Wärmedämmung durch eine Abdeckscheibe und/oder durch interferie­rende Schichten verbessern. Eine besonders hohe Lichtausbeute läßt sich bei Verwendung eines Facetten­reflektors erzielen.

[0010] Die naheliegende Lösung der obigen Aufgabe, nämlich eine einseitig gequetschte Metallhalogenidlampe mit Außenkolben (DE-OS 32 32 207) in einen Reflektor ein­zusetzen, scheitert an der fehlenden Kompaktheit. Die Scheitelöffnung und die Einbautiefe dieser Reflektor­lampe wären erheblich größer. Hinzu kommt, daß auch die gewünschten Ausstrahlungswinkel des Reflektors (3 - 30°) nicht mehr einzuhalten wäre. Die wärme­dämmenden Maßnahmen erlauben es jedoch, das Entla­dungsgefäß und die Füllung von an sich bekannten Metallhalogenidlampen zu verwenden.

[0011] Drei Ausführungsbeispiele dieser Lampe sollen im folgenden näher beschrieben werden.

[0012] Es zeigt

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Reflektor­lampe (im Schnitt)

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Reflektor­lampe (im Schnitt)

Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Reflektor­lampe (im Schnitt)

Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Reflek­torlampe (im Schnitt)

[0013] Figur 1 zeigt eine kompakte Reflektorlampe kleiner Leistung (ca. 35 - 70 W). Sie besteht aus einem ein­seitig gequetschten ellipsoidähnlichen Entladungs­gefäß 1 aus Quarzglas, das axial in einem leichten Metallreflektor 2 aus dünnem, etwa 0,8 mm dickem Blech aus Reinaluminium mit glanzeloxierter parabolischer Innenfläche angeordnet ist. Die Innenfläche ist aus einer Vielzahl von Facetten zusammengesetzt. Der Reflektor­durchmesser beträgt ca. 80 mm.

[0014] In die Quetschung 3 des Entladungsgefäßes sind zwei Elektrodenschäfte 4 parallel zur Lampenachse mittels Molybdänfolien 5 vakuumdicht eingeschmolzen. Die Elektrodenspitzen 6 sind quer zur Lampenachse abge­winkelt. Das Innenvolumen des Entladungsgefäßes 1 ist mit Quecksilber und Zusätzen an Halogeniden von Na, Sn und Tl gefüllt. Als Zündgas dient Ar. Der Lampen­strom beträgt ca. 0,5 - 1,0 Ampere. Mit den Molybdän­folien 5 sind äußere Stromzuführungen 7 verbunden.

[0015] Im Scheitel des Reflektors 2 befindet sich eine kreis­runde Öffnung 8, die ein rückseitig aufgesetzter Sockelstein 9 aus temperaturbeständigem Material beispielsweise Keramik, abdeckt (DE-GM 83 10 715). Der Sockelstein 9, dessen erhabenes Mittelstück 10 die Öffnung 8 durchsetzt, ist im wesentlichen quader­förmig. Das Mittelstück 10 ist mit einer zentralen Öffnung 10′ ausgestattet zur Durchführung der Stromzu­führungen 7. Der Sockelstein 9 ist mit seiner Auflage­fläche dem Verlauf der Reflektorkrümmung von außen angepaßt und weist vier Schlitze (nicht sichtbar) auf, die über vier Laschen (nicht sichtbar) aufgeschoben sind, die dem Reflektor in dessen Scheitelbereich angeformt sind.

[0016] Zum Befestigen des Sockelsteins 9 sind die überstehen­den Laschenenden verdreht. Die Stromzuführungen 7 der Lampe werden von massiven Kontaktfahnen 11 gehalten, die rückseitig mit dem Sockelstein 9 vernietet sind. Sie ragen in die zentrale rechteckige Öffnung 10′ des Sockelsteins hinein und weisen dort Ösen 12 zur Kon­taktierung mit den Stromzuführungen 7 auf. Die abge­winkelten Enden 13 der Kontaktfahnen 11 sind zu Flachsteckern geformt, die einen Anschluß an bekannte Fassungssysteme ermöglichen. Alternativ ist ein Anschluß über an den Kontaktfahnen befindliche Klemm­schrauben 13′ möglich.

[0017] Das Entladungsgefäß ist von einem zylindrischen Rohr 14 aus Hartglas eng umgeben. Es ist mit einem an sich bekannten Überzug aus Indium- und Zinnoxid beschichtet (ITO-Schicht), der für die sichtbare Strahlung durch­lässig ist, jedoch die Wärmestrahlung reflektiert. Das sockelferne Ende 15 des Rohres ist zu einer Kuppe geformt, die verspiegelt ist und so zur Abschirmung der Direktstrahlung dient. Das sockelseitige Ende 16 des Rohres ist offen. Es liegt entlang der Scheitel­öffnung 8 an der Innenfläche des Reflektors 2 an und ist an der abgerundeten Flanke des durch die Scheitel­öffnung hindurchragenden Mittelstücks 10 des Sockel­steins mittels Kitt befestigt. Die Lichtaustritts­öffnung 17 des Reflektors ist mit einer Abdeckscheibe 18 versehen.

[0018] Alternativ ist auch eine andere Befestigung (Fig. 4) möglich. Dabei liegt das Staurohr 14 mit seiner Kuppe 15 direkt an der Abdeckscheibe 18 an. Am sockelseiti­gen Ende 16 des Staurohrs 14 preßt ein federnder Metallring 16a (Blattfeder oder Federring), der sich am Reflektorboden abstützt, das Staurohr 14 gegen die Abdeckscheibe 18. Das Mittelstück 10′ des Sockelsteins ist zur besseren Führung des Staurohrs 14 bis zur Quetschung 3 der Lampe hochgezogen.

[0019] Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Figur 2. Der Aufbau der Reflektorlampe ist im wesentlichen der gleiche wie in Figur 1, wobei gleiche Merkmale durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet werden. Das zylindri­sche Staurohr 19 ist hier jedoch aus Quarzglas ge­fertigt und weist keine zusätzliche Beschichtung auf.

[0020] Das sockelseitige Ende 20 liegt lediglich an der Innenfläche des Reflektors an. Der Reflektor ist mit einer Griffblende 21 aus hochtemperaturbeständigem Kunststoff ausgestattet. Die Griffblende 21 besteht aus einem Flackstück 22, das sich brückenbogenartig über die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors spannt und an zwei einander gegenüberliegenden Schlitzen im Reflektor mittels Laschen 23 und Klammern 23′ befestigt ist. Das Flachstück 22 ist mittig mit einer halbkugelartigen Kalotte 24 ausgestattet, die die Direktstrahlung der Lampe abschirmt. Im Innern der Kalotte läuft ein ringartiger Wulst 25 mit Schlitz um, der axial ausgerichtet ist. In diesen Schlitz ist das sockelferne Ende 26 des Staurohres 19 eingepaßt, so daß das Staurohr insgesamt zwischen Reflektorboden und Kalotte 24 auf einfache Art mechanisch fixiert ist.

[0021] Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, das weitgehend dem in Figur 2 gezeigten entspricht, ist die Griff­blende 27 aus einem metallischen Stanzteil (aus eloxiertem Aluminium) gefertigt. Die einfache halb­kugelförmige Kalotte 28 ist so bemessen, daß ihr Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Staurohrs 29 angepaßt ist. Das sockelferne Ende 30 des Staurohres liegt außen an der Kalotte 28 an. Zwischen dem Staurohrende 30 und dem Flachstück 31 der Griffblende ist ein kompressibler Ring 32 (aus Kunststoff oder gummiähnlichem Material) oder eine metallische Blatt­feder oder ein Federring eingepaßt. Er dient zur Abdichtung und zum Ausgleich der Wärmeausdehnung. Das Staurohr 29 kann mit einer ITO-Schicht versehen sein, je nachdem, welche Farbtemperatur gewünscht ist (siehe Tabelle). Statt einer einfachen Metalloxidschicht kann auch eine Kombination aus mehreren Schichten mit ab­wechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex (Inter­ferenzfilter) benutzt werden. Beispielsweise können SiO₂- und Ta₂O₅-Schichten verwendet werden.

[0022] Den Einfluß des Staurohrs auf die Betriebsdaten der Reflektorlampe R zeigt die nachstehend aufgeführte Tabelle. Es zeigt den Farbindex Ra, die Farbtempera­tur Tn (in K) und die Lichtausbeute L.A. (lm/W) für eine 35 W-Lampe. Die Tabelle verdeutlicht, daß mit Hilfe des Staurohres eine Farbverbesserung von - 500 K und mehr erzielt werden kann. Je nachdem, welche Farbtemperatur gewünscht ist, wird ein beschichtetes Staurohr (Tn ≈ 3500 K) verwendet oder es genügt ein unbeschichtetes Staurohr (Tn ≈ 4000 K) Mit anderen Füllungen lassen sich auch niedrigere Farbtempe­raturen erzielen.

Reflektorlampentyp	Ra	Tn (K)	L.A. (1m/W)
ohne Staurohr	57	4133	41,6
mit Staurohr (Quarzglas)	63	4012	42,1
mit Staurohr (Hartglas)	63	4020	42.2
mit Staurohr (und ITO-Schicht)	69	3544	43,9

[0023] Die Verwendung eines Staurohres gestattet es darüber hinaus, weitere Eigenschaften der Reflektorlampen zu optimieren. Bei Verwendung eines Rohres aus Hartglas wird insbesondere die UV-Emission der Lampe unterbun­den. Die Beschichtung des Staurohres kann so gewählt werden, daß zusätzliche Farbeffekte erzielt werden (gezielte Änderung der Lichtfarbe). Schließlich bietet das Staurohr den zusätzlichen Vorteil, als Schutz bei einer etwaigen Explosion des Entladungsgefäßes zu wirken.

Ansprüche

1. Kompakte Reflektorlampe, bestehend aus
- einem einseitig gequetschten Entladungsgefäß (1) mit zwei Elektroden und einer Füllung aus Edelgas, Quecksilber und Metallhalogeniden
- einem Sockel (9)
- zwei Stromzuführungen (7), die in das Entladungs­gefäß (1) im Bereich der Quetschung (3) vakuumdicht eingeschmolzen sind, und die die Elektroden mit Kontaktelementen (11) am Sockel elektrisch-leitend verbinden
- einem Reflektor (2) mit einer Scheitelöffnung (8), in der das Entladungsgefäß (1) gehaltert ist, und mit einer Lichtaustrittsöffnung (17),
dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (1) von einem transparenten Rohr (14; 19; 29) eng umgeben ist, das entlang der Lampenachse ausgerichtet ist, und dessen sockelseitiges Ende (16; 20) am Reflektor (2) anliegt und dessen sockelfernes Ende (15; 26; 30) mit einem Abschlußteil versehen ist.

2. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Rohr aus Hartglas besteht.

3. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Rohr aus Quarzglas besteht.

4. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Abschlußteil von einer an das Rohr angeformten Kuppe gebildet wird.

5. Reflektorlampe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Lichtaustrittsöffnung (17) des Reflektors mit einer Abdeckscheibe (18) versehen ist.

6. Reflektorlampe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kuppe verspiegelt ist.

7. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Abschlußteil von einer Kalotte (24; 28) gebildet wird, die am Reflektor (2) mittels eines Flachstücks (22; 31) befestigt ist, das sich brücken­bogenartig über die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors spannt.

8. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Rohr mit Metalloxidschichten versehen ist.

9. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Reflektor als parabolischer Aluminiumreflektor ausgeführt ist, dessen Kontur aus einer Vielzahl von Facetten besteht.

10. Reflektorlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß zumindest an einem der beiden Enden des Rohres ein federnd komprimierbares und expandierbares Abdichtmittel (16a, 32) anliegt.

Zeichnung