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EP 0 264 764 A2 |
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EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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Veröffentlichungstag: |
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27.04.1988 Patentblatt 1988/17 |
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Anmeldetag: 12.10.1987 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: H01J 61/36 |
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Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB |
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Priorität: |
23.10.1986 DE 3636110
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Anmelder: Patent-Treuhand-Gesellschaft
für elektrische Glühlampen mbH |
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D-81543 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Lange, Horst, Dr.
D-8023 Pullach (DE)
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Entgegenhaltungen: :
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Einschmelzung für eine Hochdruckentladungslampe |
(57) Die gasdichte Einschmelzung eines Entladungsgefäßes (1) aus Aluminiumoxidkeramik
besteht aus der Außenscheibe (3) und der etwa gleich großen Innenscheibe (4), die
in den rohrförmigen Körper (2) stirnseitig eine Ebene bildend eingelassen sind. Zwischen
diesen Scheiben (3, 4) aus Aluminiumoxidkeramik ist eine Dichtungsscheibe (6) kleineren
Durchmessers aus Niob eingebettet, an der eine in den Entladungsraum ragende, an ihrem
Ende eine Elektrode (9) tragende Innenstromzuführung (8) aus Wolfram und eine nach
außen geführte Außenstromzuführung (7) befestigt ist. Zwischen der Dichtungsscheibe
(6) und der Elektrode (9) erstreckt sich ein Rohr (8a), das die innere Stromzuführung
(8) mit Spiel umgibt. Die gasdichte Verschmelzung des Endverschlusses erfolgt mittels
eines metallhalogenidresistenten Glaslots (10). Eine derartige Einschmelzung ist für
Natriumhochdruck- und insbesondere auch für farbverbesserte Metallhalogenidhochdrucklampen
geeignet.
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Hintergrund der Erfindung
[0001] Im Gegensatz zu Natriumhochdrucklampen sind bei Metallhalogenidhochdrucklampen aufgrund
ungenügend hoher Temperaturen und infolgedessen des nicht ausreichend hohen Dampfdruckes
nicht alle optisch aktiven Füllsubstanzen verdampfbar, so daß ein bestimmter Anteil
als Kondensat im Entladungsgefäß verbleibt und nicht an der Entladung teilnimmt. Des
weiteren bildet das Quarzglas, das einer Temperatur von nur wenig oberhalb ca. 1000
°C standhält und aus dem die Entladungsgefäße von Metallhalogenidhochdrucklampen
in der Regel hergestellt sind, die natürliche Obergrenze, auf die dieses erwärmt werden
darf. Darüber hinaus ist bekannt, daß das Quarzglas der Entladungsgefäße bei Metallhalogenidhochdrucklampen
von den aggressiven Füllsubstanzen angegriffen wird und durch Rekristallisation versprödet.
Hierdurch wird die Lebensdauer der Lampe negativ beeinflußt.
[0002] Als Abhilfe wurde bereits vorgeschlagen, für das Entladungsgefäß von Metallhalogenidhochdrucklampen
z.B. Aluminiumoxidkeramik zu verwenden, die aus der Technologie der Natriumhochdrucklampen
schon seit langem bekannt ist. Dieses Material hält einer Temperatur bis zu ca. 1300
°C stand und wird von den aggressiven Füllsubstanzen nicht angegriffen. Allerdings
treten hier neue Schwierigkeiten bei der Herstellung der gasdichten Einschmelzung
auf. Wolfram, aus dem die Stromzuführungen üblicherweise hergestellt sind, weist
einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten auf als die Aluminiumoxidkeramik des
Entladungsgefäßes. Bei den auftretenden hohen Temperaturen würde eine Stromzuführung
aus Wolfram die Einschmelzung des Entladungsgefäßes aus Aluminiumoxidkeramik zerstören.
Anstelle der Stromzuführungen aus Wolfram werden deshalb solche aus Niob verwendet,
dessen Wärmeausdehnungskoeffizient etwa dem von Aluminiumoxidkeramik entspricht und
bei dem die Zerstörung der Einschmelzung nicht auftritt. Allerdings hat das Niob
wiederum den Nachteil, daß es von den aggressiven Füllsubstanzen der Metallhalogenide
angegriffen wird und somit die Anwesenheit dieses Metalls innerhalb des Entladungsraumes
zu vermeiden ist.
Stand der Technik
[0003] Aus der EP 0 074 188 B1 ist u.a. eine Einschmelzung für Natriumhochdrucklampen bekannt,
bei der das Entladungsgefäß aus Aluminiumoxidkeramik besteht und bei der durch den
Endverschluß eine Stromzuführung aus Niob gasdicht geführt ist, an der innerhalb des
Entladungsraumes eine die Elektrode tragende Stromzuführung aus Wolfram angeschweißt
ist. In dieser Druckschrift werden auch Einschmelzungen mit Endverschlüssen aus
Cermet vorgeschlagen, die in der späteren EP 0 074 720 B1 noch weiterentwickelt wurden,
wobei der Anwendungsbereich sich hier auch auf Hochdrucklampen mit Metallhalogenidfüllung
erstreckt Nachteilig bei der bekannten Einschmelzung ist jedoch noch immer die Anwesenheit
eines Teils der Stromzuführung aus Niob im Entladungsraum.
Aufgabe
[0004] Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einschmelzung
für ein Entladungsgefäß aus Aluminiumoxidkeramik zu schaffen, die auch für Metallhalogenidhochdrucklampen
geeignet ist.
Vorteile
[0005] Mit einer Einschmelzung nach der Erfindung wird das Entladungsgefäß für Natriumhochdruck-
und insbesondere auch für Metallhalogenidhochdrucklampen verwendbar. Innerhalb des
Entladungsraumes ist kein Niob vorhanden, das durch die aggressiven Metallhalogenidfüllungsbestandteile
angegriffen werden könnte. Hierdurch wird die Lebensdauer der Lampe erhöht. Das temperaturmäßig
hoch belastbare Entladungsgefäß ermöglicht die vollständige Verdampfung sämtlicher
optisch aktiver Füllsubstanzen, wodurch die Farbwiedergabeeigenschaften gegenüber
den Lampen nach dem Stand der Technik verbessert werden. Die in der Einschmelzung
zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibne aus Aluminiumoxidkeramik eingebettete
Dichtungsscheibe aus Niob sichert eine hohe Spannungsfreiheit und damit Dichtheit
auch bei der erhöhten Betriebstemperatur. Die Lampenlebensdauer wird hierdurch zusätzlich
positiv beeinflußt. Das die innere Stromzuführung umgebende Rohr verhindert die Entstehung
von Undichtigkeiten im inneren Bereich der Einschmelzung, wobei das Spiel die Unterschiedlichen
Wärmedehnungskoeffizienten ausgleicht.
Darstellung der Erfindung
[0006] Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
[0007] Die einzige Figur zeigt eine Prinzipdarstellung einer Einschmelzung für eine Metallhalogenidhochdruck-
oder Natriumhochdruckentladungslampe, bei der das Entladungsgefäß 1 aus einem rohrförmigen
Körper 2 und dem Endverschluß besteht. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur
ein Ende des Entladungsgefäßes 1 dargestellt. Der Endverschluß besteht aus einer
Außenscheibe 3 und einer gleich größen Innenscheibe 4, die dicht aufeinanderliegend
in das Ende des rohrförmigen Körpers 2 eingelassen sind. Der rohrförmige Körper 2
weist hierfür einen Absatz 5 auf, der mit seiner in diesen rohrförmigen Körper 2 hineinreichenden
Tiefe etwa der Dicke der beiden Scheiben 3, 4 zusammengenommen entspricht. Der rohrförmige
Körper 2 sowie die Außenscheibe 3 und die Innenscheibe 4 bestehen jeweils aus Aluminiumoxidkeramik.
Zwischen der Außenscheibe 3 und der Innenscheibe 4 ist eine Dichtungsscheibe 6 aus
Niob eingebettet, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der beiden Scheiben
3, 4 ist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Niob liegt bekanntlich nahe dem von
Aluminiumoxidkeramik, so daß die auftretenden Wärmespannungen während des Lampenbetriebes
vernachlässigbar sind. An die Dichtungsscheibe 6 ist einerseits die der Außenscheibe
3 zugewandte Außenstromzuführung 7 aus Niob und andererseits die der Innenscheibe
4 zugewandte Innenstromzuführung 8 aus Wolfram befestigt. Zwischen der Dichtungsscheibe
6 und der Elektrode 9 erstreckt sich ein die innere Stromzuführung 8 mit einem bestimmten
Spiel umgebendes Rohr 8a aus Aluminiumoxidkeramik. Das Spiel ist abhängig von den
unterschiedlich verwendeten Durchmessern der inneren Stromzuführung und hat den Zweck,
die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten beim Betrieb der Lampe auszugleichen.
Die Scheiben 3, 4 sind hierfür jeweils mit einer konzentrischen Öffnung versehen,
durch die die jeweils zugehörige Stromzu führung 7, 8 geführt ist. Die Befestigung
der Stromzuführungen 7, 8 an der Dichtungsscheibe 6 erfolgt zum Beispiel mittels
einer elektrisch-leitenden Schweißverbindung. An dem innerhalb des Entladungsraums
befindlichen Ende der Innenstromzuführung 8 ist eine Wendelelektrode 9 aus Wolfram
befestigt. Der gesamte Endverschluß des Entladungsgefäßes 1 ist mittels eines metallhalogenidresistenten
Glaslots 10 gasdicht verschlossen, das die Kapillarräume zwischen den einzelnen abzudichtenden
Teilen ausfüllt, wobei auch das Ende des Rohres 8a mit der Dichtungsscheibe 6 und
der Innenscheibe 4 abgedichtet wird.
[0008] In der Figur ist nur ein Ende einer Einschmelzung eines Entladungsgefäßes für eine
Hochdruckentladungslampe dargestellt. Das andere Ende kann auf die gleiche oder eine
ähnliche, dem Wesen der Erfindung entsprechende Art eingeschmolzen sein.
1. Einschmelzung für eine Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß (1) aus
Aluminiumoxidkeramik, das einen rohrförmigen Körper (2) aufweist, der an seinen Enden
mit Endverschlüssen (3, 4) abgedichtet ist, durch die Stromzuführungen (7, 8) geführt
sind, die aus einer dem Entladungsraum abgewandten Außenstromzuführung (7) aus Niob
und einer dem Entladungsraum zugewandten Innenstromzuführung (8) aus Wolfram bestehen
und die Innenstromzuführung (8) an ihrem im Entladungsraum angeordneten Ende als Elektrode
(9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endverschlüsse jeweils aus einer
Außenscheibe (3) und einer Innenscheibe (4) bestehen, zwischen denen eine Dichtungsscheibe
(6) aus Niob eingebettet ist, wobei die Außenstromzuführung (7) und die Innenstromzuführung
(8) an gegenüberliegenden Planflächen der Dichtungsscheibe (6) befestigt sind.
2. Einschmelzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenscheibe (3)
und die Innenscheibe (4) den gleichen Durchmesser und die gleiche Dicke aufweisen.
3. Einschmelzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe
(6) einen kleineren Durchmesser aufweist als die Außenscheibe (3) und die Innenscheibe
(4).
4. Einschmelzung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander
zugewandten Plan flächen der Außenscheibe (3) und der Innenscheibe (4) mit jeweils
einer konzentrischen Ausnehmung versehen sind, deren Durchmesser an den Durchmesser
der Dichtungsscheibe (6) angepaßt ist und deren Tiefe etwa der halben Dicke der Dichtungsscheibe
(6) entspricht.
5. Einschmelzung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Entladungsraum
abgewandte Planfläche der Außenscheibe (3) mit der Stirnfläche des rohrförmigen Körpers
(2) eine Ebene bildet.
6. Einschmelzung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenstromzuführung
(8) zwischen der Dichtungsscheibe (6) und der Elektrode (9) von einem Rohr (8a) mit
Spiel umgeben ist.