用於放電燈的燈泡的製作方法
2023-07-16 10:02:36 1
專利名稱：用於放電燈的燈泡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1所述的、用於放電燈、特別是用於短弧放電燈的燈泡。
背景技術：
放電燈目前在許多領域使用，例如作為投影光源。
在此，放電燈始終包括一個具有充氣燃燒室的、例如由石英玻璃製成的燈泡或者燃燒器。在這種充入例如氙、其它惰性氣體或者金屬蒸氣例如汞的所謂圓筒的燃燒室內，封入兩個彼此相對的電極，在該電極之間產生放電。
公知燈泡的幾何形狀在歷史中形成並在實踐中不斷得到優化。特別是出於製造的原因，無論是燈泡的外部輪廓還是圓筒的形狀始終對於燈泡軸線旋轉對稱。
在按照現有技術的燈泡上，無論是燈泡還是圓筒的外部輪廓均具有一個環面狀的中心區域。也就是說，用含有燈泡軸線的任意平面形成的該中心區域的剖面圖包括一個具有半徑r的扇形，該扇形的中心到燈泡軸線距離為R。在迄今為止的燈泡設計中，該扇形的中心處於該扇形與燈泡軸線之間(R＞0)。
屬於燈泡和圓筒外部輪廓中心區域的扇形的中心在此處於與燈泡軸線的同一法線面上，從而兩個圓環同心。
這些中心區域相對上述法線面鏡面對稱連續過渡到邊緣區域內，這些邊緣區域在圓筒處為截錐狀，在外部輪廓上為管狀。在外部輪廓的中心和管狀區域之間存在具有預先規定半徑的斷面收縮部分。
在公知的燈泡上，因此無論是外部輪廓還是圓筒的形狀始終不僅對於燈泡軸線旋轉對稱，而且也對於法線面鏡面對稱。
這種對稱尤其是在製造特別是石英玻璃的玻璃燈泡時是有利的，並相對於圓筒內的氣壓產生很高的機械強度。
具有上述幾何形狀的公知燈泡的光學效率、即所接收的電流與所發出的光的比例還沒有達到最佳化。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種具有更高光學效率用於放電燈的燈泡。
為解決該任務對依據權利要求1或2前序部分所述特徵的燈泡用所述權利要求特徵部分中的特徵進行改進。本發明特別有利的實施方案在從屬權利要求中予以說明。
依據權利要求1的用於放電燈的一種燈泡以本身公知的方式包括一個內部燃燒室，其中，燈泡的和燃燒室的外部輪廓各具有一個中心區域以及與其連接的邊緣區域，其中，每個中心區域呈環面狀。
也就是說，通過具有扇形半徑、並且其中心處於燈泡軸線上的扇形以一個旋轉半徑垂直於該燈泡軸線的位移，並通過扇形環繞燈泡軸線的旋轉形成了該中心區域。
依據本發明權利要求1所述的燈泡還具有下列特徵之一或者組合形成外部輪廓的和燃燒室中心區域的扇形中心在燈泡軸線的方向上具有一個距離；和/或燈泡軸線處於形成外部輪廓的和/或者燃燒室的中心區域的扇形與其中心之間。
依據權利要求2的用於放電燈的燈泡以本身公知的方式包括一個內部燃燒室，其中，燈泡和燃燒室的外部輪廓各具有一個中心區域以及與其連接的邊緣區域，其中，每個中心區域環面狀構成，並且其中燃燒室的每個邊緣區域呈截錐狀地遠離中心區域地以確定的圓錐角相對於燈泡軸線旋轉對稱。
在依據本發明按權利要求2所述的燈泡上，所述燃燒室兩個邊緣區域的圓錐角大小不同。
此外，按權利要求2所述的燈泡還可以具有下列特徵之一或者組合形成外部輪廓的和燃燒室的中心區域的扇形中心在燈泡軸線的方向上具有一個距離；和/或燈泡軸線處於形成外部輪廓的和/或者燃燒室的中心區域的扇形與其中心之間。
通過依據權利要求1和/或權利要求2的外部輪廓和/或燃燒室的中心區域和/或者燃燒室邊緣區域幾何形狀的上述變化，依據本發明的燈泡令人驚異地產生明顯更高的有效光導。有效光導與傳統燃燒器相比最高可以提高20％。通過適當選擇扇形中心在燈泡軸線方向上的距離、一個或者兩個扇形對於燈泡軸線的圓錐角和位移的差等上述參數，燈泡在已有的反射器上相對於通過確定的光闌的光通量可以得到優化。
優選燃燒室兩個邊緣區域之一的圓錐角處於22°和60°之間，特別優選是30°和45°之間的範圍內，另一個邊緣區域的圓錐角處於0°和30°之間，優選10°和20°之間的範圍內。特別是圓錐角也可以為0°，從而取代逐漸變窄的截錐而存在管狀的邊緣區域。每個邊緣區域的長度可以適當選擇，例如這樣選擇，使燃燒室的總長度相對於傳統的圓筒保持不變。還包括這種可能性，即一個或者兩個邊緣區域具有極小的長度，也就是燃燒室基本上僅由環面狀的中心區域組成。
只要帶有依據本發明燈泡的放電燈具有反射器，形成外部輪廓的或者燃燒室的中心區域的扇形的中心就優選地在燈泡軸線的方向上位移，而另一個中心設置在反射器第一焦點的平面上。同樣優選燃燒室的反射器側的邊緣區域具有較大的圓錐角，另一個邊緣區域具有較小的圓錐角。
有利的是，形成外部輪廓的和/或者燃燒室的中心區域的扇形向著燈泡軸線這樣位移，使燃燒室和/或者燈泡的壁厚在中心區域內與按照現有技術燈泡相同。因此可以保留部分現有的加工模具和方法，並使用根據經驗掌握的這些參數最佳值。
下面藉助優選的實施例對本發明進行詳細說明。其中圖1示出按照本發明第一實施例放電燈的示意圖；圖2示出具有中心區域特徵值的圖1的燈泡；圖3示出具有邊緣區域特徵值的圖1的燈泡；以及圖4示出按照本發明第二實施例的燈泡。
具體實施例方式
圖1示意示出帶有一依據本發明的燈泡2的放電燈1。環繞該燈泡2設置一個橢圓形的反射器5，它將燃燒器產生的光聚焦在次級焦面上。
燈泡2包括帶一個環面狀的中心區域2a的外部輪廓。圖2示出相應的特徵值。通過用包含燈泡軸線的任意平面所形成的上述外部輪廓的剖面構成的扇形(半徑rB)的中心具有相對燈泡軸線可以是正或者負的距離RB。
所述外部輪廓可以設想如此產生，即具有半徑rB並且其中心處於燈泡軸線上的圓扇形相對該燈泡軸線以旋轉半徑RB垂直偏移。其中，如果該扇形如圖2所示遠離燈泡軸線朝扇形的方向位移，那麼旋轉半徑為正(RB＞0)；越過燈泡軸線在相反的方向上位移為負(RB＜0)。接著扇形環繞燈泡軸線旋轉，並在此交疊外部輪廓的中心區域2a。
在該中心區域上兩側連接邊緣區域2b，該邊緣區域2b連接在柄部區域2c上，並相對於該柄部區域2c向內縮狀。燈泡邊緣區域和柄部區域的幾何形狀對於本發明來說並不重要，並可以與現有技術燈泡的幾何形狀相應。
上述燈泡包括具有一個充入氣體或者金屬蒸氣的燃燒室3，裡面設置電極4。電極的接線出於便於概覽的原因在示意圖中沒有示出。
燃燒室也具有環面狀的中心區域3a，圖2示出其特徵值。如圖2所示，相應的扇形的中心移動超出了燈泡軸線。
燃燒室可以設想如此產生，即具有半徑rT的扇形中心遠離燈泡軸線，並相對該燈泡軸線以旋轉半徑RT垂直偏移。在圖2中，燈泡軸線處於扇形和其中心之間，即旋轉半徑為負(RT＜0)。與此意義相同的是，如果從燈泡軸線到交疊表面的最大距離小於扇形半徑的話，那麼旋轉半徑則為負。接著扇形環繞燈泡軸線旋轉，並由此交疊燃燒室的中心區域3a。
上述中心區域兩側連接截錐狀的邊緣區域3b，該邊緣區域從中心區域3a向外對於燈泡軸線旋轉對稱地以確定的圓錐角α1和α2逐漸縮小(圖3)。在末端上燃燒室封焊。
燃燒室的所述兩個邊緣區域的圓錐角α1和α2在此大小不同。面對反射器5的區域比按照現有技術常用的明顯陡峭，而背離的區域則明顯平緩。
圖4示例性示出按照本發明第二實施例的燈泡。在這種情況下，通過虛線圓所示的其扇段交疊環面區的燃燒室的中心區域3a相對於外部輪廓的中心區域2a以距離z在燈泡軸線的方向上位移。有利的是，燃燒室的中心區域朝著反射器5偏移。在此，外部輪廓中心圓的中心最好保持在反射器5的第一焦點上。
換句話說，形成外部輪廓的和燃燒室的環面形中心區域的(圖4中虛線所示)圓的扇形中心在燈泡軸線的方向上具有距離z。
表1示例性示出外部輪廓(rB，RB)和燃燒室(rT，RT)的扇形半徑(r)和旋轉半徑(R)、圓錐角α1和α2、扇形中心在燈泡軸線方向上的距離z、以及與第一行中所列舉的按照現有技術(「SdT」)的標準燈泡相比在數值偏心度e＝0.774的橢圓形反射器次級焦面上通過5.0×3.8mm2的光闌所達到的有效光通量的提高度Δ。如所介紹的那樣，負半徑表示扇形超出燈泡軸線的位移。
表1
通過適當選擇不同的參數、但特別是通過放棄法線面相對於燃燒器燈泡軸線的對稱，依據本發明可以使燈泡與反射器的光學特性更好地適配。同時保持對製造和光學特性來說重要的、相對於燈泡軸線的旋轉對稱性。許多對燈工作重要的和已得到證明的參數，例如燈泡壁厚、燃燒室的容積等同樣可以相對於附圖標記列表1放電燈2燈泡2a 燈泡的中心區域2b 燈泡的邊緣區域2c 柄部區域3燃燒室(「圓筒」)3a 燃燒室的中心區域3b 燃燒室的邊緣區域4電極5反射器RT燃燒室(「圓筒」)的旋轉半徑rT燃燒室的扇形半徑RB燈泡(「燃燒器」)的旋轉半徑rB燈泡的扇形半徑
權利要求
1.用於放電燈的燈泡(2)，該燈泡包括一個內部燃燒室(3)，其中，燈泡和燃燒室的外部輪廓各具有一個中心區域(2a、3a)和與其連接的邊緣區域(2b、3b)，其中，每個中心區域是環面狀的，使得該中心區域的以包含燈泡軸線的任意平面所形成的剖面圖包括一個扇形，該扇形具有扇形半徑(r)，而且其中心與該燈泡軸線間隔的距離為旋轉半徑(R)，其特徵在於，形成外部輪廓的和燃燒室的中心區域的扇形的中心在燈泡軸線的方向上具有一個距離(z)；和/或燈泡軸線處於形成外部輪廓的和/或者燃燒室的中心區域的扇形的中心與該扇形之間(R＜0)。
2.用於放電燈的燈泡(2)，該燈泡包括一個內部燃燒室(3)，其中，燈泡的和燃燒室的外部輪廓各具有一個中心區域(2a、3a)和與其連接的邊緣區域(2b、3b)，其中，每個中心區域是環面狀的，使得該中心區域的以包含燈泡軸線的任意平面所形成的剖面圖包括一個扇形，該扇形具有扇形半徑(r)，而且其中心與該燈泡軸線間隔的距離為旋轉半徑(R)，並且其中，燃燒室的每個邊緣區域截錐狀遠離中心區域(3a)地以確定的圓錐角(α)相對於燈泡軸線旋轉對稱，其特徵在於，所述燃燒室的兩個邊緣區域的圓錐角(α1、α2)不同。
3.按權利要求2所述用於放電燈的燈泡(2)，其特徵在於，形成外部輪廓的和燃燒室的中心區域的扇形的中心在燈泡軸線的方向上具有一個距離(z)；和/或燈泡軸線處於形成外部輪廓的和/或者燃燒室的中心區域的扇形的中心與該扇形之間(R＜0)。
4.按權利要求1或3所述用於放電燈的燈泡，其特徵在於，形成外部輪廓的和燃燒室的中心區域的扇形的中心在燈泡軸線的方向上具有0-1mm範圍內的距離(z)。
5.按權利要求2或3之一所述用於放電燈的燈泡，其特徵在於，所述燃燒室兩個邊緣區域(3a)中第一區域的圓錐角(α1)處於22°和60°之間的範圍內、優選在30°和45°之間的範圍內。
6.按權利要求2、3或5之一所述用於放電燈的燈泡，其特徵在於，所述燃燒室兩個邊緣區域(3a)中第二區域的圓錐角(α2)處於0°和30°之間的範圍內、優選在10°和20°之間的範圍內。
7.按權利要求5或6之一所述用於放電燈的燈泡，其特徵在於，邊緣區域中的上述第一區域面對一個反射器(5)。
8.按前述權利要求之一所述用於放電燈的燈泡，其特徵在於，燃燒室中心區域的扇形具有2.2-4mm的半徑。
9.按前述權利要求之一所述用於放電燈的燈泡，其特徵在於，外部輪廓的扇形具有6-8mm的半徑。
10.按前述權利要求之一所述用於放電燈的燈泡，其特徵在於，形成外部輪廓的和/或者燃燒室的中心區域的扇形向著燈泡軸線這樣位移，使燈泡在中心區域內的壁厚為1.5-3mm。
全文摘要
本發明涉及一種用於放電燈的燈泡(2)，該燈泡包括一個內部燃燒室(3)，其中，燈泡和燃燒室的外部輪廓各具有一個中心區域(2a、3a)以及與其連接的邊緣區域(2b、3b)，其中，每個中心區域呈環面狀。燃燒室的每個邊緣區域可截錐狀遠離中心區域(3a)地以確定的圓錐角(α)相對於燈泡軸線旋轉對稱。依據本發明，形成外部輪廓的和燃燒室的中心區域的扇形中心在燈泡軸線的方向上具有距離(z)；和/或燃燒室兩個邊緣區域的圓錐角不同；和/或燈泡軸線處於形成外部輪廓的和/或者燃燒室的中心區域的扇形與其中心之間。
文檔編號H01J61/30GK1828821SQ200510121760
公開日2006年9月6日 申請日期2005年12月23日 優先權日2004年12月23日
發明者H·雷恩 申請人:電燈專利信託有限公司