[0001] Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Es handelt sich hierbei im wesentlichen um Metallhalogenid-Entladungslampen, deren
Farbwiedergabe durch die Verwendung eines keramischen Entladungsgefäßes verbessert
ist. Typische Leistungsstufen sind 50 - 250 W. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen
Lampentypen verwendbar, z.B. bei Natrium-Hochdrucklampen.
[0003] Von den Natriumhochdrucklampen her ist ein Aufbau bekannt, bei dem das keramische
Entladungsgefäß aus Al₂O₃ besteht, dem eventuell geringe Zusätze an anderen Oxiden,
insbesondere MgO, beigefügt sind. An den Enden des Gefäßes ist jeweils ein Niob-Rohr
als Durchführung in einem Stopfen aus Keramik eingepaßt. Die besondere Eignung von
Niob beruht darauf, daß dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient in guter Näherung
dem von Al₂O₃-Keramik entspricht; für beide Materialien beträgt er etwa 8.10⁻⁶ K⁻¹.
[0004] Aus der EP-PS 34 113 ist eine Hochdrucklampe bekannt, bei der eine relativ hohe Leistung
(z.B. 400 W) und die damit verbundene höhere Strombelastung mittels eines größeren
Leistungsquerschnitts der Stromdurchführungen berücksichtigt wird, indem jede Durchführung
aus mehreren Niobdrähten besteht, deren Durchmesser jeweils maximal 600 µm beträgt.
Auf diese Weise werden schädliche Wärmespannungen zwischen Durchführung und Endstopfen
vermieden.
[0005] Aus der DE-OS 38 40 577 ist eine Hochdrucklampe bekannt, bei der das Entladungsgefäß
aus AlN hergestellt ist. Als Durchführungen werden massive Wolframstifte verwendet,
da deren Ausdehnungskoeffizient (5.10⁻⁶ K⁻¹) in guter Näherung dem von AlN entspricht.
Die Verwendung von Wolfram hat hier zudem den besonderen Vorteil, daß dieses Material
beständig ist gegen die stark korrodierende Wirkung von Metallhalogeniden, die hier
eventuell als Füllungszusatz verwendet werden. Diese Eigenschaft weist Niob nicht
auf.
[0006] Um die Korrosionsbeständigkeit im Bereich der Abdichtungen zu verbessern, ist bei
Metallhalogenidlampen mit Entladungsgefäßen aus Al₂0₃ versucht worden, die üblichen
Niobdurchführungen durch besondere Kniffe zu schützen, beispielsweise durch vertieftes
Einsetzen oder durch Schutzschichten (z.B. EP-A 472 100), was jedoch sehr aufwendig
ist. Auch die Verwendung von elektrisch-leitenden Cermets als Endstopfen hilft nicht
weiter (EP-A 142 202). Diese sind zwar korrosionsfester, aber deren Eignung ist deswegen
unbefriedigend, weil im Laufe der Lebensdauer durch die Erwärmung des als Ohmschen
Widerstandes wirkenden Cermets Mikrorisse entstehen, die sich weiter ausbreiten und
schließlich das Entladungsgefäß undicht werden lassen.
[0007] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der die Abdichtung des Entladungsgefäßes verbessert
ist und dadurch die Lebensdauer der Lampe verlängert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Hochdrucklampe mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
[0008] Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe besitzt ein Entladungsgefäß aus Al₂0₃
oder einer anderen transluzenten Keramik, deren Ausdehnungskoeffizient ähnlich wie
bei Al₂0₃ etwa 8.10⁻⁶ K⁻¹ beträgt. Beispielsweise kommt dafür auch Spinell (MgAl₂0₄)
oder Y₂0₃ in Frage. Die Keramik kann auch eine Dotierung mit anderen Stoffen aufweisen,
z.B. MgO.
[0009] Das Entladungsgefäß ist im allgemeinen länglich, insbesondere zylindrisch oder ausgebaucht.
Es kann aber auch U-förmig gebogen sein. An seinen beiden Enden ist es mit Mitteln
zum Andichten verschlossen, die ebenfalls aus einem passenden keramischen Material
hergestellt sind. Entladungsgefäß und Abdichtmittel müssen nicht notwendigerweise
aus dem gleichen Material hergestellt sein. Es sollte jedoch hinsichtlich des Ausdehnungskoeffizienten
in etwa abgestimmt sein.
[0010] Das Abdichtmittel ist häufig ein separater Endstopfen, z.B. in Gestalt einer zylindrischen
Scheibe, die insbesondere einen verbreiterten Rand oder Vorsprung besitzen kann, der
als Anschlag beim Einpassen in das Entladungsgefäß dient. Es kann sich dabei aber
auch beispielsweise um einen geeignet geformten integralen Endbereich das Entladungsgefäßes
handeln.
[0011] Das erfindungsgemäße Abdichtungsprinzip versucht, den Vorteil der Korrosionsbeständigkeit,
den einige Metalle mit einem relativ geringen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 4 -
5.10⁻⁶ K⁻¹ besitzen (vor allem Wolfram, Molybdän, Rhenium und deren Legierungen),
auch für den Verbund mit keramischen Werkstoffen zu benutzen, die sich bereits für
die Herstellung von Entladungsgefäßen für Hochdrucklampen als besonders geeignet erwiesen
haben, insbesondere Al₂0₃. Dabei ist für die Qualität der Dichtung in erster Linie
das Material des Mittels zum Abdichten, im allgemeinen also des Endstopfens, entscheidend,
da nur dieses unmittelbar mit der Durchführung in Berührung kommt. Mittelbar kommt
es auch auf das Material des Entladungsgefäßes selbst an.
[0012] In analoger Weise gilt diese Überlegung auch für den Fall, daß das Mittel zum Abdichten
aus mehreren Teilen besteht, von denen nur einer mit der Durchführung unmittelbar
in Kontakt steht.
[0013] Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß es zwar an sich nicht möglich ist, zwei
Stoffe mit unterschiedlicher thermischer Ausdehnung vakuumdicht dauerhaft miteinander
zu verbinden, wenn sie so großen Temperaturschwankungen (ca. 800 - 1000°C) wie im
Betrieb einer Lampe ausgesetzt sind. Dabei darf jedoch nicht übersehen werden, daß
der Vergleich der Ausdehnungskoeffizienten nur die relativen Ausdehnungsunterschiede
angibt. Ein zweiter Parameter von ebenso großer Bedeutung ist jedoch der absolute
Wert der Ausdehnungsunterschiede. Macht man daher die Abmessungen des einen Dichtungspartners
möglichst klein, fallen die relativen Ausdehnungsunterschiede nicht mehr ins Gewicht.
[0014] Die Funktionsfähigkeit dieses allgemeinen Prinzips zeigt sich bei Entladungsgefäßen
aus Quarzglas, bei denen als Durchführung lamellenförmig ausgebildete, extrem dünne
Molybdänfolien verwendet werden. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß bei Keramiken
dieses Prinzip dahingehend konkretisiert werden kann, daß man einen handelsüblichen
Draht oder Stift mit einem Durchmesser von höchstens 250 µm als Grundlage für die
Durchführung verwendet. Bevorzugt kann der Durchmesser auch erheblich kleiner sein;
gut geeignet sind Durchmesser zwischen 50 und 130 µm.
[0015] Je nach gewünschter Leistungsstufe der Lampe wird der Strombelastung der Durchführung
dadurch Rechnung getragen, daß die Querschnittsfläche der Durchführung vergrößert
wird, indem mehrere Drähte parallel zueinander angeordnet sind. Bei hohen Leistungsstufen
können dazu bis zu neun oder auch mehr Drähte verwendet werden. Ein besonders vorteilhafter
Nebeneffekt bei der Verwendung mehrerer Drähte ist die verbesserte Stabilisierung
der Durchführung. Insbesondere ist es möglich, den in das Entladungsgefäß ragenden
Teil des Drahtbündels zu einer Litze zu verdrillen.
[0016] Bei kleinwattigen Lampen kann daraus zusätzlich ein entscheidender Vorteil abgeleitet
werden. Die Litze kann nämlich zu einer Elektrodenspitze mit hoher Wärmekapazität
verschmolzen werden, insbesondere zu einer kugelförmigen Kuppe. Für eine solche Anordnung
ist vor allem Wolfram als Durchführungsmaterial geeignet, da es besonders wärmebeständig
ist. Eine separate Elektrode, die erst aufwendig mit der Durchführung verbunden werden
muß, kann hierbei entfallen. Der Kugeldurchmesser einer solchen Elektrodenspitze kann
über die Länge des in einem Lichtbogen (durch Plasmabrenner oder Laser erzeugt) zurückgeschmolzenen
Litzenabschnitts eingestellt werden.
[0017] Im einfachsten Fall genügt es, dieses Drahtbündel, evtl. auch locker verdrillt, durch
eine einzige eng angepaßte Bohrung im Abdichtmittel zu führen und diese Bohrung mittels
Glaslot vakuumdicht zu verschließen. Es können auch einzelne Drähte oder verschiedene
Drahtbündel in zwei oder mehr eng angepaßten Bohrungeführt werden. Entscheidend für
die Dichtwirkung ist nur, daß jeder einzelne Draht von Glaslot umgeben ist. Dies wird
bei mehreren, auch locker verdrillten Drähten in einer Bohrung durch die Kapillarwirkung
der zwischen den Drähten vorhandenen Zwischenräume sichergestellt. Der Vorteil der
Verwendung von Drahtbündeln ist das leichtere und schnellere Einfädeln in die Bohrungen.
[0018] Bei der Herstellung der Abdichtung ist zu beachten, daß die Bohrung normalerweise
so eng ist, daß eine verkugelte Elektrodenspitze nicht hindurchpassen würde. Aus diesem
Grund wird vorteilhaft ein locker verdrilltes Drahtbündel zunächst durch die einzige
Bohrung des Endstopfens geführt und mittels Glaslot abgedichtet. Erst nachträglich
wird durch Anlegen eines Überstroms eine Kugel an der Elektrodenspitze erzeugt. Das
Füllen erfolgt beispielsweise mittels einer seitlichen Bohrung in der Wand des Entladungsgefäßes.
Eine Alternative besteht darin, das Drahtbündel zunächst in die Bohrung des noch nicht
eingesetzten Endstopfens einzuführen und dann die Elektrodenspitze zu formen oder
zu befestigen. Erst danach wird -nach dem Füllen des Entladungsgefäßes durch das obere
Ende- diese Baueinheit in das noch offene Ende eingesetzt und sowohl der Spalt zwischen
dem Ende des Entladungsgefäßes und dem Stopfen als auch die das Drahtbündel enthaltende
Bohrung im Stopfen mittels Glaslot verschlossen. Diese Technik läßt sich auch verwenden,
wenn der Endstopfen mehrere Bohrungen für einzelne Drähte oder Drahtbündel besitzt.
Alternativ kann für das Abdichten einzelner Drähte in separaten Bohrungen des noch
nicht eingesetzten Endstopfens die Technik der Direkteinsinterung verwendet werden.
Diese Technik funktioniert um so besser, je dünner der Drahtdurchmesser ist. Hier
kann die Elektrodenspitze nachträglich zu einer Litze verflochten und eine Kugelspitze
gebildet werden oder eine Elektrodenspitze nachträglich befestigt werden. Diese Baueinheit
kann dann anschließend -ähnlich wie im letzten Ausführungsbeispiel- in das zweite,
noch offene Ende des Entladungsgefäßes eingesetzt werden, wenn der Füllvorgang abgeschlossen
ist. Der Ringspalt zwischen dem Endstopfen und dem Ende des Entladungsgefäßes wird
abschließend mittels Glaslot verschlossen. Bei dieser Technik ist der Gebrauch von
Glaslot minimiert, so daß die korrosive Wirkung der Füllung auf das Glaslot nahezu
vernachlässigt werden kann. In jedem Fall empfiehlt es sich, ein möglichst halogenresistentes
Glaslot zu verwenden.
Möglich ist auch die Direkteinsinterung des Endstopfens im Ende des Entladungsgefäßes
bei gleichzeitiger Direkteinsinterung der Durchführungsdrähte im Endstopfen. Dabei
muß jedoch wieder eine seitliche Füllbohrung in der Wand des Entladungsgefäßes geschaffen
werden.
Mit dieser Technik können auch mehrere Drähte durch eine separate Bohrung geführt
werden, wenn ein spezielles Material mit verringertem Ausdehnungskoeffizienten für
das Abdichtmittel verwendet wird.
[0019] Herstellungstechnisch besonders bewährt hat sich der Kniff, das Abdichtmittel aus
mehreren Teilen zusammenzusetzen, insbesondere aus einem die Abdichtung kontaktierenden
Zentralteil und einem Peripherieteil, das das Zentralteil umgibt. Diese Anordnung
hat sowohl Vorteile beim Einführen der Durchführung als auch beim Abdichten als auch
beim Bilden einer Litze. Zweckmäßig ist das Zentralteil insbesondere als Mehrlochkapillare
ausgebildet, bei der jeder Draht einzeln durch eine Bohrung hindurchgeführt ist. Ein
separates Zentralteil vereinfacht das Handling beim Einfädeln der Drähte. Das Verdrillen
der Drähte im Bereich der Elektrodenspitze kann zweckmäßig erst nach dem Einfädeln
erfolgen, ebenso die Bildung einer Kugel an der Elektrodenspitze. Ein entscheidender
Vorteil ist, daß die Abdichtung zwischen der Durchführung und dem Zentralteil bereits
vor dem Einbau in das Ende des Entladungsgefäßes erfolgen kann. Insbesondere bei einer
Direkteinsinterung, also ohne Glaslot, braucht man bei der hierfür notwendigen Temperaturbelastung
während des Sintervorganges keine Rücksicht auf das Entladungsgefäß und vor allem
auf die eventuell bereits darin enthaltene Füllung zu nehmen.
[0020] Eine besonders elegante Lösung bietet ein Zentralteil und insbesondere eine Mehrlochkapillare
auch für das Problem des Füllens des Entladungsgefäßes, weil die das Zentralteil aufnehmende
Bohrung im Peripherieteil zunächst als Füllöffnung verwendet werden kann. Dabei wird
das erste Ende des Entladungsgefäßes zunächst vollständig verschlossen, während beim
zweiten Ende eine Füllöffnung belassen wird, die erst nach dem Evakuieren und Füllen
verschlossen wird. Alternativ kann auch die Mehrlochkapillare eine verglichen mit
der Zahl der Drähte überzählige Bohrung aufweisen, die als Füllöffnung dienen kann.
Einzelheiten über die Technik der Direkteinsinterung und das Füllverfahren mittels
einer nachträglich zu verschließenden Öffnung sind in der EP-PA 92 114227.9 und der
PCT/DE92/00372 (Artikel 54 (3) EPÜ) dargelegt, auf die ausdrücklich Bezug genommen
wird.
[0021] Besondere Vorteile ergeben sich bei Metallhalogenid-Entladungslampen mit keramischem
Entladungsgefäß und Abdichtmittel, deren Lebensdauer bisher durch die agressiven Füllstoffe
stark eingeschränkt war. Hier haben sich erfindungsgemäße Durchführungen aus Wolfram
oder Molybdän besonders bewährt, da sie korrosionsfest fest.
[0022] Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
- Figur 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenid-Entladungslampe, teilweise geschnitten
- Figur 2
- ein weiteres Ausführungsbeispiel des Endbereiches des Entladungsgefäßes
- Figur 3
- ein weiteres Ausführungsbeispiel des Endbereichs der Lampe in Seitenansicht (geschnitten)
(Figur 3a) und im Querschnitt (Ausschnitt) (Figur 3b), sowie deren Herstellung (Figur
3c und 3d)
- Figur 4
- weitere Ausführungsbeispiele von Kapillaren mit Durchführungen im Querschnitt.
[0023] In Figur 1 ist schematisch eine Metallhalogenid-Entladungslampe mit einer Leistung
von 100 W dargestellt. Sie besteht aus einem eine Lampenachse definierenden zylindrischen
Außenkolben 1 aus Quarzglas, der zweiseitig gequetscht 2 und gesockelt 3 ist. Das
axial angeordnete Entladungsgefäß 4 aus Al₂0₃-Keramik ist in der Mitte 5 ausgebaucht
und besitzt zylindrische Enden 6. Es kann jedoch z.B. auch aus einem zylindrischen
Rohr bestehen. Es ist mittels zweier Stromzuführungen 7, die mit den Sockelteilen
3 über Folien 8 verbunden sind, im Außenkolben 1 gehaltert. Die Stromzuführungen 7
aus Molybdän sind mit Durchführungen 9 verschweißt, die jeweils in einem keramischen
Endstopfen 10 des Entladungsgefäßes direkt, also glaslotfrei, eingesintert sind. Die
Endstopfen sind ebenfalls aus Al₂0₃ gefertigt. Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht
neben einem inerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden.
Die erste Durchführung 9a ist am ersten Ende 6a angeordnet, das als Pumpende beim
Füllen der Lampe dient. Sie besteht aus zwei Molybdändrähten von jeweils 220 µm Durchmesser,
die voneinander beabstandet durch zwei Bohrungen des Endstopfens 10a hindurchgeführt
sind. Sie halten im Inneren des Entladungsgefäßes eine Elektrode 11, bestehend aus
einem Elektrodenschaft 12 aus Wolfram und einer am entladungsseitigen Ende ausgebildeten
kugelförmigen Spitze 13.
[0024] Die zweite Durchführung 9b ist am zweiten Ende 6b angeordnet, das als Blindende angelegt
ist. Sie besteht aus einem massiven Niobstift, der in die Bohrung des Endstopfens
10b vertieft 14 eingesetzt ist. Zum Zweck des Evakuierens und Füllens ist in der Nähe
des Pumpendes 6a eine Füllbohrung 15 angebracht, die nach dem Füllen durch ein Glaslot
oder eine Schmelzkeramik 16 verschlossen wird. Bei dieser Ausführung ist auf die Brennstellung
zu achten, um die Korrosion auch bei Verwendung einer Niobdurchführung klein zu halten.
[0025] In einer zweiten Ausführungsform sind beide Enden 6a, 6b mit derselben mehrdrahtigen
Durchführung bestückt, wobei die Brennstellung keine Rolle spielt.
[0026] Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine durchgehende, locker
verdrillte Durchführung 9a' durch eine Bohrung im keramischen Endstopfen 10a hindurchgeführt
ist. Sie besteht aus vier Einzeldrähten, die an der Spitze zu einer Kugel 13 verschmolzen
sind. Die Durchführung 9a' ist mittels Glaslot 16' in die Bohrung eingeschmolzen.
Der Endstopfen 10a ist seinerseits in das Ende 6a des Entladungsgefäßes mittels Glaslot
16'' eingeschmolzen. Eine separate Füllbohrung in der Seitenwand wie in Figur 1 kann
entfallen, da der Endstopfen 10a erst nach dem Evakuieren und Füllen des Entladungsgefäßes
durch das Pumpende 6a in dieses eingesetzt wird.
[0027] Eine weitere Ausführungsform zeigt Figur 3a. Es ist nur ein Ausschnitt, nämlich der
Bereich eines Endes 6, dargestellt.
[0028] Der keramische Endstopfen 20 besteht aus zwei konzentrischen Teilen, einem äußeren
Peripherieteil 21, das ringartig geformt ist, und einem inneren Zentralteil 22 in
Gestalt einer zylindrischen Vierloch-Kapillare mit einem Außendurchmesser von 1,2
mm. Beide Teile bestehen aus reinem Al₂0₃. Durch die vier Bohrungen der Kapillare
mit einem inneren Lochdurchmesser von jeweils 200 µm sind vier Wolframdrähte 23 mit
einem Durchmesser von jeweils 100 µm hindurchgeführt. Sie sind im Innenraum des Entladungsgefäßes
zu einer Litze 24 verdrillt, die an der Spitze zu einer Kugel 25 von etwa 700 µm Durchmesser
verschmolzen ist. Diese Durchführung ist für Ströme von ca. 1,2 A geeignet. Eine Draufsicht
der Kapillare 22 mit den Drähten 23 zeigt Figur 3b.
[0029] An der Außenseite 26 des Endstopfens sind die Enden der Drähte 23 von einer Niobwendel
27 umgeben. Ein konisches Abschlußteil 28 aus Niob ist in die Wendel 27 so eingepaßt,
daß es die Drähte 23 an der Innenseite der Wendel 27 festklemmt. Das Zentralteil 22
ist großzügig mittels Glaslot 29 im Peripherieteil 21 abgedichtet, wobei gleichzeitig
auch die Drähte 23 in den Bohrungen des Zentralteils 22 durch das Glaslot 29 abgedichtet
werden. Schließlich ist auch die Niobwendel 27 an der Außenseite 26 des Endstopfens
durch das Glaslot 29 befestigt.
[0030] Das Abdichten eines Endes des Entladungsgefäßes mit einer Durchführung gemäß Figur
3a ist in der Figur 3c näher erläutert. Zunächst werden die Drähte 23 in die Bohrungen
der Kapillare 22 eingefädelt und am entladungsseitigen Ende zu einer Litze 24 verdrillt.
Anschließend wird die Elektrodenspitze 25 durch Zurückschmelzen der Litze gebildet.
Dann wird die Niobwendel 27 über die Drahtenden 23 am entladungsfernen Ende der Kapillare
gesteckt. Die Drahtenden 23 werden in der Wendel 27 mit dem konischen Abschlußteil
28 festgeklemmt, das von oben in die Wendel 27 eingepaßt wird (Pfeil). Die Wendel
27 wird dabei etwas gespreizt. Zur besseren Führung der Drähte kann das Abschlußteil
28 Riefen 30 in der konischen Fläche besitzen.
[0031] Das vormontierte Elektrodensystem 31 einschließlich der Kapillare 22 wird (Figur
3d) in die zentrale Bohrung des bereits mit dem Ende des Entladungsgefäßes verbundenen
Peripherieteils 21 eingeführt (Pfeil), wobei die Niobwendel 27, die vorteilhaft seitlich
etwas an der Kapillare 22 übersteht, als Anschlag für das Elektrodensystem 31 dienen
kann, wenn dieses vor dem Einschmelzen in der zentralen Stopfenbohrung positioniert
wird. Anschließend wird ein Glaslotring 32 auf die Außenfläche 26 des Endstopfens
20 aufgelegt und das Ende 6 soweit lokal erwärmt, daß das Glaslot 32 schmilzt und
in die Hohlräume läuft und dadurch die Bohrungen des Endstopfens abdichtet sowie die
Wendel 27 fixiert, wie in Figur 3a dargestellt. Die Wendel 27 muß aus Niob oder einem
anderen Metall mit ähnlichem Ausdehnungskoeffizienten wie Niob sein, z.B. Tantal,
da sie sonst nicht mit dem Glaslotring 32 rißfrei verbunden werden kann.
[0032] Figur 4 zeigt im Querschnitt weitere Ausführungsbeispiele einer Mehrlochkapillare
17, z.B. für eine 150 W-Lampe. Entsprechend dem hierbei auftretenden höheren Strom
(1,8 A) sind in Figur 4a acht Drähte 18 in acht Bohrungen direkt eingesintert. Weiterhin
weist die Kapillare 17 in der Mitte eine extra große Bohrung 19 auf, die zum Füllen
des Entladungsgefäßes verwendet werden kann. Dementsprechend kann auf eine separate
Füllbohrung in der Wand des Entladungsgefässes verzichtet werden. Die Bohrung 19 wird
nach dem Füllen mit Glaslot oder Schmelzkeramik verschlossen.
[0033] In Figur 4b sind jeweils Bündel 33 von je drei Drähten 34 in einer Bohrung 35 der
Kapillare 17 geführt. Die Drähte 34 sind voneinander beabstandet. Die insgesamt drei
Bohrungen 35 sind mittels Glaslot 36 vakuumdicht abgedichtet, so daß jeder einzelne
Draht 34 von Glaslot 36 umgeben ist.
[0034] In Figur 4c sind jeweils Bündel 37 von je vier Drähten 38 in einer Bohrung 39 der
Kapillare 17 geführt und dort direkt eingesintert. Dies ist jedoch nur unter der speziellen
Voraussetzung möglich, daß der thermische Ausdehnungskoeffizient des Endstopfens,
insbesondere des Zentralteils 17, besser auf die metallische Durchführung abgestimmt
wird. Hierfür kann der Endstopfen oder zumindest die Kapillare neben der keramischen
Grundmatrix (Al₂0₃) auch bis zu 40 % Zusatzstoffe (z.B. Wolfram) enthalten. Wegen
des geringeren relativen Ausdehnungsunterschieds kann dann in Kauf genommen werden,
daß mehrere Drähte 38 direkt nebeneinander in einer Bohrung 39 angeordnet sind. Vorteilhaft
ist dann die Bohrung 39 dem Querschnitt des Drahtbündels angepaßt. Bei einem Bündel
aus vier Drähten wird daher ein kleeblattartiger Querschnitt der Bohrung 39 benutzt.
[0035] Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere
kann es von Vorteil sein, die Kapillare am entladungsseitigen Ende des Endstopfens
etwas überstehen zu lassen, da dies das Zünd- und Betriebsverhalten der Lampe verbessert.
Ein etwaiges Kondensat von Füllungsbestandteilen benetzt dann nur den überstehenden
Kragen der Kapillare, nicht jedoch die Durchführung.
1. Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß (4) aus durchscheinender Keramik,
das eine lichterzeugende Füllung umschließt, wobei das Entladungsgefäß (4) zwei Enden
(6a, 6b) besitzt, die mit keramischen Mitteln (10) zum Abdichten verschlossen sind,
und wobei durch dieses Mittel eine elektrisch-leitende Durchführung (9) vakuumdicht
hindurchgeführt ist, die eine Elektrode (11) im Innern des Entladungsgefäßes mit einer
äußeren elektrischen Zuleitung verbindet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- zumindest die Mittel (10) zum Abdichten bestehen im wesentlichen aus Al₂0₃, Y₂0₃,
MgAl₂0₄ oder deren Mischungen,
- zumindest an einem der beiden Enden (6) des Entladungsgefäßes besteht die Durchführung
(9) aus einem Metall, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient erheblich kleiner
als der des keramischen Mittels zum Abdichten ist,
- diese Durchführung (9) besteht aus mindestens zwei, vorzugsweise mehreren, dünnen
Drähten (23) oder Stiften mit einem Durchmesser von jeweils höchstens 250 µm.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung
(9) aus Wolfram oder Molybdän oder Rhenium oder deren Mischungen besteht.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen
Drähte (23) oder Stifte separat durch das Mittel (10) zum Abdichten hindurchgeführt
sind.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen
Drähte (23) oder Stifte zumindest innerhalb des Entladungsgefäßes zu einer Litze (24)
verdrillt sind.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung
(9) im Mittel (10) zum Abdichten durch ein Glaslot (29) eingeschmolzen oder direkt
eingesintert ist.
6. Hochdruckentladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mittel (20) zum Abdichten aus mehreren Teilen besteht und ein rohrartiges
separates Teil (22) aufweist, das die Durchführung (9) umgibt.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das separate
Teil eine Kapillare (22) mit mehreren Bohrungen ist.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Mittel
(20) zum Abdichten überstehenden äußeren Enden der Drähte (23) oder Stifte von einem
ringähnlichen federnden Element (27) umgeben sind, wobei ein elektrisch-leitendes
Abschlußteil (28) mit einer konischen Teilfläche in das federnde Element so eingepaßt
ist, daß die äußeren Enden der Drähte oder Stifte zwischen dem federnden Element (27)
und dem Abschlußteil (28) mechanisch eingeklemmt sind und dabei eine elektrisch-leitende
Verbindung zwischen Durchführung und Abschlußteil sicherstellen.
9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das
federnde Element (27) aus Niob gefertigt ist.
10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde
Element eine Wendel (27) ist.
11. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das entladungsseitige
Ende der Litze (24) zu einer Elektrodenspitze (25) mit hoher Wärmekapazität verschmolzen
ist.
12. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichterzeugende
Füllung Metallhalogenide enthält
13. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum
Abdichten oder zumindest eines seiner Teile bis zu 40 % Zusatzstoffe enthält.