Metallhalogenidhochdruckentladungslampe

Beschreibung

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik

[0001] Aufgrund ihrer aggressiven Metallhalogenidfüllung und der hohen Wandtemperaturen neigen einseitig gequetschte Lampen, insbesondere solche mit einer niedrigen elekrischen Leistung bis zu maximal ca. 150 W, zu Frühausfällen, die durch Korrosion der inneren Stromzuführungen an deren Austrittsstelle aus der Quetschung in den Entladungsraum ausgelöst werden. Die innere Stromzuführung wird auf diese Weise während des Lampenbetriebes immer dünner und fällt letztlich ganz ab. Der Entladungsbogen setzt dann am verbleibenden Stumpf der inneren Stromzuführung an, überhitzt die Quetschung und zerstört schließlich die Lampe ganz.

[0002] Des weiteren ist ein verringerter Querschnitt der inneren Stromzuführung an der Austrittsstelle aus der Quetschung in den Entladungsraum ein bevorzugter Ansatzpunkt für den Entladungsbogen während des Zündvorganges der Lampe. Hierdurch wird die Materialabtragung durch Korrosion zusätzlich beschleunigt. Ferner ist bei diesen Lampen eine erschwerte Übernahme des Entladungsbogens auf die eigentliche Elektrode zu beobachten, woraus ein instabiler Lampenbetrieb resultiert.

[0003] Zur Verbesserung der Bogenstabilität wurde deshalb bereits vorgeschlagen, den die Elektroden aufweisenden Teil der inneren Stromzuführungen derart zu gestalten, daß der Abstand zwischen den Elektroden kleiner ist als der Abstand der inneren Stromzuführungen im Quetschungsbereich (DE-OS 31 10 811, EP-PA 128 553). Zwar konnte durch diese Maßnahme eine weitgehende Stabilisierung der Bogenentladung erreicht werden, doch blieb das Problem der Korrosion an den inneren Stromzuführungen im Quetschungsbereich ungelöst. Aus der DE-OS 31 10 810 wurde deshalb auch bekannt, zwischen den einander zugewandten Elektroden eine Hilfselektrode anzuordnen, die über eine separate Dichtungsfolie mit einer dritten äußeren Stromzuführung über einen Widerstand mit einer der Hauptelektroden elektrisch verbunden ist. Die Hilfselektrode ist hierbei der anderen Hauptelektrode zugewandt. Außer dem hierfür erhöhten Fertigungsaufwand hat sich auch gezeigt, daß das Phänomen der Korrosion an den inneren Stromzuführungen nicht zufriedenstellend gelöst werden konnte.

Aufgabe

[0004] Der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Metallhalogenidhochdruckentladungslampen eine Verbesserung der Zündeigenschaften sowie eine Verminderung der oben beschriebenen Zündschädigung und der Korrosion der inneren Stromzuführungen zu erreichen. Der konstruktive Aufbau der Lampe soll dabei möglichst einfach gehalten werden.

Vorteile

[0005] Mit der Anordnung der Hilfselektroden nach der Erfindung am gefährdeten Bereich der inneren Stromzuführungen werden diese vor der zerstörenden Wirkung des Entladungsbogens während des Zündvorganges geschützt. Die Zündung der Lampe erfolgt aufgrund des verringerten Abstandes zunächst an den Hilfselektroden und bei einer niedrigeren Spannung. Hierdurch wird eine Vorionisation erreicht, die dann im Vergleich zu konventionellen Lampen dieser Art zu einer schnelleren Übernahme des Entladungsbogens auf die Hauptelektroden führt. Darüber hinaus wird durch die Vergrößerung der Masse der inneren Stromzuführungen an der Austrittsstelle aus der Quetschung deren Zerstörung durch die chemisch bedingte Korrosion hinausgezögert. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrodensysteme ist einfach, da die Hilfselektroden aus dem gleichen Material bestehen wie die inneren Stromzuführungen und die Elektroden und da für deren Anbringung nur eine einzige zusätzliche Schweißstelle erforderlich ist.

Darstellung der Erfindung

[0006] Die Erfindung wird im folgenden anhand von vier verschiedenen, schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Figur 1

zeigt eine Metallhalogenidhochdruckentladungslampe, bei der die Längsachsen der Hilfselektroden mit denen der inneren Stromzuführungen einen rechten Winkel bilden.

Figur 2

zeigt eine Metallhalogenidhochdruckentladungslampe, bei der die Längsachsen der Hilfselektroden mit denen der inneren Stromzuführungen einen Winkel α bilden.

Figur 3

zeigt eine Metallhalogenidhochdruckentladungslampe, bei der die Längsachsen der Hilfselektroden mit denen der inneren Stromzuführungen parallel verlaufen.

Figur 4

zeigt eine Metallhalogenidhochdruckentladungslampe ähnlich der Figur 3, wobei die Hilfselektroden an der zugehörigen Dichtungsfolie befestigt sind.

[0007] In den Figuren 1 bis 4 handelt es sich jeweils um den gleichen Grundtyp einer Metallhalogenidhochdruckentladungslampe 1, bei dem die Unterschiede lediglich in der Anordnung der Hilfselektroden liegen. Die Lampe 1 weist ein Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas und eine als Quetschung 3 ausgebildete Gefäßabdichtung auf, in der zwei in einer Ebene angeordnete und parallel verlaufende Dichtungsfolien 4 und 5 aus Molybdän eingebettet sind. Die Dichtungsfolien 4 und 5 weisen eine Breite von ca. 2 mm und eine Dicke von ca. 22 µm auf. An dem dem Entladungsgefäß 2 abgewandten Enden der Dichtungsfolien 4 und 5 sind die äußeren Stromzuführungen 6 und 7 aus Molybdän mit einem Durchmesser von 0,7 mm angeschweißt. An den anderen Enden der Dichtungsfolien 4 und 5 sind die inneren Stromzuführungen 8 und 9 ebenfalls durch eine Punktschweißung befestigt. Die inneren Stromzuführungen 8 und 9 sind parallel zueinander in den Entladungsraum 10 geführt. Ihre wendelförmig gestalteten und einander zugewandten Enden bilden die Elektroden 11 und 12. Die inneren Stromzuführungen 8 und 9 sowie die Elektroden 11 und 12 bestehen aus einem undotierten Wolframdraht mit einem Durchmesser - je nach der Leistungsaufnahme der Lampe 1 - von 0,2 mm bis 0,6 mm. An der der Quetschung 3 abgewandten Seite des Entladungsgefäßes 2 ist das zu einer Pumpspitze 13 zusammengeschmolzene ehemalige Pumprohr angeordnet, durch welches das Entladungsgefäß 1 gepumpt und gefüllt wird. Bei einer 70 W-Lampe weist das Entladungsgefäß 2 ein Volumen von ca. 0,28 cm³ auf. In den Entladungsraum 10 wurden ca. 10 mg Quecksilber, ca. 0,8 mg Metallhalogenide (ca. 30 Gew.-% Natriumjodid, ca. 7 Gew.-% Thalliumjodid, ca. 63 Gew.-% Zinnjodid) sowie Argon als Startgas mit einem Kaltfülldruck von ca. 400 mbar eingefüllt.

[0008] Die Hilfselektroden 14 bis 21 der Figuren 1 bis 4 sind aus einem undotierten Wolframdraht hergestellt, dessen Durchmesser in Abhängigkeit von der elektrischen Leistungsaufnahme der Lampe 1 im Bereich von 0,2 mm bis 0,6 mm liegt. In den Figuren 1 bis 3 sind die Hilfselektroden 14 bis 19 direkt an der Austrittsstelle der inneren Stromzuführungen 8 und 9 aus der Quetschung 3 in den Entladungsraum 10 durch eine Punktschweißung befestigt, während die Hilfselektroden 20 und 21 in der Figur 4 an den Dichtungsfolien 4 und 5 ebenfalls durch eine Punktschweißung befestigt sind. Wie in den Figuren 1 bis 3 unterschiedliche Anordnungen der Hilfselektroden 14 bis 19 dargestellt sind, wären auch nach der Befestigungsart entsprechend der Figur 4 unterschiedliche Anordnungen möglich. So könnten die Hilfselektroden 20 und 21 z. B. ähnlich der Figur 2 in einem bestimmten Winkel (20° bis 60°) in den Entladungsraum 10 hineinragen oder die Hilfselektroden 20 und 21 sind ähnlich der Figur 3 in Berührung zu den inneren Stromzuführungen 8 und 9 an den Dichtungsfolien 4 und 5 befestigt.

[0009] Eine Versuchsgruppe, die nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend der Figur 2 hergestellt wurde, ergab eine Zündspannung an den Hilfselektroden 16 und 17 von durchschnittlich ca. 1,9 kV. Eine Vergleichsgruppe von Lampen ohne die erfindungsgemäße Hilfselektrode weist dagegen eine Zündspannung von durchschnittlich ca. 2,9 kV auf. Die Übernahme des Entladungsbogens von den Hilfselektroden 16 und 17 auf die Hauptelektroden 11 und 12 erfolgt bei den Lampen nach der Erfindung ca. 1 sec bis 2 sec schneller als bei herkömmlichen Metallhalogenidhochdruckentladungslampen ohne Hilfselektroden. Durchgeführte Versuche zeigen nach ca. 1000 Brennstunden eine etwa vierfach verzögerte Elektrodenkorrosion gegenüber einer Vergleichsgruppe ohne Hilfselektroden.

Ansprüche

1. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) mit einem Entladungsgefäß (2) und einer als Quetschung (3) ausgebildeten Gefäßabdichtung, in der sich zwei in einer Ebene und elektrisch voneinander isoliert angeordnete Dichtungsfolien (4, 5) befinden, deren dem Entladungsgefäß (2) abgewandte Enden jeweils mit einer äußeren Stromzuführung (6, 7) verbunden sind, an denen während des Lampenbetriebes die Versorgungsspannung anliegt, und an deren dem Entladungsgefäß (2) zugewandten Enden jeweils eine in den Entladungsraum (10) ragende und an ihrem Ende mit einer Elektrode (11, 12) versehene innere Stromzuführung (8, 9) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Entlandungsraumes (10) zwei Hilfselektroden (14-21) vorgesehen sind, die jeweils mit einer inneren Stromzuführung (8, 9) elektrisch verbunden sind, wobei der lichte Abstand (d) der Hilfselektroden (14-21) kleiner als der lichte Abstand (D) der inneren Stromzuführungen (8, 9) ist.

2. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (14-19) direkt an der inneren Stromzuführung (8, 9) befestigt sind.

3. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Hilfselektroden (14-19) an der Austrittsstelle der inneren Stromzuführungen (8, 9) in den Entladungsraum (10) vorgenommen ist.

4. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Hilfselektroden (14, 15) und die Längsachsen der inneren Stromzuführungen (8, 9) in einem rechten Winkel verlaufen.

5. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Hilfselektroden (14, 15) im Bereich von 3,5 mm bis 6 mm liegt.

6. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Hilfselektroden (16, 17) und die Längsachsen der inneren Stromzuführungen (8, 9) einen von 90° abweichenden Winkel α bilden.

7. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α im Bereich von 20° bis 60° liegt.

8. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Hilfselektroden (16, 17) mindestens gleich dem Abstand der Hauptelektroden (11, 12) ist und höchstens 6 mm beträgt.

9. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Hilfselektroden (18, 19) und die Längsachsen der inneren Stromzuführungen (8, 9) parallel verlaufen.

10. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (18, 19) höchstens 1,5 mm in den Entladungsraum (10) hineinragen.

11. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (20, 21) an den dem Entladungsgefäß (2) zugewandten Enden der Dichtungsfolien (4, 5) befestigt sind.

12. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (14-21) aus undotiertem Wolframdraht bestehen.

13. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (1) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hilfselektroden (14-19) im Bereich von 1 mm bis 3 mm liegt.

Claims

1. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) comprising a discharge vessel (2) and a vessel seal formed as a pinch (3) in which two sealing foils (4, 5) arranged in one plane and electrically insulated from one another are located, the ends of which facing away from the discharge vessel (2) are in each case connected to an outer current lead (6, 7) to which the supply voltage is applied during the lamp operation, and at the ends of which facing the discharge vessel (2) in each case an inner current lead (8, 9) protruding into the discharge space (10) and provided at its end with an electrode (11, 12) is attached, characterised in that inside the discharge space (10), two auxiliary electrodes (14-21) are provided which are in each case electrically connected to an inner current lead (8, 9), the clearance (d) of the auxiliary electrodes (14-21) being less than the clearance (D) of the inner current leads (8, 9).

2. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claim 1, characterised in that the auxiliary electrodes (14-19) are directly attached to the inner current leads (8, 9).

3. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claims 1 and 2, characterised in that the auxiliary electrodes (14-19) are attached at the outlet point of the inner current leads (8, 9) into the discharge space (10).

4. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claims 1 to 3, characterised in that the longitudinal axes of the auxiliary electrodes (14, 15) and the longitudinal axes of the inner current leads (8, 9) extend at a rightangle.

5. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claim 4, characterised in that the spacing of the auxiliary electrodes (14, 15) is within the range from 3.5 mm to 6 mm.

6. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claims 1 to 3, characterised in that the longitudinal axes of the auxiliary electrodes (16, 17) and the longitudinal axes of the inner current leads (8, 9) form an angle a differing from 90°.

7. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claim 6, characterised in that the angle α is within the range of 20° to 60°.

8. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claims 6 and 7, characterised in that the spacing of the auxiliary electrodes (16, 17) is at least equal to the spacing of the main electrodes (11, 12) and is at most 6 mm.

9. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claims 1 to 3, characterised in that the longitudinal axes of the auxiliary electrodes (18, 19) and the longitudinal axes of the inner current leads (8, 9) extend in parallel.

10. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claim 9, characterised in that the auxiliary electrodes (18, 19) protrude at most 1.5 mm into the discharge space (10).

11. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claim 1, characterised in that the auxiliary electrodes (20, 21) are attached to the ends of the sealing foils (4, 5) facing the discharge vessel (2).

12. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claims 1 to 11, characterised in that the auxiliary electrodes (14-21) consist of undoped tungsten wire.

13. High-pressure metal-halide discharge lamp (1) according to Claims 1 to 8, characterised in that the length of the auxiliary electrodes (14-19) is within a range from 1 mm to 3 mm.

Revendications

1. Lampe à décharge à haute pression à halogénure métallique (1) comportant une enceinte de décharge (2) et un système d'étanchéité de l'enceinte, qui est réalisé sous la forme d'un pincement (3) et dans lequel sont situées deux feuilles d'étanchéité (4,5), qui sont disposées dans un plan et sont isolées électriquement l'une de l'autre et dont les extrémités, tournées à l'opposé de l'enceinte à décharge (2), sont raccordées à des éléments extérieurs respectifs d'alimentation en courant (6,7), auxquels la tension d'alimentation est appliquée pendant le fonctionnement de la lampe, tandis qu'aux extrémités tournées à l'opposé de l'enceinte de décharge (2) sont fixés des éléments intérieurs respectifs d'alimentation en courant (8,9), qui pénètrent dans l'espace de décharge (10) et comportent, à leur extrémité, une électrode (11,12), caractérisée par le fait qu'à l'intérieur de l'espace de décharge (10), il est prévu deux électrodes auxiliaires (14-21), qui sont raccordées électriquement respectivement à un élément intérieur d'alimentation en courant (8,9), l'écartement (d) entre les électrodes auxiliaires (14-21) étant inférieur à l'écartement (D) entre les éléments intérieurs d'alimentation en courant (8,9).

2. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les électrodes auxiliaires (14-19) sont fixées directement sur l'élément intérieur d'alimentation en courant (8,9).

3. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les électrodes auxiliaires (14-19) sont fixées au point de sortie des éléments intérieurs d'alimentation en courant (8,9) dans l'espace de décharge (10).

4. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les axes longitudinaux des électrodes auxiliaires (14,15) et les axes longitudinaux des éléments intérieurs d'alimentation en courant (8,9) sont perpendiculaires entre eux.

5. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que la distance entre les électrodes auxiliaires (14,15) se situe dans la plage située de 3,5 mm à 6 mm.

6. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les axes longitudinaux des électrodes auxiliaires (16,17) et les axes longitudinaux des éléments intérieurs d'alimentation en courant (8,9) forment un angle a, qui diffère de 90°.

7. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que l'angle a est situé dans la plage de 20° à 60°.

8. Lampe à décharge à haute pression à halogénure métallique (1) suivant les revendications 6 et 7, caractérisée par le fait que la distance entre les électrodes auxiliaires (16,17) est égale au moins à la distance entre les électrodes principales (11,12) et que sa valeur est égale au maximum à 6 mm.

9. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les axes longitudinaux des électrodes auxiliaires (18,19) et les axes longitudinaux des éléments intérieurs d'alimentation en courant (8,9) sont parallèles entre eux.

10. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant la revendication 9, caractérisée par le fait que les électrodes auxiliaires (18 et 19) pénètrent au maximum sur une distance de 1,5 mm dans l'espace de décharge (10).

11. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les électrodes auxiliaires (20,21) sont fixées aux extrémités des feuilles d'étanchéité (4,5), tournées vers l'enceinte de décharge (2).

12. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant les revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que les électrodes auxiliaires (14-21) sont réalisées sous la forme d'un fil de tungstène non dopé.

13. Lampe à décharge à basse pression à halogénure métallique (1) suivant les revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que la longueur des électrodes auxiliaires (14-19) se situe dans la plage de 1 mm à 3 mm.

Zeichnung