DE69501653T2

DE69501653T2 - Gesockelte hochdruckentladungslampe mit einer lichtabsorbierenden beschichtung

Info

Publication number: DE69501653T2
Application number: DE69501653T
Authority: DE
Inventors: Klaus Schoeller; Helmut Tiesler-Wittig
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH; Philips Electronics NV
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1995-05-05
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2015-05-06
Also published as: CN1069785C; DE69501653D1; DE29507422U1; EP0708978A1; JPH09500489A; US5646471A; KR100337415B1; CN1128580A; WO1995031001A1; FR2719945B3; EP0708978B1; JP3095416B2; KR960704341A; ES2114744T3; FR2719945A3

Description

Die Erfindung betrifft eine gesockelte Hochdruckentladungslampe mit
einem vakuumdicht verschlossenen, lichtdurchlässigen Lampengefäß, das einen Entladungsraum mit einer ionisierbaren Füllung umschließt, in dem Elektroden einander gegenüber angeordnet sind und dazwischen einen Entladungsweg definieren, wobei das Lampengefäß eine Achse und einen ersten und einen zweiten halsförmigen Teil mit einer Abdichtung aufweist;
einer röhrenförmigen Glas-Außenhülle um den Entladungsraum herum, die das Entladungsgefaß mit Spielraum umgibt, wobei die Hülle mit dem Lampengefäß verbunden und mit Gas gefüllt ist,
einem mit Kontakten versehenen Lampensockel, in dem der erste halsförmige Teil fixiert ist,
einem ersten und einem zweiten Stromleiter, die jeweils mit einer jeweiligen Elektrode verbunden sind und durch den ersten bzw. den zweiten halsförmigen Teil zu einem jeweiligen Kontakt am Lampensockel verlaufen, wobei der zweite Stromleiter einen Rückführungsteil hat, der sich entlang einer Außenseite der Außenhülle erstreckt.
Eine derartige gesockelte Hochdruckentladungslampe ist aus der europäischen Patentanmeldung EP-0 570 068-A1 bekannt.
Die Außenhülle der Lampe ist zum Verringern der Temperaturunterschiede des Lampengefaßes im Betrieb nützlich. Durch geringere Temperaturunterschiede läßt sich der Lichtstrom der Lampe bei gleicher Leistungsaufnahme vergrößern. Eine Vergrößerung des Lichtstroms ist sogar bei einer maximalen Temperatur des Lampengefaßes verwirklichbar, die der maximalen Temperatur ohne Hülle entspricht. Es ist auch möglich, eine Verringerung der maximalen Temperatur bei gleichem Lichtstrom wie bei einer nicht umhüllten Lampe zu verwirklichen. Der Lichtstrom und die maximale Temperatur sind von der Größe des Spielraums zwischen der Außenhülle und dem Lampengefäß abhängig.
Die bekannte Lampe eignet sich besonders als Fahrzeugscheinwerferlampe. Die Lichtquelle der Lampe, der Entladungsbogen, hat eine große Helligkeit, während die aufgenommene Leistung von etwa 35 W mit verhältnismäßig hohem Wirkungsgrad in Licht umgesetzt wird. Dadurch kann die Lampe in einem Scheinwerfer mit einer verhältnismäßig kleinen reflektierenden Fläche verwendet werden, wodurch der Scheinwerfer eine verhältnismäßig geringe Höhe haben kann. Dennoch wird dabei für das Fahrzeug mit der Lampe darin eine heller beleuchtete Straßenfläche erhalten als mit den herkömmlichen Glühlampen als Lichtquelle. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein Scheinwerfer mit der gesockelten Hochdruckentladungslampe Streulicht ausstrahlen kann, was zu Blendung führen kann, unter anderem infolge der großen Helligkeit der Lichtquelle und des hohen Lichtstroms sowie in Abhängigkeit von der Art des Scheinwerfers.
Gesockelte Hochdruckentladungslampen der eingangs erwähnten Art sind auch aus EP-0 581 354-A1, EP-0 579 326-A1 und EP-0 579 313-A1 bekannt.
EP-0 237 647-A1 beschreibt eine Hochdruckentladungslampe, die als Fahrzeugscheinwerferlampe einsetzbar ist, wobei das Lampengefaß von einem evakuierten röhrenförmigen Außenkolben aus Hartglas umgeben ist. Dieser Kolben ist über die ganze Länge und, bis auf etwa 15º, über die Hälfte seines Umfangs mit einer strahlungabsorbierenden Beschichtung und über scine restliche Oberfläche mit einer infrarot reflektierenden, lichtdurchlässigen Beschichtung versehen.
Die über einen Umfangswinkel von 180 minus 15º vorhandene strahlungabsorbierende Beschichtung hat die Aufgabe, in einem Scheinwerfer mit einem Parabolreflektor ein asymmetrisches Lichtbündel für Rechts- bzw. für Linksverkehr zu schaffen.
Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Beschichtung bei einer Lampe der eingangs erwähnten Art sogar bei Verwendung von Quarzglas für die Außenhülle und selbst ohne infrarot reflektierende Beschichtung so hohe Temperaturen bewirkt, daß die Lebensdauer der Lampe stark verkürzt wird, die Lichtausbeute der Lampe schnell abnimmt und Verformungen auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gesockelte Hochdruckentladungslampe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der dem Auftreten von Streulicht entgegengewirkt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenhülle eine lichtabsorbierende Beschichtung in einer Zone aufweist, die in der Nähe des ersten halsförmigen Teils an der vom Rückführungsteil des zweiten Stromleiters abgewandten Seite liegt, wobei diese Zone sich zumindest von einem Ort, der mit der Senkrechten zur Außenhülle am Ort der Mitte zwischen den Elektroden einen Winkel α von 50º bildet, zumindest bis zu einem Ort erstreckt, der mit dieser Senkrechten einen Winkel β von etwa 65º bildet, wobei die Scheitelpunkte von α und β auf der Achse des Lampengefaßes liegen.
Es hat sich nänilich gezeigt, daß Streulicht durch Strahlung verursacht wird, die in Richtung des ersten halsförmigen Teils ausgestrahlt und vom Material des Lampengefäßes abgelenkt wird und die anschließend in einer Zone auf den Reflektor trifft, die sich um den Lampensockel herum an dessen Oberseite erstreckt. Der Reflektor hält nämlich die Lampe immer in einer solchen Weise fest, daß der zweite Stromleiter unter dem Lampengefäß zum Lampensockel hin verläuft.
Licht, das bei nicht vorhandener Beschichtung auf den Reflektor trifft, wird mit dem vom Reflektor reflektierten Nutzlicht vermischt und durch die Linse des Scheinwerfers als Lichtbündel nach außen abgestrahlt, nahezu geradeaus nach vorn, weit weg vom Scheinwerfer. Gerade hierdurch ist dieses Streulicht so störend.
Der Winkel α kann um einige Grad kleiner gewählt werden und kann beispielsweise 40º betragen, ohne daß er wesentlichen Einfluß auf den Lichtstrom in einem von einem Scheinwerfer gebildeten Lichtbündel ausübt. Der Winkel β kann größer gewählt werden, um eine größere Herstellungstoleranz zu erhalten, aber die Vergrößerung dieses Winkels hat im übrigen wenig Nutzeffekt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe hat die Außenhülle zu beiden Seiten seitlich des Entladungsweges an der dem Rückführungsteil des zweiten Stromleiters zugewandten Seite eine bandförmige, lichtabsorbierende Beschichtung, wobei diese bandförmigen Beschichtungen einander abgewandte Ränder aufweisen, die einen Winkel γ von nahezu 165º einschließen, und einander zugewandte Ränder haben, die einen Winkel δ von 85 bis 145º einschließen, wobei die Scheitelpunkte von γ und δ auf der Achse des Lampengefaßes liegen.
Der Winkel γ ist der Winkel des asymmetrischen Lichtbündels für Linksoder Rechtsverkehr. Die Wahlfreiheit für den Winkel δ verschafft eine Toleranz bei der Herstellung und gibt eine minimal erwünschte und eine maximal zulässige Breite der Bänder wieder, wobei letztere aus thermischen Gründen nicht überschritten werden sollte.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß ein Scheinwerfer, in dem die Lampe verwendet wird, mit seinem Reflektor und seiner Linse eine geradlinige Hell/Dunkel-Grenze in dem erzeugten Lichtbündel formen kann. Hierdurch kann ein verhältnismäßig starker Lichtstrom bis weit vor das Fahrzeug mit den Scheinwerfern ausgestrahlt werden, während vermieden wird, daß auch Licht über den Horizont hinaus gerichtet wird. Derartiges Licht kann den Gegenverkehr blenden. Ohne bandförmige Beschichtungen müßte der Scheinwerfer mit der Lampe niedriger gerichtet werden, um diese Gefahr zu vermeiden, wodurch die Straßenfläche über eine geringere Entfernung beleuchtet werden würde. Eine nicht geradlinige Hell/Dunkel-Grenze, die ohne die bandförmigen Beschichtungen auftritt, ist darauf zurückzuführen, daß der Entladungsbogen infolge von Konvexionsströmungen in dem Lampengefaß etwas nach oben gekrümmt ist. Der Reflektor und die Linse erzeugen hierdurch bei der Hell/Dunkel-Grenze keine rechteckigen Abbildungen der Lichtquelle, sondern halbmondförmige Abbildungen und damit eine nichtgeradlinige Hell/Dunkel-Grenze.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist außerdem, daß die bandförmigen Beschichtungen keinen oder keinen wesentlichen Einfluß auf die Lebensdauer der Lampe und auf den Lichtstromfaktor während der Lampenlebensdauer haben. Das zwischen den bandförmigen Beschichtungen ausgestrahlte Licht kann zum Beleuchten der Straßenfläche dicht vor dem Fahrzeug mit der Lampe benutzt werden.
Die bei der erfindungsgemäßen gesockelten Hochdruckenfladungslampe getroffenen Maßnahmen können vorteilhaft bei einer gesockelten Hochdruckentladungslampe verwendet werden, bei der das den Entladungsraum umgebende Enfladungsgefaß in der Außenhülle einen Umfangsspielraum von höchstens 2 mm hat. Die Lampe hat dann eine verhältnismäßig hohe Lichtausbeute bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen.
Die Beschichtungen der Außenhülle können mit herkömmlichen, für Glühlampen in Scheinwerfern verwendeten Materialien verwirklicht werden, beispielsweise mit einer Suspension aus Carbonyleisen und Silicium. Die Beschichtungen können mit einem Pinsel, mit einer Drucktechnik oder durch Spritzen, beispielsweise mit einem Tintenstrahl, verschafft werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen gesockelten Hochdrukkentladungslampe ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Lampe in Seitenansicht,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang II-II in Fig. 1, mit den Umrissen des Lampensockels,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang III-III in Fig. 1.
In Fig. 1 enthält die gesockelte Hochdruckentladungslampe ein vakuumdicht verschlossenes, lichtdurchlässiges Lampengefäß 1, in der Figur aus Quarzglas, das einen Enfladungsraum 2 mit einer ionisierbaren Füllung umschließt, in dem die Elektroden 3 und 4 einander gegenüber angeordnet sind und dazwischen einen Entladungsweg definieren. Die Füllung umfaßt beispielsweise Quecksilber, ein Gemisch aus Metallhalogeniden, wie Natrium- und Scandiumiodid, und ein Edelgas, z.B. Xenon, beispielsweise mit einem Fülldruck von mehreren Bar. Das Lampengefäß weist eine Achse 5 und einen ersten 6 und einen zweiten halsförmigen Teil 7 mit einer Abdichtung 8 auf.
Um den Entladungsraum 2 herum befindet sich eine röhrenförmige Glas- Außenhülle 10, zum Beispiel aus Quarzglas, die das Entladungsgefäß 1 mit Spielraum umgibt, wobei die Hülle mit dem Lampengefäß 1 verbunden und mit Gas, beispielsweise mit Luft, gefüllt ist.
Die Lampe hat einen mit Kontakten 21 und 22 versehenen Lampensockel 20, in dem der erste halsförmige Teil 6 fixiert ist. Ein erster 23 und ein zweiter Stromleiter 24, die jeweils mit einer jeweiligen Elektrode 3, 4 verbunden sind, verlaufen durch den ersten 6 bzw. den zweiten halsförmigen Teil 7 zu einem jeweiligen Kontakt 21, 22 am Lampensockel 20. Der zweite Stromleiter 24 hat einen Rückführungsteil 25, der sich entlang einer Außenseite der Außenhülle 10 erstreckt.
Die Außenhülle 10 weist, siehe auch Fig. 2 und 3, eine lichtabsorbierende Beschichtung 11 in einer Zone auf, die in der Nähe des halsförmigen Teils 6 an der vom Rückführungsteil 25 des zweiten Stromleiters 24 abgewandten Seite liegt. Die Zone erstreckt sich zumindest von einem Ort, der mit der Senkrechten zur Außenhülle 10 in der Mitte zwischen den Elektroden 3, 4 einen Winkel α von 50º bildet, in der Figur 40º, zumindest bis zu einem Ort, der mit dieser Senkrechten einen Winkel β von etwa 65º bildet. Die Scheitelpunkte von α und β liegen auf der Achse 5 des Lampengefäßes 1.
Um den Rückführungsteil 25 herum ist in der Figur ein Keramikrohr 26 vorhanden, das an einem Ende in den Lampensockel 20 aufgenommen und an einem anderen Ende mit Kitt in einer Keranükkappe 27 befestigt ist. Bei Anlegen einer Spannung mittels eines Steckverbinders auf dem Lampensockel ist die Lampe elektrisch berührungssicher.
Die Außenhülle 10 hat zu beiden Seiten seitlich des Endadungsweges an der dem Rückführungsteil 25 des zweiten Stromleiters 24 zugewandten Seite eine bandförmige, lichtabsorbierende Beschichtung 12, 13. Diese bandförmigen Beschichtungen 12, 13 weisen einander abgewandte Ränder 12', 13' auf, die einen Winkel γ von nahezu 165º einschließen, und einander zugewandte Ränder 12", 13", die einen Winkel δ von 85 bis 145º einschließen. Die Scheitelpunkte von γ und δ liegen auf der Achse 5 des Lampengefaßes.
Das Enfladungsgefäß 1 hat in der den Entladungsraum 2 umgebenden 1 Außenhülle 10 einen Umfangsspielraum von höchstens 2 mm, in der Figur von 0,35 mm.
Streustrahlung ist bei der Lampe wirksam entgegengewirkt worden.

Claims

1. Gesockelte Hochdruckentladungslampe mit

einem vakuumdicht verschlossenen, lichtdurchlässigen Lampengefäß (1), das einen Entladungsraum (2) mit einer ionisierbaren Füllung umschließt, in dem Elektroden (3, 4) einander gegenüber angeordnet sind und dazwischen einen Entladungsweg definieren, wobei das Lampengefäß eine Achse (5) und einen ersten (6) und einen zweiten halsförmigen Teil (7) mit einer Abdichtung (8) aufweist;

einer röhrenförmigen Glas-Außenhülle (10) um den Entladungsraum (2) herum, die das Enfladungsgefäß (1) mit Spielraum umgibt, wobei die Hülle mit dem Lampengefäß (1) verbunden und mit Gas gefüllt ist,

einem mit Kontakten (21, 22) versehenen Lampensockel (20), in dem der erste halsförmige Teil (6) fixiert ist,

einem ersten (23) und einem zweiten Stromleiter (24), die jeweils mit einer jeweiligen Elektrode (3, 4) verbunden sind und durch den ersten (6) bzw. den zweiten halsförmigen Teil (7) zu einem jeweiligen Kontakt (21, 22) am Lampensockel (20) verlaufen, wobei der zweite Stromleiter (24) einen Rückführungsteil (25) hat, der sich entlang einer Außenseite der Außenhülle (10) erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (10) eine lichtabsorbierende Beschichtung (11) in einer Zone aufweist, die in der Nähe des ersten halsförmigen Teils (6) an der vom Rückführungsteil (25) des zweiten Stromleiters (24) abgewandten Seite liegt, wobei diese Zone sich zumindest von einem Ort, der mit der Senkrechten zur Außenhülle (10) am Ort der Mitte zwischen den Elektroden (3, 4) einen Winkel α von 50º bildet, zumindest bis zu einem Ort erstreckt, der mit dieser Senkrechten einen Winkel β von etwa 65º bildet, wobei die Scheitelpunkte von α und β auf der Achse (5) des Lampengefaßes (1) liegen.

2. Gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (10) zu beiden Seiten seitlich des Entladungsweges an der dem Rückführungsteil (25) des zweiten Stromleiters (24) zugewandten Seite eine bandförmige, lichtabsorbierende Beschichtung (12, 13) hat, wobei diese bandförmigen Beschichtungen (12, 13) einander abgewandte Ränder (12', 13') aufweisen, die einen Winkel γ von nahezu 165º einschließen, und einander zugewandte Ränder (12", 13") haben, die einen Winkel δ von 85 bis 145º einschließen, wobei die Scheitelpunkte von γ und δ auf der Achse (5) des Lampengefäßes liegen.

3. Gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Entladungsraum (2) umgebende Endadungsgefäß (1) in der Außenhülle (10) einen Umfangsspielraum von höchstens 2 mm hat.