AT398864B - HALOGEN BULB - Google Patents
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Description
AT 398 864 BAT 398 864 B
Die Erfindung betrifft eine Halogenglühlampe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a halogen incandescent lamp according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Halogenglühlampe ist aus der US-PS 3 441 776 bekannt. Die Stromzuführungen bestehen aus einfach gewendelten Abschnitten, in die Kernstifte zur Stabilisierung eingeschoben sind. Sie sind über platinbeschichtete Molybdänstreifen an Molybdändichtungsfoiien angeschweißt.Such a halogen incandescent lamp is known from US Pat. No. 3,441,776. The power supply lines consist of simply coiled sections into which core pins are inserted for stabilization. They are welded to molybdenum sealing foils using platinum-coated molybdenum strips.
Diese Lampe weist den Nachteil auf, daß sich u.U. wegen der hohen Betriebsspannung (220 V) eine Bogenentladung zwischen den beiden benachbart liegenden Stromzuführungen ausbilden kann. Die Stromzuführungen mit ihren massiven Kernstiften können sich dadurch so stark aufheizen, daß die Quetschdichtung in ihrer Umgebung die Wärme nicht mehr genügend ableiten kann. Im Endstadium kann dies zur Explosion des Kolbens führen.This lamp has the disadvantage that it may Because of the high operating voltage (220 V), an arc discharge can form between the two adjacent power supplies. The power leads with their solid core pins can heat up so much that the pinch seal in their surroundings can no longer dissipate the heat sufficiently. In the final stage, this can cause the piston to explode.
Um dieses Problem zu entschärfen, wird in der DE-OS 31 10 395 vorgeschlagen, eine zusätzliche sogenannte Thermosicherung im Quetschbereich einer einseitig oder zweiseitig gequetschten Halogenglühlampe vorzusehen. Im wesentlichen handelt es sich um einen Hohlraum, der im Bereich der Quetschung ausgespart ist, und durch den die innere Stromzuführung über einen Teil ihrer Länge geführt ist. Dadurch, daß die Stromzuführung nicht im Glas eingebettet ist, erhitzt sie sich sehr schnell und die Stromzuführung schmilzt schnell durch. Diese Methode ist jedoch sehr aufwendig, da eine Quetschung mit ausgespartem Raum nur auf sehr komplizierte Weise hergestellt werden kann. Diese Technik ist zudem bei kleinen Lampen nicht anwendbar, da der ausgesparte Raum zuviel Platz beanspruchen würde. Bei einseitig gequetschten Lampen kann aus Stabilitätsgründen nur eine der beiden Stromzuführungen mit dieser Thermosicherung ausgestattet werden, so daß die Herstellung der Quetschung noch komplizierter ist.In order to alleviate this problem, DE-OS 31 10 395 proposes to provide an additional so-called thermal fuse in the squeezed area of a halogen incandescent lamp pinched on one or two sides. It is essentially a cavity which is left open in the area of the pinch and through which the internal power supply is led over part of its length. Because the power supply is not embedded in the glass, it heats up very quickly and the power supply melts quickly. However, this method is very complex, since a squeeze with a space which is left out can only be produced in a very complicated manner. This technique is also not applicable to small lamps, as the space saved would take up too much space. In the case of lamps pinched on one side, only one of the two power supply lines can be equipped with this thermal fuse for reasons of stability, so that the production of the pinch is even more complicated.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Halogenglühlampe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die Herstellung weiter zu vereinfachen und eine hohe Betriebssicherheit dieser Lampen zu gewährleisten.It is an object of the invention to further simplify the manufacture of a halogen incandescent lamp according to the preamble of claim 1 and to ensure a high level of operational reliability of these lamps.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen finden sich in den Unteransprüchen.This object of the invention is achieved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous designs can be found in the subclaims.
Der besondere Wert der Erfindung liegt darin, daß eine Sicherung ohne besondere zusätzliche Maßnahmen erzielt werden kann. Bei geeigneter Wahl der Abmessungen des Einfachgewendels ist die Stromzuführung nämlich in die Quetschung so eingebettet, daß zumindest ihr schlauchartiger Innenbereich, also das Gebiet, das üblicherweise vom Kemstift ausgefüllt wird, trotz des Quetschvorgangs hohl bleibt.The particular value of the invention is that a backup can be achieved without special additional measures. With a suitable choice of the dimensions of the single helix, the power supply is embedded in the pinch so that at least its tube-like inner area, that is to say the area which is usually filled by the core pin, remains hollow despite the pinching process.
Somit erweist sich ein extra bereitgestellter Hohlraum im Bereich der Quetschung als überflüssig. Das erweichte Glas vermag wegen der Kürze des Quetschungsvorgangs nicht in das Einfachgewendel einzudringen, so daß ein schlauchartiger Hohlraum verbleibt. Diese Erkenntnis wird bei der vorliegenden Erfindung ausgenutzt. Bei der Bildung eines Lichtbogens erhitzt sich die Stromzuführung bis sie verdampft. Wesentlich ist hierbei insbesondere der Umstand, daß eine lediglich aus einem Einfachgewendel gebildete Stromzuführung erheblich leichter verdampft als wenn ein Kerndraht in das Einfachgewendel eingesetzt ist oder wenn die Stromzuführung ein massiver Draht ist. Das verdampfende Material entweicht aus dem Hohlraum mit hoher Geschwindigkeit. Der Lichtbogen löscht sich dadurch selbst. Der entstehende Druck und die Aufheizung in diesem Quetschungsbereich sind jedoch noch so gering, daß eine Explosion des Kolbens vermieden werden kann.Thus, an extra cavity provided in the area of the crushing proves to be superfluous. Because of the shortness of the crushing process, the softened glass cannot penetrate the single helix, so that a tube-like cavity remains. This knowledge is used in the present invention. When an arc is formed, the power supply heats up until it evaporates. What is particularly important here is the fact that a power supply formed only from a single coil evaporates considerably more easily than when a core wire is inserted into the single coil or when the power supply is a solid wire. The evaporating material escapes from the cavity at high speed. The arc extinguishes itself as a result. However, the pressure generated and the heating in this crushing area are still so low that an explosion of the piston can be avoided.
Die Wirkung dieser Art von Sicherung ist schneller und zuverlässiger als bei einem extra ausgesparten, großen Hohlraum, da letzterer keine derart ausgeprägte Sogwirkung (Entweichen des Materials aus dem Hohlraum mit hoher Geschwindigkeit) aufweisen kann.The effect of this type of protection is faster and more reliable than with an extra recessed, large cavity, since the latter cannot have such a pronounced suction effect (material escaping from the cavity at high speed).
Um eine optimale Sogwirkung zu erreichen, sollte der in die Quetschung eingebettete Teil der Stromzuführung eine Länge von höchstens 3 mm besitzen, während der in den Innenraum des Kolbens ragende Teil eine Länge von typisch 1-4 mm hat. Der Hohlraum selbst besitzt bevorzugt einen Durchmesser von 50 bis 250 um.In order to achieve an optimal suction effect, the part of the power supply embedded in the pinch should have a length of at most 3 mm, while the part protruding into the interior of the piston has a length of typically 1-4 mm. The cavity itself preferably has a diameter of 50 to 250 µm.
Ein zusätzlicher Vorteil ist, daß u.U. auf eine Sicherung, die üblicherweise im Sockel integriert ist, verzichtet werden kann.An additional advantage is that there is no need for a fuse, which is usually integrated in the base.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für einseitig gequetschte, aber auch für zweiseitig gequetschte Halogenglühlampen mit Kolben aus hochschmelzendem Glas. Bei einseitig gequetschten Lampen kann der Leuchtkörper U- oder V-förmig gebogen sein, wobei in einer Ausführungsform beide Stromzuführungen als einfach gewendelte Abschnitte vorliegen. In einer zweiten Ausführungsform kann auch lediglich eine der beiden Stromzuführungen ein einfach gewendelter Abschnitt sein. Weiterhin kann die Erfindung auf einseitig gequetschte Lampen mit axialem Leuchtkörper angewendet werden, die meist an Netzspannungen von etwa 110 V betrieben werden. Hier ist vorteilhaft lediglich das der Quetschung benachbarte Leuchtkörperende über eine Stromzuführung in Gestalt eines einfach gewendelten Abschnitts mit der Dichtungsfoiie verbunden. Die andere Stromzuführung, die als Gestelldraht zum von der Quetschung entfernten Ende geführt ist, weist keine Wendelung auf.The invention is particularly suitable for one-sided but also for two-sided squeezed halogen incandescent lamps with pistons made of high-melting glass. In the case of lamps squeezed on one side, the luminous element can be bent in a U or V shape, with in one embodiment both current leads being present as simply coiled sections. In a second embodiment, only one of the two power supply lines can be a simply coiled section. Furthermore, the invention can be applied to lamps pinched on one side with an axial luminous element, which are usually operated at mains voltages of approximately 110 V. In this case, advantageously only the end of the luminous element adjacent to the pinch is connected to the sealing foil via a power supply in the form of a simply coiled section. The other power supply, which is guided as a frame wire to the end remote from the pinch, has no spiral.
Die Erfindung ist auch bei Lampen mit mehreren Leuchtkörpern anwendbar. 2The invention can also be used in lamps with a plurality of filaments. 2nd
AT 398 864 BAT 398 864 B
Unter dem Begriff hochschmelzendes Glas soll bevorzugt Quarzglas mit einem Si02-Gehalt von mindestens 94 Gew.-% (z.B. Vycor) verstanden werden; es eignet sich im Prinzip jedoch auch hochschmelzendes Hartglas.The term high-melting glass should preferably be understood to mean quartz glass with an SiO 2 content of at least 94% by weight (e.g. Vycor); in principle, however, high-melting tempered glass is also suitable.
Die Lampe gemäß der Erfindung läßt sich kostengünstig herstellen, da weniger Bauteile benötigt werden und die Herstellung besonders gut automatisiert werden kann.The lamp according to the invention can be produced inexpensively, since fewer components are required and the production can be automated particularly well.
Insgesamt wird somit eine Halogenglühlampe mit langer Lebensdauer (2000 Std.) für die Allgemeinbeleuchtung vorgestellt, die sich durch eine verbesserte Betriebssicherheit auszeichnet.Overall, a halogen lamp with a long service life (2000 hours) for general lighting is presented, which is characterized by improved operational safety.
Die Lampe gemäß der Erfindung eignet sich für den direkten Betrieb an Netzspannung, worunter ein Bereich von ca. 80 V bis 250 V verstanden werden soll. Typische Wattstufen sind 15 bis 500 W. Für Allgemeinbeleuchtungszwecke kann die einseitig gequetschte Ausführung der Lampe mit einem Außenkolben umgeben werden. Aufgrund ihrer Kompaktheit kann diese Lampe aber auch vorteilhaft in Reflektoren (z.B. PAR-Lampen, Kaltlichtreflektorlampen) eingesetzt werden und wahlweise mit Schraub- oder Stiftsok-keln bestückt werden.The lamp according to the invention is suitable for direct operation at mains voltage, which should be understood to mean a range from approximately 80 V to 250 V. Typical wattage levels are 15 to 500 W. For general lighting purposes, the lamp, which is squeezed on one side, can be surrounded by an outer bulb. Due to its compactness, this lamp can also be used advantageously in reflectors (e.g. PAR lamps, cold light reflector lamps) and optionally equipped with screw or pin bases.
Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hochvolt-Halogenglühlampe Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Halogenglühlampe mit Außenkolben.The invention is explained in more detail below with the aid of several exemplary embodiments. 1 shows a first embodiment of a high-voltage halogen incandescent lamp. FIG. 2 shows a second embodiment of a halogen incandescent lamp with an outer bulb.
Die Fig. 1 zeigt eine Halogenglühlampe 1 für Allgemeinbeleuchtungszwecke mit einer Leistung von 75 W, die für den direkten Anschluß an das 220 V-Netz geeignet ist. Sie besitzt einen zylindrischen Kolben 2 aus Quarzglas mit einem Außendurchmesser von etwa 12,5 mm bei einem Innendurchmesser von 10,5 mm (mit einer Toleranz von 0,8 mm) und einer Gesamtlänge von etwa 35 mm. Das eine Ende des Kolbens 2 ist zu einer Kuppe 3 geformt, die mittig eine Pumpspitze 4 aufweist. Das andere Ende des Kolbens ist mit einer Quetschdichtung 5 verschlossen. Der Kolben mit einem Volumen von 1,65 cm3 ist mit einer Inertgasmischung aus 80 % Kr und 20 % N2 gefüllt, der ein Halogenzusatz aus 0,005 % CBrCIF2 beigefügt ist.Fig. 1 shows a halogen lamp 1 for general lighting purposes with a power of 75 W, which is suitable for direct connection to the 220 V network. It has a cylindrical piston 2 made of quartz glass with an outer diameter of approximately 12.5 mm with an inner diameter of 10.5 mm (with a tolerance of 0.8 mm) and a total length of approximately 35 mm. One end of the piston 2 is shaped into a dome 3 which has a pump tip 4 in the center. The other end of the piston is closed with a pinch seal 5. The flask with a volume of 1.65 cm3 is filled with an inert gas mixture of 80% Kr and 20% N2, to which a halogen addition of 0.005% CBrCIF2 is added.
Ein U-förmig gebogener Leuchtkörper 6, der durchgehend doppelt gewendelt ist, erstreckt sich über nahezu die gesamte Innenlänge des Kolbenvolumens, wobei das Basisteil 7 des U, das sich quer zur Lampenachse erstreckt, in der Nähe der Kuppe 3 angeordnet ist, während die beiden Schenkel des U, die die eigentlich leuchtenden, etwa 15 mm langen Wendelabschnitte 8 bilden, sich vom Basisteii 7 zur Quetschdichtung 5 erstrecken und sich dabei zur Quetschdichtung 5 hin leicht nach außen öffnen. Der Leuchtkörper 5 wird durch ein Gestell, bestehend aus einem Stützdraht 9 aus Wolfram mit einem Durchmesser von ca. 280 um, gehaltert. Das Gestell ist im wesentlichen in einer Ebene, die die Lampenachse enthält, derart gebogen, daß sich zwischen zwei Schenkeln 10,11, die achsparallel einander gegenüberliegend an der Innenwand 12 des Kolbens anliegen, ein Querteil 13 erstreckt, das den Innendurchmesser des Kolbens überspannt. Der erste Schenkel 10, der erheblich länger als der zweite Schenkel 11 ist (ca. 21 mm gegenüber ca. 8 mm), erstreckt sich über nahezu die gesamte Innenlänge des Kolbens und ist ca. 0,8 mm tief in die Quetschung 5 eingebettet. Kurz unterhalb der Kuppe 3 biegt dieser gerade Schenkel 10 in das Querteil 13 ab. Das Querteil 13 ist, von vorn gesehen, so gewellt, daß es drei Höcker 14, 15 bildet, zwischen denen zwei Talsohlen 16 liegen. Der erste und der dritte Höcker 14 ist jeweils halbkreisförmig gebogen, während der zweite Höcker dazwischen einen spitzwinkligen Haken 15 bildet, der zwischen den beiden Talsohlen 16 aufgespannt ist. Der Haken 15 ist leicht zur Ebene des Gestells achsparallel versetzt. Die Spitze 17 des Hakens endet unterhalb der Kuppe 3 des Kolbens. Das Basisteil 7 des Leuchtkörpers ist am Haken 15 eingehängt, so daß die Enden des Basisteils 7 an den Talsohlen 16 aufliegen, wodurch der Bereich des Basisteils über den Haken 15 kurzgeschlossen ist. Das Querteil ist axialsymmetrisch ausgebildet (in Vorderansicht), wobei der dritte Höcker 14 in den zweiten Schenkel 11 übergeht. Das freie Ende 18 des zweiten Schenkels ist nicht entgratet.A U-shaped filament 6, which is double-coiled throughout, extends over almost the entire inner length of the bulb volume, the base part 7 of the U, which extends transversely to the lamp axis, being arranged near the dome 3, while the two Legs of the U, which form the actually luminous, approximately 15 mm long spiral sections 8, extend from the base part 7 to the pinch seal 5 and thereby open slightly towards the pinch seal 5 towards the outside. The luminous element 5 is held by a frame consisting of a support wire 9 made of tungsten with a diameter of approximately 280 μm. The frame is essentially bent in a plane that contains the lamp axis in such a way that a cross member 13 extends between two legs 10, 11, which lie axially parallel to one another on the inner wall 12 of the bulb, which spans the inner diameter of the bulb. The first leg 10, which is considerably longer than the second leg 11 (approximately 21 mm compared to approximately 8 mm), extends over almost the entire inner length of the piston and is embedded approximately 0.8 mm deep in the pinch 5. Just below the top 3, this straight leg 10 bends into the cross member 13. The cross member 13, seen from the front, is corrugated so that it forms three bumps 14, 15, between which two valley bottoms 16 lie. The first and the third hump 14 are each bent in a semicircular shape, while the second hump forms an acute-angled hook 15 between them, which is stretched between the two valley bottoms 16. The hook 15 is slightly offset axially parallel to the level of the frame. The tip 17 of the hook ends below the tip 3 of the piston. The base part 7 of the luminous element is suspended on the hook 15, so that the ends of the base part 7 rest on the valley bottoms 16, as a result of which the area of the base part is short-circuited via the hook 15. The cross member is axially symmetrical (in front view), the third bump 14 merging into the second leg 11. The free end 18 of the second leg is not deburred.
Die beiden leuchtenden Wendelabschnitte 8 gehen an ihren Enden in kurze, etwa 4 mm lange, einfach gewendelte Abschnitte 19 über, die als Stromzuführungen fungieren. Die Stromzuführungen 19 sind in die Quetschdichtung 5 über eine Länge von 3 mm eingeeingeschmolzen und dort an Dichtungsfolien 20 aus Molybdän verschweißt sind. Zur Erleichterung des Schweißens ist ein Bereich 22 von ca. 2 x 2 mm auf jeder Folie mit Platinpaste betupft. Die Stromzuführungen 19 ragen aus der Quetschdichtung lediglich ca. 1 mm in das Kolbenvolumen hinein, damit auf die sonst üblichen Kernstifte zur Stabilisierung verzichtet werden kann. Am äußeren Ende der Folien 20 sind Kontaktstifte 21 angeschweißt, die über das Ende der Quetschdichtung 5 hinaus nach außen ragen.At their ends, the two luminous spiral sections 8 merge into short, approximately 4 mm long, single-spiral sections 19, which act as current leads. The power supply lines 19 are melted into the pinch seal 5 over a length of 3 mm and are welded there to sealing foils 20 made of molybdenum. To facilitate welding, an area 22 of approximately 2 × 2 mm is dabbed with platinum paste on each foil. The power leads 19 protrude from the pinch seal only about 1 mm into the piston volume, so that the otherwise conventional core pins for stabilization can be dispensed with. Contact pins 21 are welded to the outer end of the foils 20 and protrude beyond the end of the pinch seal 5.
Das Primärgewendei des Leuchtkörpers und das Einfachgewende! der Stromzuführungen (Drahtdurchmesser 36 um) besitzt einen Innendurchmesser von 65 um entsprechend einem Kernfaktor von 1,81. Sein Steigungsfaktor ist 1,66 bei einer Steigung von 59,6 um. Die entsprechenden Daten für das Sekundärge-wendel des Leuchtkörpers lauten: Innendurchmesser 290 um / Kernfaktor 2,12 Steigung 224 um / Steigungsfaktor 1,64. 3The primary turning egg of the filament and the single turning! the power supply (wire diameter 36 µm) has an inner diameter of 65 µm, corresponding to a core factor of 1.81. Its slope factor is 1.66 with a slope of 59.6 µm. The corresponding data for the secondary filament of the filament are: inner diameter 290 µm / core factor 2.12 pitch 224 µm / pitch factor 1.64. 3rd
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ELJ | Ceased due to non-payment of the annual fee |