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EP1309985A1 - Kompakte hochvolt-glühlampe - Google Patents

Kompakte hochvolt-glühlampe

Info

Publication number
EP1309985A1
EP1309985A1 EP01964844A EP01964844A EP1309985A1 EP 1309985 A1 EP1309985 A1 EP 1309985A1 EP 01964844 A EP01964844 A EP 01964844A EP 01964844 A EP01964844 A EP 01964844A EP 1309985 A1 EP1309985 A1 EP 1309985A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lamp
bulb
incandescent lamp
incandescent
double helix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01964844A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Davideit
Sigbert Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP1309985A1 publication Critical patent/EP1309985A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/02—Incandescent bodies
    • H01K1/14—Incandescent bodies characterised by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/18—Mountings or supports for the incandescent body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/38—Seals for leading-in conductors

Definitions

  • the invention relates to a compact electric high-voltage incandescent lamp.
  • high-voltage incandescent lamp is to be understood in a generalized manner in that it means incandescent lamps which are connected directly to the mains voltage, e.g. without a voltage converter, for example a transformer or electronic converter. 115 V or 230 V, can be operated.
  • the lamp bulb which is usually filled with inert gas, for example N 2 , Xe, Ar and / or Kr, additionally contains halogen additives which maintain a tungsten-halogen cycle in order to counteract blackening of the bulb.
  • inert gas for example N 2 , Xe, Ar and / or Kr
  • This type of lamp is used in general lighting as well as for special lighting purposes, in combination with an optical reflector, for example in projection technology.
  • the trend for high-voltage halogen incandescent lamps is increasingly towards compact lamp dimensions.
  • the compactness of the lamp and especially the Luminous body of the lamp is particularly important in projection applications.
  • the reason for this lies, among other things, in the connection between the electrical resistance R of the filament and the desired electrical power consumption P for a given supply voltage U.
  • the relationship P U 2 / R applies, since the supply voltage U is quadratic in the above relationship, must during the transition from the low-voltage to the high-voltage range, the resistance of the incandescent filament can be increased considerably in order to achieve the same power consumption of the lamp.
  • the resistance R of the wire coil in turn depends, among other things, on the wire diameter and the wire length.
  • the wire for high-voltage halogen incandescent lamps is typically between 1 m and 2 m long, depending on the wire diameter and power (here, for example, 50 ⁇ m and 150 W or 190 ⁇ m and 1000 W).
  • the filament filaments in high-voltage lamps are generally longer than in low-voltage types.
  • a compact halogen incandescent lamp with a double filament is already known from the document EP-A 0 743 673.
  • the double filament is arranged within a cylindrical lamp bulb and is transverse to the longitudinal axis of the lamp. This document does not give specific information about the operating voltage. However, at least it does not seem to be suitable for 230 V operation.
  • GB-A 2302208 shows a compact halogen incandescent lamp using low to medium volt technology (eg 6 to 36 V) with a double filament and an IR radiation reflecting layer applied to the wall surface of the lamp bulb.
  • the double filament is arranged in the axis of the cylindrical part of the lamp bulb.
  • US-A 4,499,401 discloses an incandescent lamp with a triple filament, which is arranged transversely to the lamp longitudinal axis within a pear-shaped lamp bulb.
  • This light bulb has an Edison screw base and is also suitable for operation at 230 V, among other things.
  • HV incandescent lamps with a plurality of filament segments are also known, the individual filament segments being fixed within the lamp bulb by a complex filament frame.
  • Another disadvantage is the poor illumination quality when using such a lamp in an optical reflector. Because of the spatially extensive and segmented filament, an undesirably uneven luminous intensity distribution results.
  • the object of the present invention is to provide a compact high-voltage incandescent lamp. Other aspects are to provide higher luminance as well as efficiency and better illumination quality when used in an optical reflector.
  • the compact high-voltage incandescent lamp according to the invention has a triple winding in the form of a double helix as the luminous element, which in turn is formed from a conventional double winding.
  • the double helix can be viewed as consisting of two spatially intermeshing double helix sections, the two double helix sections being realized as helical lines of the same type, but with opposite directions in terms of current flow. These two helical lines are offset from each other in the axial direction by approximately half a climbing height so that their two longitudinal axes coincide. The height of climb is defined here as the distance within which the helical lines make a complete revolution.
  • the two double spiral sections merge into one another at a first end of the luminous element. At the opposite end of the filament, the double spiral sections are each connected to a power supply. While the lamp is operating, the full mains voltage is on the power supply.
  • the initial areas of the two double helix halves are less closely adjacent, but without unduly increasing the overall length of the luminous element.
  • the long filament required for high-voltage incandescent lamps is in this way a very compact, one-piece, i.e. unsegmented, luminous body designed in the form of the triple thread explained above.
  • the main part of the lamp bulb has the shape of a cylinder with a circular cross section.
  • the elongated double helix is oriented axially within the cylindrical lamp bulb. In this way, the lamp bulb and the lamp body are geometrically well matched, which results in the particularly compact design of the lamp.
  • IR radiation infrared
  • a layer reflecting infrared (IR) radiation in a manner known per se (see, for example, GB-A 2302208, already cited).
  • IR infrared
  • the increase in lamp efficiency achieved in this way can be used, on the one hand, with constant electrical power consumption for a temperature increase in the luminous element and consequently an increase in the luminous flux.
  • a predetermined luminous flux can be achieved with lower electrical power consumption - an advantageous “energy-saving effect”.
  • Another advantageous effect is that, owing to the IR layer, significantly less IR radiation power is emitted through the lamp bulb and thus the environment is heated up than with conventional light bulbs.
  • the main part of the lamp bulb is designed as an EUipsoid or at least approximately as an EUipsoid.
  • This bulb shape enables a particularly efficient return of the IR radiation. Further details can be found, for example, in EP-A 0765 528.
  • La a high-voltage halogen incandescent lamp with double helix luminous element and cylindrical lamp bulb in side view
  • Fig. Lb like figure la, but rotated by 90 °
  • 2a is a side view of a high-voltage halogen incandescent lamp with double helix filament and ellipsoidal lamp bulb
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the manufacture of the double helix filament from a double winding.
  • Figures la, lb show a schematic representation of a side view and a 90 ° rotated view of a high-voltage halogen incandescent lamp squeezed on one side according to the invention for operation on 230 V mains voltage.
  • the electrical power consumption and the luminous efficacy are 1000 W and 25 Im / W.
  • the lamp has a cylindrical lamp bulb 1 made of quartz glass, which is formed at one end into a dome with a closed pump tip 2. At the other end, the lamp bulb 1 is fused using a pinch seal 3.
  • the lamp bulb 1 encloses a halogen filling known per se, as is customary for halogen incandescent lamps.
  • the filling components are, for example, xenon (Xe) and nitrogen (N 2 ) and a few percent of a halogen, for example dibromomethane (DBM).
  • the filling pressure is approx. 3 bar.
  • a one-piece luminous element 4 is arranged axially within the lamp bulb 1. As can be seen from the magnifying glass in FIG. 1b, it consists of a double helix 4a-4c, known per se, made of tungsten wire, which in turn is shaped into a double helix.
  • the double helix 4 has two spatially interlocking helical double spiral sections 4a, 4b, which merge seamlessly into one another by means of an arcuate double spiral section 4c.
  • the helical sections 4a, 4b of the double helix 4 each have one and a half turns.
  • the outer diameter and the length of the double helix 4 are approximately 11 mm and 16 mm, respectively.
  • the double helix filament 4 is very compact for operation on 230 V mains voltage and 1000 W power consumption.
  • the two simply coiled ends 5a, 5b of the filament are fixed in a quartz beam 6, which in turn is supported by two wire pins 7a, 7b, which also serve as a power supply.
  • the latter end in the pinch seal 3, where they are each connected to a molybdenum foil 8a, 8b.
  • the molybdenum foils 8a, 8b are finally connected to a power supply pin 9a, 9b leading to the outside.
  • the end of the double helix luminous element 4 close to the pump tip 2, ie the double helix section 4c, is fixed with a holder 10 made of wire.
  • the wire holder 10 is formed into an elongated bracket, which in one Eyelet 11 ends.
  • the section 4c connecting the two halves of the double helix 4 is suspended in this eyelet 11.
  • the other end of the holder 10 is fixed in the quartz beam 6.
  • the other end of the holder 10 can also be extended up to the pinch seal 3.
  • the aforementioned quartz beam 6 can be dispensed with, since the holder is then fixed directly in the pinch seal.
  • a holder can also be dispensed with entirely, namely if the stability of the helix is sufficiently large, for example with a correspondingly large wire diameter.
  • the halogen incandescent lamp from FIG. 1 a, lb combines the high-voltage suitability with particular compactness ,
  • FIGS. 2a, 2b schematically show a further exemplary embodiment of a high-voltage halogen incandescent lamp (230 V) squeezed on one side according to the invention in a side view and in a view rotated by 90 °.
  • a high-voltage halogen incandescent lamp 230 V
  • FIGS. 2a, 2b schematically show a further exemplary embodiment of a high-voltage halogen incandescent lamp (230 V) squeezed on one side according to the invention in a side view and in a view rotated by 90 °.
  • 230 V high-voltage halogen incandescent lamp
  • the lamp in FIGS. 2 a, 2 b has an ellipsoidal lamp bulb 12, the outer wall surface of which is provided with a layer system 13 reflecting IR radiation.
  • the layer system 13 consists of an interference filter known per se - usually a sequence of alternating dielectric layers of different refractive indices. In the present case, there is an alternating sequence of Nb2 ⁇ s and Si0 2 layers.
  • the lamp bulb 12 has a pronounced constriction 14 in the area of the lamp neck, ie directly in the area of the transition from the lamp bulb 12 to the pinch seal 3, which is relatively wide due to the foil passage achieved correspondingly high efficiency of the lamp.
  • the halogen incandescent lamp from FIGS. 2a, 2b combines high-voltage suitability with IR layer technology and compactness.
  • the lamp from FIG. 1 and, alternatively, that from FIG. 2 is installed in an optical reflector.
  • FIG. 3 shows the principle of producing the double helix luminous element 4 according to the invention from a double winding 4 '.
  • the double winding 4 ' (details not shown) is placed centrally in the groove 15 of a winding mandrel 16.
  • a double helix 4 is formed from the double winding 4 ', which is then removed from the winding mandrel 16 and installed in the lamp according to the invention according to FIGS. 1a, b and 2a, b.
  • the bottle neck-shaped configuration of the winding mandrel 16 enables the production of a double helix with a diameter that increases in the direction of the current leads.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemäße kompakte Hochvolt-Glühlampe weist als Leuchtkörper ein Dreifachgewickel in Form einer Doppelhelix (4) auf, die ihrerseits aus einer Doppelwendel (4a-4c) geformt ist. Auf diese Weise lassen sich Hochvolt-Glühlampen mit kompakten Abmessungen und hohen Leuchtdichten realisieren.

Description

Kompakte Hochvolt-Glühlampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine kompakte elektrische Hochvolt-Glühlampe.
Der Begriff Hochvolt-Glühlampe ist insofern verallgemeinert zu verstehen als damit Glühlampen gemeint sind, die ohne Zwischenschaltung eines Spannungswandlers, beispielsweise Transformators oder elektronischen Konverters, direkt an Netzspannung, z.B. 115 V oder 230 V, betrieben werden können.
Es handelt sich dabei insbesondere um eine kompakte Hochvolt- Halogenglühlampe, beispielsweise für den Betrieb an 230 V-Netzspannung. Bei Halogenglühlampen enthält der üblicherweise mit Inertgas, beispielswei- se mit N2, Xe, Ar und/ oder Kr gefüllte Lampenkolben zusätzlich Halogenzusätze, die einen Wolfram-Halogen-Kreisprozeß aufrechterhalten, um einer Kolbenschwärzung entgegenzuwirken.
Diese Art von Lampen wird sowohl in der Allgemeinbeleuchtung als auch für besondere Beleuchtungszwecke eingesetzt, in Kombination mit einem optischen Reflektor beispielsweise in der Projektionstechnik.
Wie bereits bei den Niedervolt-Halogenglühlampen geht auch bei den Hochvolt-Halogenglühlampen der Trend zunehmend in Richtung kompakte Lampenabmessungen. Der Kompaktheit der Lampe und insbesondere des Leuchtkörpers der Lampe kommt gerade bei Projektionsanwendungen eine große Bedeutung zu.
Dem steht allerdings die bei Leuchtkörper (Glühwendel) für Hochvolt- Halogenglühlampen typischerweise benötigte große Länge des Drahtes ent- gegen. Der Grund hierfür liegt unter anderem im Zusammenhang zwischen dem elektrischen Widerstand R der Glühwendel und der gewünschten elektrischen Leistungsaufnahme P bei vorgegebener Versorgungsspannung U. Es gilt nämlich die Beziehung P = U2/R- Da die Versorgungsspannung U quadratisch in die vorstehende Beziehung eingeht, muss beim Übergang vom Niedervolt- in den Hochvoltbereich der Widerstand der Glühwendel entsprechend erheblich vergrößert werden, um die gleiche Leistungsaufnahme der Lampe zu realisieren. Der Widerstand R der Drahtwendel ist seinerseits unter anderem vom Drahtdurchmesser und der Drahtlänge abhängig. So ist der Draht für Hochvolt-Halogenglühlampen typischerweise zwischen 1 m und 2 m lang, je nach Drahtdurchmesser und Leistung (hier z.B. 50 μm und 150 W bzw. 190 μm und 1000 W).
Folglich sind bei vergleichbarer Leistungsaufnahme, Drahtdurchmesser und Wendelsteigung die Glühwendeln bei Hochvoltlampen in der Regel länger als bei Niedervolttypen.
Stand der Technik
Aus der Schrift EP-A 0 743 673 ist bereits eine kompakte Halogenglühlampe mit einer Doppelwendel bekannt. Die Doppelwendel ist innerhalb eines zylindrischen Lampenkolbens angeordnet und zwar transversal zur Längsachse der Lampe. Konkrete Angaben über die Betriebsspannung sind dieser Schrift nicht zu entnehmen. Allerdings scheint sie zumindest für den Betrieb an 230 V nicht geeignet. Die GB-A 2302208 zeigt eine kompakte Halogenglühlampe in Nieder- bis Mttelvolt-Technik (z.B. 6 bis 36 V) mit einer Doppelwendel und einer auf der Wandfläche des Lampenkolbens aufgebrachten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht. Die Doppelwendel ist in der Achse des zylindrischen Teils des Lampenkolbens angeordnet.
Die US-A 4,499,401 offenbart eine Glühlampe mit einer Dreifachwendel, die transversal zur Lampenlängsachse innerhalb eines birnenförmigen Lampenkolbens angeordnet ist. Diese Glühlampe weist einen Edison-Schraubsockel auf und ist unter anderem auch für den Betrieb an 230 V geeignet. Allerdings ist sie aufgrund der transversalen Wendelanordnung relativ großvolumig und somit insbesondere für Projektionsanwendungen nicht geeignet.
Schließlich sind auch HV-Glühlampen mit mehreren Wendelsegmenten bekannt, wobei die einzelnen Wendelsegmente durch ein aufwendiges Wendelgestell innerhalb des Lampenkolbens fixiert sind. Nachteilig ist außerdem die schlechte Ausleuchtungsqualität bei Verwendung einer derartigen Lampe in einem optischen Reflektor. Aufgrund der räumlich ausgedehnten und segmentierten Glühwendel resultiert nämlich eine unerwünscht ungleichmäßige Leuchtstärkeverteilung.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompakte Hochvolt- Glühlampe bereitzustellen. Weitere Aspekte sind, eine höhere Leuchtdichte sowie Effizienz und eine bessere Ausleuchtungsqualität bei Verwendung in einem optischen Reflektor bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird von einer Lampe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängi- gen Ansprüchen. Außerdem wird Schutz für ein Beleuchtungssystem mit der erfindungsgemäßen Lampe und einem optischen Reflektor beansprucht.
Die erfindungsgemäße kompakte Hochvolt-Glühlampe weist als Leuchtkörper ein Dreifachgewickel in Form einer Doppelhelix auf, die ihrerseits aus einem herkömmlichen Doppelgewickel geformt ist.
Zur Veranschaulichung der Leuchtkörperform kann die Doppelhelix als aus zwei räumlich ineinandergreifende Doppelwendelabschnitte betrachtet werden, wobei die beiden Doppelwendelabschnitte als gleichartige, hinsichtlich des Stromflusses aber gegenläufige Schraubenlinien realisiert sind. Diese beiden Schraubenlinien sind in Achsrichtung um ca. eine halbe Steighöhe gegeneinander verschoben so angeordnet, dass ihre beiden Längsachsen zusammenfallen. Die Steighöhe ist hier als die Strecke definiert, innerhalb der die Schraubenlinien eine vollständige Umdrehung ausführen. An einem ersten Ende des Leuchtkörpers gehen die beiden Doppelwendelabschnitte in- einander über. Am gegenüberliegenden Ende des Leuchtkörpers sind die Doppelwendelabschnitte mit je einer Stromzuführung verbunden. Während des Betriebs der Lampe liegt an den Stromzuführungen die volle Netzspannung. Das bedeutet beispielsweise in einem 230 V Wechselspannungsnetz eine Spitzenspannung von ca. 311 V. Im unmittelbar an die Stromzuführun- gen angrenzenden Anfangsbereich der beiden räumlich ineinandergreifenden Doppelwendelabschnitte besteht also eine erhöhte Gefahr von Spannungsüberschlägen bzw. Bogenbildungen. Um diese Gefahr zumindest zu verringern, kann es vorteilhaft sein, die Steighöhe in diesem Anfangsbereich zu vergrößern, d.h. eine in Richtung der Stromzuführungen zunehmende Steighöhe vorzusehen. Dann sind zwar wie gewünscht die Anfangsbereiche der beiden Doppelhelixhälften weniger eng benachbart, allerdings ohne die Gesamtlänge des Leuchtkörpers über Gebühr zu vergrößern. Alternativ oder ergänzend kann es auch vorteilhaft sein, einen in Richtung der Stromzuführungen zunehmenden Durchmesser der Doppelhelix vorzusehen.
Jedenfalls ist auf diese Weise der für Hochvolt-Glühlampen erforderliche lange Glühdraht zu einem sehr kompakten, einteiligen, d.h. unsegmentier- ten, Leuchtkörper in Form des vorstehend erläuterten Dreifachgewickeis ausgebildet. Neben der Kompaktheit des doppelhelixförmigen Leuchtkörpers ist es auch vorteilhaft, dass dessen Struktur relativ geschlossen ist. Damit lassen sich auch bei Hochvolt-Glühlampen zum einen hohe Leuchtdichten und zum andern - eingebaut in einen optischen Reflektor - eine gute Ausleuchtungsqualität erzielen.
In einer besonders kompakten Weiterbildung hat der Hauptteil des Lampenkolbens die Form eines Zylinders mit kreisförmigem Querschnitt. Die längliche Doppelhelix ist dabei axial innerhalb des zylindrischen Lampenkolbens orientiert. Auf diese Weise sind Lampenkolben und Leuchtkör- per geometrisch gut aufeinander abgestimmt, woraus das besonders kompakte Design der Lampe resultiert.
Außerdem kann es zur weiteren Steigerung der Effizienz vorteilhaft sein, die Wandfläche des Lampenkolbens in an sich bekannter Weise zusätzlich mit einer Infrarot(IR)-Strahlung reflektierenden Schicht zu versehenen (siehe z.B. die bereits zitierte GB-A 2302208). Durch diese Schicht wird ein Großteil der vom Leuchtkörper abgestrahlten IR-Strahlungsleistung zurückreflektiert. Die dadurch erzielte Erhöhung des Lampenwirkungsgrades lässt sich einerseits bei konstanter elektrischer Leistungsaufnahme für eine Temperaturerhöhung des Leuchtkörpers und folglich eine Steigerung des Lichtstromes nutzen. Andererseits lässt sich ein vorgegebener Lichtstrom mit geringerer elektrischer Leistungsaufnahme erzielen - ein vorteilhafter „Energiespareffekt". Ein weiterer vorteilhafter Effekt ist, dass aufgrund der IR-Schicht deutlich weniger IR-Strahlungsleistung durch den Lampenkolben hindurch abgestrahlt und damit die Umgebung erwärmt wird, als bei herkömmlichen Glühlampen.
In einer besonders effizienten Ausführungsform einer Lampe mit IR- Strahlung reflektierender Schicht ist der Hauptteil des Lampenkolbens als EUipsoid oder zumindest näherungsweise als EUipsoid ausgebildet. Diese Kolbenform ermöglicht eine besonders effiziente Rückführung der IR- Strahlung. Näheres hierzu findet sich beispielsweise in der EP-A 0765 528.
Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. la eine Hochvolt-Halogenglühlampe mit Doppelhelix-Leuchtkörper und zylindrischem Lampenkolben in Seitenansicht,
Fig. lb wie Figur la, aber um 90° gedreht,
Fig. 2a eine Hochvolt-Halogenglühlampe mit Doppelhelix-Leuchtkörper und ellipsoidem Lampenkolben in Seitenansicht,
Fig. 2b wie Figur 2a, aber um 90° gedreht,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Herstellung des Doppelhelix- Leuchtkörpers aus einem Doppelgewickel.
Die Figuren la, lb zeigen in schematischer Darstellung eine Seitenansicht und eine dazu um 90° gedrehte Ansicht einer erfindungsgemäßen einseitig gequetschten Hochvolt-Halogenglühlampe für den Betrieb an 230 V Netzspannung. Die elektrische Leistungsaufnahme und die Lichtausbeute betragen 1000 W bzw. 25 Im/ W. Die Lampe weist einen zylindrischen Lampenkolben 1 aus Quarzglas auf, der an einem Ende zu einer Kuppel mit einer geschlossenen Pumpspitze 2 geformt ist. Am anderen Ende ist der Lampenkolben 1 mit Hilfe einer Quetschdichtung 3 verschmolzen. Der Lampenkolben 1 umschließt eine an sich bekannte Halogenfüllung, wie sie für Halogenglühlampen üblich ist. Die Füllungsbestandteile sind beispielsweise Xenon (Xe) und Stickstoff (N2) sowie einige Prozent eines Halogens, z.B. Dibrommethan (DBM). Der Fülldruck beträgt ca. 3 bar.
Innerhalb des Lampenkolbens 1 ist axial ein einteiliger Leuchtkörper 4 ange- ordnet. Wie aus der Lupendarstellung in Figur lb ersichtlich, besteht er aus einer an sich bekannten Doppelwendel 4a-4c aus Wolframdraht, die ihrerseits zu einer Doppelhelix geformt ist. Die Doppelhelix 4 weist zwei räumlich ineinandergreifende schraubenlinienförmige Doppelwendelabschnitte 4a, 4b auf, die mittels eines bogenförmigen Doppelwendelabschnitts 4c nahtlos in- einander übergehen. Die schraubenlinienförmigen Abschnitte 4a, 4b der Doppelhelix 4 weisen je eineinhalb Windungen auf. Der Außendurchmesser und die Länge der Doppelhelix 4 betragen ca. 11 mm bzw. 16 mm. Folglich ist der Doppelhelix-Leuchtkörper 4 für den Betrieb an 230 V-Netzspannung und 1000 W Leistungsaufnahme sehr kompakt.
Die beiden einfach gewendelten Enden 5a, 5b des Leuchtkörpers sind in einem Quarzbalken 6 fixiert, der seinerseits von zwei auch als Stromzuführung dienenden Drahtstiften 7a, 7b gestützt sind. Letztere enden in der Quetschdichtung 3, wo sie jeweils mit einer Molybdänfolie 8a, 8b verbunden sind. Die Molybdänfolien 8a, 8b sind schließlich mit jeweils einem nach außen führenden Stromzuführungsstift 9a, 9b verbunden.
Das der Pumpspitze 2 nahe Ende des Doppelhelix-Leuchtkörpers 4, d.h. der Doppelwendelabschnitt 4c, ist mit einer Halterung 10 aus Draht fixiert. Dazu ist die Drahthalterung 10 zu einem länglichen Bügel geformt, der in einer Öse 11 endet. Der die beiden Hälften der Doppelhelix 4 verbindende Abschnitt 4c ist in diese Öse 11 eingehängt. Das andere Ende der Halterung 10 ist in dem Quarzbalken 6 befestigt.
Alternativ kann das andere Ende der Halterung 10 auch bis zur Quetschdich- tung 3 verlängert sein. In diesem Fall kann auf den vorgenannten Quarzbalken 6 verzichtet werden, da die Halterung dann direkt in der Quetschdichtung fixiert ist. Unter Umständen kann auch ganz auf eine Halterung verzichtet werden, nämlich wenn die Stabilität der Wendel genügend groß ist, beispielsweise bei entsprechend großem Drahtdurchmesser.
Mit Hilfe des dreifachgewickelten kompakten Doppelhelix-Leuchtkörpers 4 und dem daran angepassteri einseitig gequetschten, zylindrischen Lampenkolben 1 mit einer Gesamtlänge von ca. 60 mm und einem Durchmesser von ca. 20 mm vereinigt die Halogenglühlampe aus Figur la, lb die Hochvolt- Eignung mit besonderer Kompaktheit.
In den Figuren 2a, 2b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen einseitig gequetschten Hochvolt-Halogenglühlampe (230 V) in Seitenansicht und in einer dazu um 90° gedrehten Ansicht schematisch dargestellt. Gleiche Merkmale wie in Figur la, lb sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel von Figur la, lb weist die Lampe in den Figuren 2a, 2b einen ellipsoiden Lampenkolben 12 auf, dessen Außenwandfläche mit einem IR-Strahlung reflektierenden Schichtensystem 13 versehen ist. Das Schichtensystem 13 besteht aus einem an sich bekannten Interferenzfilter - üblicherweise eine Folge alternierender dielektrischer Schich- ten unterschiedlicher Brechzahlen. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine alternierende Folge von Nb2θs- bzw. Si02-Schichten. Der Lampenkolben 12 weist eine ausgeprägte Einschnürung 14 im Bereich des Lampenhalses auf, d.h. unmittelbar im Bereich des Übergangs des Lampenkolbens 12 zu der aufgrund der Foliendurchführung relativ breiten Quetschdichtung 3. Dadurch wird eine besonders große wirksame Reflexi- onsfläche 13 bezüglich des gesamten Lampenkolbens und folglich ein entsprechend hoher Wirkungsgrad der Lampe erzielt.
Auf diese Weise vereinigt die Halogenglühlampe aus Figur 2a, 2b die Hochvolteignung mit der IR-Schicht-Technologie und Kompaktheit.
In einem (nicht dargestellten) Beleuchtungssystem ist die Lampe aus Figur 1 und alternativ die aus Figur 2 in einen optischen Reflektor eingebaut.
In Figur 3 ist das Prinzip der Herstellung des erfindungsgemäßen Doppelhelix-Leuchtkörpers 4 aus einem Doppelgewickel 4' dargestellt. Dazu wird das Doppelgewickel 4' (Details nicht dargestellt) mittig in die Nut 15 eines Wi- ckeldorns 16 eingelegt. Durch Drehen des Wickeldorns 16 wird aus dem Doppelgewickel 4' eine Doppelhelix 4 geformt, die anschließend vom Wickeldorn 16 abgenommen und in der erfindungsgemäßen Lampe gemäß Figur la, b bzw. 2a, b eingebaut wird. Die flaschenhalsförmige Ausgestaltung des Wickeldorns 16 ermöglicht die Herstellung einer Doppelhelix mit in Richtung der Stromzuführungen zunehmendem Durchmesser.

Claims

Patentansprüche
1. Kompakte Hochvolt-Glühlampe, insbesondere Hochvolt-Halogenglühlampe, mit einem Lampenkolben (1; 12) und einem Leuchtkörper (4) aus einem dreifachgewickelten Glühdraht, der innerhalb des Lampenkolbens (1; 12) angeordnet und mit zwei nach außen führenden Stromzuführungen (9a, 9b) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der
Lampenkolben (1; 12) und die Stromzuführungen (9a, 9b) eine Längsachse der Lampe definieren, und wobei der Leuchtkörper eine Doppelhelix (4) ist, die aus einer Doppelwendel (4a-4c) geformt ist.
2. Glühlampe nach Anspruch 1, wobei die Doppelhelix (4) im Lam- penkolben (1; 12) axial orientiert ist.
3. Glühlampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steighöhe der Doppelhelix in Richtung der Stromzuführungen zunimmt.
4. Glühlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Doppelhelix in Richtung der Stromzuführungen zu- nimmt.
5. Glühlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lampenkolben (1; 12) rotationssymmetrisch ist.
6. Glühlampe nach Anspruch 5, wobei die Form des Lampenkolbens als Zylinder (1) ausgebildet ist.
7. Glühlampe nach Anspruch 5, wobei die Form des Lampenkolbens als
EUipsoid (12) ausgebildet ist.
8. Glühlampe nach Anspruch 7, wobei der Lampenkolben (12) im Bereich des Lampenhalses eine Einschnürung (14) aufweist.
9. Glühlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die beiden Stromzuführungen (9a, 9b) bezüglich der Lampenlängsachse auf einer Seite des Lampenkolbens (1; 12) gasdicht nach außen geführt sind.
10. Glühlampe nach Anspruch 9, wobei innerhalb des Lampenkolbens (1; 12) eine Halterung (10) angeordnet ist, an der das den Stromzuführungen (9a, 9b) abgewandte Ende (4c) der Doppelhelix fixiert ist.
11. Glühlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wandfläche des Lampenkolbens (12) mit einer IR-Strahlung reflektierenden Schicht (13) versehenen ist.
12. Beleuchtungssystem mit einem optischen Reflektor und einer Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
EP01964844A 2000-08-14 2001-07-24 Kompakte hochvolt-glühlampe Withdrawn EP1309985A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10040253A DE10040253A1 (de) 2000-08-14 2000-08-14 Kompakte Hochvolt-Glühlampe
DE10040253 2000-08-14
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