I. Stand der Technik
[0001] Eine derartige Entladungslampe ist beispielsweise in der europäischen Patentschrift
EP 0 858 098 B1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe
für Fahrzeugscheinwerfer mit einem Entladungsgefäß aus Quarzglas, in deren Innenraum
eine ionisierbare Füllung gasdicht eingeschlossen ist. Das Entladungsgefäß besitzt
zwei abgedichtete Enden mit jeweils einer Stromdurchführung und jeweils einer Elektrode,
die jeweils mit einer der Stromdurchführungen verbunden sind und die in den Innenraum
des Entladungsgefäßes hineinragen. Der im Quarzglas eingebettete Abschnitt der Elektroden
ist jeweils von einer Wendel umhüllt, um Sprünge im Quarzglas zu reduzieren.
[0002] Die Offenlegungsschrift EP 1 111 655 A1 beschreibt eine aus Molybdän bestehende Einschmelzfolie
für den Lampenbau, die mit einer Ruthenium enthaltenden Beschichtung versehen ist.
Diese Einschmelzfolie ist Bestandteil einer Stromdurchführung, die in einem abgedichteten
Ende eines Lampengefäßes angeordnet ist. Mittels dieser gasdicht in dem Ende des Lampengefäßes
eingeschmolzenen Folie wird das Lampengefäß abgedichtet. Die Ruthenium enthaltende
Beschichtung ermöglicht eine bessere Schweißverbindung zwischen der Einschmelzfolie
und den damit verbundenen Stromzuführungsdrähten.
II. Darstellung der Erfindung
[0003] Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Entladungslampe mit verbesserten
Elektroden bereitzustellen. Insbesondere sollen in dem Material des Entladungsgefäßes
Sprünge, die durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des
Entladungsgefäßmaterials und des Elektrodenmaterials und durch das Haften des Entladungsgefäßmaterials
an den Elektroden bedingt sind, vermieden werden, ohne dass hierzu zusätzliche Bauteile
wie beispielsweise die im obengenannten Stand der Technik aufgeführten Wendeln verwendet
werden.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen
beschrieben.
[0005] Die erfindungsgemäße Entladungslampe besitzt ein Entladungsgefäß, in dessen Innenraum
eine ionisierbare Füllung gasdicht eingeschlossen ist. wobei das Entladungsgefäß mindestens
ein abgedichtetes Ende mit einer Stromdurchführung aufweist, die mit einer in den
Innenraum des Entladungsgefäß hineinragenden und sich in das abgedichtete Ende erstreckenden
Elektrode verbunden ist. Erfindungsgemäß ist der sich in das abgedichtete Ende erstreckende
Abschnitt der Elektrode mit einer Beschichtung versehen, die ein hochschmelzendes
Metall aus der Gruppe der Platinmetalle enthält. Hochschmelzend bedeutet in diesem
Zusammenhang, dass die Schmelztemperatur der Platinmetalle oberhalb der Verarbeitungstemperatur
des Entladungsgefäßmaterials, die zum Abdichten seiner Enden erforderlich ist, liegt.
Da das Entladungsgfäß von Hochdruckentladungslampen üblicherweise aus Quarzglas besteht,
wird für die Beschichtung vorzugsweise eines der Platinmetalle Ruthenium, Iridium,
Osmium oder Rhodium verwendet. Die erfindungsgemäße Beschichtung erstreckt sich mindestens
über einen Teil der Oberfläche des in das abgedichtete Ende hineinragenden Elektrodenabschnitts
oder vorzugsweise sogar über die gesamte Oberfläche des oben genannten Elektrodenabschnitts.
Dadurch dass der sich in das abgedichtete Ende des Entladungsgefäßes erstreckende
Abschnitt der Elektrode mit der obengenannten, erfindungsgemäßen Beschichtung versehen
ist. wird die Haftung zwischen dem Material des Entladungsgefäßes und der Elektrode
so weit reduziert, dass durch die im Vergleich zum umgebenden Entladungsgefäßmaterial
stärkere thermische Ausdehnung der Elektrode nur geringe mechanische Spannungen in
dem abgedichteten Ende des Entladungsgefäßes erzeugt werden, die keine Zerstörung
des Entladungsgefaißes verursachen.
[0006] Versuche haben gezeigt, dass eine nur 100 nm dicke Beschichtung der Elektrode bereits
ausreicht, um die Haftung der Elektrode an dem Glas des Entladungsgefäßes so weit
zu vermindern, dass keine Zerstörung des Entladungsgefäßes durch die thermische Ausdehnung
der Elektrode verursacht wird. Gemäß des besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung besteht die Beschichtung aus Ruthenium oder einer Rutheniumlegierung,
insbesondere einer Legierung des Rutheniums mit dem Elektrodenmaterial.
[0007] Die Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft auf Entladungslampen anwenden, deren
Stromdurchführungen einen vergleichsweise hohen Strom tragen müssen und deren Entladungsgefäß
aus Quarzglas besteht. Ein Beispiel dafür sind Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen
für Fahrzeugscheinwerfer und insbesondere quecksilberfreie Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen.
Diese Hochdruckentladungslampen besitzen üblicherweise ein Entladungsgefäß aus Quarzglas
mit abgedichtetcn Enden, die Stromdurchführungen mit Molybdänfoliendichtungen aufweisen.
Die in den Entladungsraum hineinragenden, üblicherweise aus Wolfram bestehenden Elektroden
der Lampe sind mit den Molybdänfoliendichtungen verbunden. Die quecksilberfreie Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen
benötigen besonders dicke Elektroden, da sie einen noch höheren Strom tragen müssen
als die üblichen Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen für Fahrzeugscheinwerfer.
Bei diesen Lampen tritt daher das oben beschriebene Problem in noch größerem Maß als
bei anderen Hochdruckentladungslampen auf.
III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
[0008] Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- Eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Entladungslampe
- Figur 2
- Eine Draufsicht auf ein abgedichtetes Ende des Entladungsgefäßes der in Figur 1 abgebildete
Entladungslampe mit der entsprechenden Stromdurchführung und einer Elektrode in schematischer
Darstellung
- Figur 3
- Eine Draufsicht auf die in Figur 2 abgebildete Elektrode
- Figur 4
- Einen Querschnitt durch die in Figur 3 abgebildete Elektrode entlang der Querschnittsebene
A-A
[0009] Bei dem in der Figur 1 abgebildeten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es
sich um eine quecksilberfreie Metallhalogenid-Hochdruckentladunaslampe mit einer elektrischen
Leistungsaufnahme von ca. 35 Watt. Diese Hochdruckentladungslampe besitzt ein Entladungsgefäß
1 aus Quarzglas mit einem Innenraum 10 und zwei diametral angeordneten, abgedichteten
Enden 11, 12, die jeweils eine Stromdurchführung 2, 3 aufweisen. In den Innenraum
10 ragen zwei diametral angeordnete Elektroden 4, 5, die jeweils mit einer der Stromdurchführungen
2 bzw. 3 verbunden sind und zwischen denen sich während des Lampenbetriebs eine Gasentladung
ausbildet. In dem Innenraum 10 des Entladungsgefäßes 1 ist eine ionisierbare Füllung
eingeschlossen, die aus Xenon und mehreren Metallhalogeniden besteht. Das Entladungsgefäß
1 ist von einem Außenkolben 6 umgeben, der aus Quarzglas besteht, das mit Ultraviolettstrahlung
absorbierenden Dotierstoffen versehen ist. Die Lampe weist ferner einen Kunststoftsockel
7 auf, der die beiden Lampengefäße 1, 6 trägt und der mit den elektrischen Anschlüssen
8 der Lampe ausgestattet ist. Die Stromdurchführung 2 des sockelfernen Endes 11 des
Entladungsgefäßes 1 ist über die Stromrückführung 9 mit dem ersten elektrischen Anschluß
8 verbunden, während die andere Stromdurchführung 5 mit einem zweiten elektrischen
Anschluß (nicht abgebildet) der Lampe verbunden ist. Im Lampensockel 7 kann das komplette
Betriebsgerät der Lampe oder Teile des Betriebsgerätes, beispielsweise die Zündvorrichtung,
angeordnet sein.
[0010] Die Figur 2 zeigt Details des Entladungsgefäßes 1 und der Stromdurchführung 2. Die
abgedichteten Enden 11, 12 des Entladungsgefäßes 1 weisen jeweils eine Stromdurchführung
2, 3 auf. Die Stromdurchführungen 2, 3 weisen jeweils eine gasdicht in dem jeweiligen
Ende 11 bzw. 12 eingebettete Molybdänfolie 21 bzw. 31 auf. Die von dem Innenraum 10
des Entladungsgefäß 1 abgewandte Seite der jeweiligen Molybdänfolie 21 bzw. 31 ist
jeweils mit einem Molybdändraht 22 bzw. 32 verschweißt, der aus dem entsprechenden
abgedichteten Ende 11 bzw. 12 herausragt. Die dem Innenraum 10 des Entladungsgefäßes
1 zugewandte Seite der jeweiligen Molybdänfolie 21 bzw. 31 ist jeweils mit einer stabförmigen,
aus Wolfram bestehenden Elektrode 4 bzw. 5 verschweißt, die in den Entladungsraum
10 hineinragen. Wie in den Figuren 2 bis 4 schematisch dargestellt, ist der sich in
das abgedichtete Ende 11 des Entladungsgefäßes 1 erstreckende Abschnitt 41 der Elektrode
4 mit einer Beschichtung 410 versehen, die aus Ruthenium bzw. aus einer Ruthenium-Wolfram-Legierung,
die sich nach dem Beschichten bilden kann, besteht. Ihre Schichtdicke beträgt ungefähr
500 nm. Der Länge der Elektrode 4 beträgt 6,5 mm und ihre Dicke 0,33 mm. Der in den
Innenraum 10 des Entladungsgefäßes 1 hineinragenden Abschnitt 42 der Elektrode 4 trägt
keine Beschichtung, um zu vermeiden, dass die Komponenten der ionisierbaren Füllung
oder die innerhalb des Entladungsraums stattfindende Gasentladung durch Ruthenium
beeinflusst werden. Die andere Elektrode 5 ist identisch zur Elektrode 4 ausgebildet.
[0011] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausführungsbeispiel.
Beispielsweise muss nicht der gesamte sich in das abgedichtete Ende 11 erstreckende
Abschnitt 41 der Elektrode 4 bzw. 5 mit der Rutheniumschicht 410 versehen sein. Es
genügt bereits, wenn nur Teile der mit dem Quarzglas in Berührung stehenden Oberfläche
der Elektrode mit der Ruthenium enthaltenden Beschichtung versehen sind, um die Gefahr
von Sprüngen im Quarzglas erheblich zu reduzieren.
[0012] Zusätzlich können auch die sich in das abgedichtete Ende 11 bzw. 12 erstreckenden
Abschnitte der Molybdändrähte 22, 32 mit einer Ruthenium enthaltenden Beschichtung
versehen sein, um die Gefahr von Sprüngen im Quarzglas weiter zu reduzieren.
1. Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß (1), in dessen Innenraum (10) eine ionisierbare
Füllung gasdicht eingeschlossen ist, wobei das Entladungsgefäß (1) mindestens ein
mit einer Stromdurchführung (2) versehenes abgedichtetes Ende (11) aufweist, und die
mindestens eine Stromdurchführung (2) mit einer Elektrode (4) verbunden ist, die in
den Innenraum (10) des Entladungsgefäßes (1) hineinragt und die einen sich in das
abgedichtete Ende (11) erstreckenden Abschnitt (4 1 ) besitzt,
dadurch gekennzeichnet, dass der sich in das abgedichtete Ende (11) erstreckende Abschnitt (41) der Elektrode
(4) mit einer Beschichtung (410) versehen ist, die ein hochschmelzendes Metall aus
der Gruppe der Platinmetalle enthält.
2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Beschichtung (410) über die gesamte Oberfläche des in das abgedichtete Ende
(11) erstreckenden Abschnitts (41) der Elektrode (4) erstreckt.
3. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Metall aus der Gruppe der Platinmetalle eines der Metalle Ruthenium,
Iridium, Osmium oder Rhodium ist.
4. Entladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (410) aus Ruthenium oder einer Legierung des Elektrodenmaterials
mit Ruthenium besteht.
5. Entladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung (410) mindestens 100 nm beträgt.
6. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) aus Wolfram besteht.
7. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (1) aus Quarzglas besteht.
8. Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 7.