Zündhilfe für eine Hochdruckentladungslampe

Abstract

 Bei einer Zündhilfe (12, 12') für eine Hochdruckentladungslampe, insbesondere eine Hochdrucknatriumdampflampe (SHP-Lampe) (3) mit einer um ein aus Quarz oder einer lichtdurchlässigen Keramik, insbesondere aus polykristallinem Aluminiumoxid, bestehendes, zwei Enden (4, 5) aufweisendes, Brennerrohr (6) eines Brenners (18) herum gewendelten und an der äußeren Oberfläche desselben anliegenden und ebenfalls zwei Enden (7, 8) aufweisenden Antenne (9) aus Draht, sowie mit zwei von seinen beiden Enden (4, 5) her in das Brennerrohr (6) hineinragenden Elektroden (10, 11), ist im Bereich der Elektroden (10, 11) auf jedem Ende (4, 5) des Brennerrohrs (6) ein gespaltener Klemmring (13, 14) unter Vorspannung aufgebracht, ist die Antenne (9) mit jedem ihrer beiden Enden (7, 8) an jeweils einem der Ringe (13, 14) angeschweißt, und sind die Ringe (13, 14) oder die Enden (7, 8) der Antenne (9) jeweils mit einem keramischen Zement bzw. Kitt (15, 16) an der Oberfläche des Brennerrohrs (6) festgelegt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zündhilfe für eine Hochdruckentladungslampe, insbesondere eine Hochdrucknatriumdampflampe (SHP-Lampe) mit einer um ein aus Quarz oder einer lichtdurchlässigen Keramik, insbesondere aus polykristallinem Aluminiumoxid (PCA), bestehendes, zwei Enden aufweisendes, Brennerrohr herum gewendelten und an der äußeren Oberfläche desselben anliegenden und ebenfalls zwei Enden aufweisenden Antenne aus Draht, sowie mit zwei von seinen beiden Enden her in das Brennerrohr hineinragenden Elektroden.

[0002] Hochdruckentladungslampen, wie Metallhalogenlampen oder Hochdrucknatriumdampflampen, brauchen zum Starten eine hohe Zündspannung, die üblicherweise von einer speziellen Zündquelle erzeugt wird. Derartige Hochdruckentladungslampen werden mit einer Zündhilfe ausgerüstet, die das Zündverhalten verbessert. Der benötigte Hochspannungsimpuls wird in der Zündquelle erzeugt und zwischen den Elektroden angelegt.

[0003] Es ist eine Zündhilfe der eingangs genannten Bauart bekannt (US-PS-4 520 294), bei welcher die Antenne mit einem eingebauten Starter verbunden ist, der die benötigten Hochspannungspulse erzeugt. Die Antenne ist dabei nicht am Brennerrohr selber festgelegt sondern nur an gesonderten Halterungen innerhalb eines Hüllkolbens und lässt sich somit nicht unabhängig von den Halterungen am Brennerrohr anbringen. Dies ist aufwendig und kostenträchtig. Außerdem kann sich die Zündhilfe unter dem Einfluß der auftretenden Wärmespannungen bei den vorhandenen hohen Betriebstemperaturen am Brennerrohr verlagern, was sich sehr nachteilig auf das Zündverhalten auswirkt.

[0004] Ferner ist eine Zündhilfe bekannt (EP-1 355 345 A1), bei welcher die Antenne aus Titannitrid oder aus einem anderen Metallnitrid besteht, das jeweils als Pulver in Streifenform in die Wand eines PCA-Brenners eingesintert wird. Für verschiedene Lampentypen müssen verschiedene Antennen und deren Materialien eingesetzt werden. Brennerrohre aus PCA sind am Markt ohne Schwierigkeit verfügbar und frei erhältlich, derartige Brennerrohre mit verschiedenen Antennen der beschriebenen Art jedoch nicht. Die Herstellung solcher Zündhilfen ist somit nicht nur recht schwierig sondern auch aufwendig. Außerdem ist bei induktiven Zündhilfen das elektrische Kontaktieren der eingesinterten Antenne durch eine Bimetallfeder problematisch, da es vorkommt, dass beim Prozeß des Einsinterns Material der Antenne gerade dort, wo die Bimetallfeder zur Anlage kommt, von Material des Brenners abgedeckt wird. Diese bekannte Bauform besitzt bereits im Bereich der Elektroden um das Brennerrohr herumlaufende Ringe, mit denen die Antenne mit ihren jeweiligen Enden in Verbindung steht, um möglichen exzentrischen Anordnungen der Elektroden, d. h. deren gegebenenfalls beim Einschmelzen im Brennerrohr auftretende Abweichungen von dessen Mittelachse, Rechnung zu tragen.

[0005] Außerdem ist aus der US-A-2003/0006705 eine Zündhilfe der eingangs genannten Bauart bekannt, die lediglich um das Brennerrohr gewickelt ist, ohne daß gesonderten Elemente zur Festlegung der Zündhilfe am Brennerrohr vorgesehen wären.

[0006] Schließlich ist aus der US-A-5 757 137 eine Zündhilfe bekannt, die sich als geradliniger Draht längs des Brennerrohrs erstreckt und am einen Ende desselben teilweise um dasselbe geschlungen ist und am anderen Ende des Brennerrohrs von einer gesonderten Halterung abgestützt ist, die einen komplizierten Aufbau besitzt.

[0007] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Zündhilfe der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die eine kostengünstige, flexible Fertigung und die Verwendung gleicher Brennerrohre für unterschiedliche Lampentypen ermöglicht, ohne dass Einsinterungen benötigt würden.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich der Elektroden auf jedem Ende des Brennerrohrs ein gespaltener Klemmring unter Vorspannung aufgebracht ist, dass die Antenne mit jedem ihrer beiden Enden an jeweils einem der Ringe angeschweißt ist, und dass die Ringe oder die Enden der Antenne jeweils mit einem keramischen Zement bzw. Kitt an der Oberfläche des Brennerrohrs festgelegt sind.

[0009] Die Spaltung der Ringe ermöglicht ihren Klemmsitz auf den Brennrohrenden und auch ihre Aufbringung auf Brennerrohre, die vom Normdurchmesser geringfügig abweichen, solange eine ausreichende Vorspannung sichergestellt ist. Die Antennenenden werden nach dem Aufbringen der Ringe um das Brennerrohr gewickelt und mit den Außenseiten der Ringe verschweißt. Vor allen Dingen ermöglicht die Erfindung die Verwendung der Zündhilfe für verschiedene Lampentypen, da sie noch nach der Fertigstellung, z. B. eines PCA-Brenners, an demselben angebracht werden kann. Ein Tropfen keramischer Klebstoff bzw. Kitt in Form einer Suspension wird nach dem Aufsetzen der Ringe auf diese oder die Enden der Antenne und das Brennerrohr aufgebracht.

[0010] Diese Tropfen sichern nach ihrer Trocknung bei Umgebungstemperatur die Ringe oder die genannten Enden und stets die Antenne an der Oberfläche des Brennerrohres gegen jedwede Verlagerung während der Montage. Nach dem Zünden des Brenners und bei Erreichen von dessen Betriebstemperatur sintert das Material des jeweiligen Tropfens mit dem Material des Brenners zusammen und sorgt für eine unverrückbare Festlegung der Ringe oder der Enden der Antenne, sowie der Antenne selber, an der Brenneroberfläche, und damit für ein einwandfreies Zünden des Brenners während dessen gesamter Lebensdauer.

[0011] Dabei kann der keramische Zement bzw. Kitt vorteilhaft Aluminiumoxid enthalten, das den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie das PCA-Rohr.

[0012] Bei einer erfindungsgemäßen Zündhilfe für induktive Zündung bei einem in einem Hüllkolben mit Sockel angeordneten Brenner ist zweckmäßig eine an sich bekannte Bimetallfeder zur Verbindung der Antenne mit einer Zündquelle vorgesehen, wobei gemäß der Erfindung die Bimetallfeder im kalten Zustand des Brenners an dem am weitesten vom Sockel abgelegenen Ring zur Anlage kommen kann. Das metallische Kontaktieren sichert einen geringen Übergangswiderstand für den Strom. Nach dem Zünden unterbricht die Bimetallfeder unter dem Einfluß der ansteigenden Temperatur die Stromzufuhr zur Antenne, um im Falle einer Hochdrucknatriumdampflampe Natriumverluste durch die Wand des Brennerrohrs hindurch zu vermeiden.

[0013] Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Antenne aus Molybdän, während die Ringe aus Chromnickelstahl bestehen. Es können jedoch je nach Anwendung auch anderweitige Metalle Verwendung finden.

[0014] Die Erfindung und ihre vorteilhaften Weiterbildungen sind als Ausführungsformen im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

[0015] Es zeigt:

Fig. 1
eine Draufsicht auf eine SHP-Lampe mit einem Hüllkolben mit Sockel und einem in dem Hüllkolben angeordneten PCA-Brenner mit einer induktiven Zündhilfe nach der Erfindung;

Fig. 2
eine Draufsicht auf eine Seite des Endes des PCA-Brenners mit der induktiven Zündhilfe nach Fig. 1 in leicht abgewandelter Form und in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3
einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4
eine Draufsicht auf eine SHP-Lampe mit einem Hüllkolben mit Sockel und einem in dem Hüllkolben angeordneten PCA-Brenner mit einer kapazitiven Zündhilfe nach der Erfindung;

Fig. 5
eine Draufsicht auf eine Seite des Endes des PCA-Brenners mit der kapazitiven Zündhilfe nach Fig. 4 in leicht abgewandelter Form und in vergrößertem Maßstab.

Fig. 6
einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5.

[0016] Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 ist in einem Hüllkolben 1 mit einem Sockel 2 einer SHP-Lampe 3 um ein zwei Enden 4 und 5 aufweisendes Brennerrohr 6 aus PCA herum und an der äußeren Oberfläche des Brennerrohrs anliegendend eine ebenfalls zwei Enden 7 und 8 aufweisende Antenne 9 einer Zündhilfe 12 vorgesehen. Es sind zwei von seinen beiden Enden 4 und 5 in das Brennerrohr 6 hineinragende Elektroden 10 und 11 vorhanden.

[0017] Erfindungsgemäß ist im Bereich der Elektroden 10 und 11 auf jedem Ende 4, 5 des Brennerrohres 6 ein gespaltener Klemmring 13, 14 unter Vorspannung aufgebracht; die Antenne 9 ist mit jedem ihrer beiden Enden 7, 8 an jeweils einem der Ringe 13, 14 angeschweißt. Die Ringe 13, 14 sind jeweils mit einem keramischen Zement bzw. Kitt 15, 16 an der Oberfläche des Brennerrohrs 6 festgelegt.

[0018] Der bei Umgebungstemperatur trocknende Zement bzw. Kitt 15, 16 ist jeweils als Suspensionstropfen aufgebracht und bei Betriebstemperatur des Brenners 18 aushärtbar, wobei sich dieser Tropfen mit der Oberfläche des Brennerrohres 6 fest verbindet.

[0019] Zweckmäßig enthält auch der keramische Zement bzw. Kitt Aluminiumoxid und weist nach seiner Trocknung den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf wie das PCA-Rohr.

[0020] Die in der Fig. 1 einerseits und in den Fig. 2 und 3 andererseits etwas unterschiedliche Lage der Antennenenden 7 und 8, ist hier nicht relevant.

[0021] Bei der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um eine Zündhilfe für induktive Zündung, bei der eine Bimetallfeder 17 zur Verbindung mit einer nicht gezeigten Zündquelle vorgesehen ist. Diese Bimetallfeder 17 liegt im kalten Zustand des Brenners 18 an dem am weitesten vom Sockel 2 abgelegenen Ring 13 an.

[0022] Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, wird der Brenner 18 innerhalb des Hüllkolbens 1 von zwei Halterungen 19 und 20 einerseits am Sockel 2 und andererseits an einer Eindrückung 21 am gegenüberliegenden Ende 22 des Hüllkolbens 1 fixiert. Diese Halterungen 19 und 20 dienen ferner der Stromzufuhr von Anschlüssen 23 und 24 zu den Elektroden 10 und 11, wobei zwischen dem Anschluss 24 und der Halterung 19 ein Leitungsdraht 25 geschaltet ist. Mit 26 ist ein Getter bezeichnet. Die Bezugszeichen 27 und 28 bezeichnen Schweißpunkte der Antennenenden 7 und 8 an den Ringen 13 und 14. Die an den Enden 4, 5 des Brennerrohrs 6 eingeschmolzenen Elektroden 10 und 11 besitzen Anschlüsse 29 und 30 zur leitenden Verbindung mit den Halterungen 19 und 20. Eine nicht gezeigte Stromquelle zur Speisung des Brenners 18 dient gleichzeitig als die oben erwähnte Zündquelle für die Zündhilfe 12.

[0023] Die in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigte zweite Ausführungsform mit einer kapazitiven Zündhilfe 12' ist erfindungsgemäß der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform mit einer induktiven Zündhilfe 12 weitgehend gleich, weshalb jeweils gleiche Teile mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen worden sind. Auch hier ist die etwas unterschiedliche Lage der Antennenenden 7, 8 in den Fig. 5 und 6 gegenüber der Fig. 4 hier nicht relevant.

[0024] Zum Unterschied von der induktiven Zündhilfe 12 nach den Fig. 1 und 2 besitzt die kapazitive Zündhilfe 12' nach der Fig. 4 keine elektrische Verbindung zur stromführenden Halterung 19 und die jeweiligen Suspensionstropfen des Zements bzw. Kitts 15, 16 sind auf die Enden 7 und 8 der Antenne 9 und die angrenzende Oberfläche des Brennerrohrs 6 aufgebracht worden, wobei die Ringe 13, 14 einen größeren Abstand von den Rändern 31 und 32 des Brennerrohrs 6 aufweisen. Aus den genannten Gründen gibt es hier keine Bimetallfeder. Die Halterungen 19' und 20' besitzen eine gegenüber den Halterungen 19 und 20 etwas veränderte Gestalt.

Ansprüche

1. Zündhilfe (12, 12') für eine Hochdruckentladungslampe, insbesondere eine Hochdrucknatriumdampflampe (SHP-Lampe) (3) mit einer um ein aus Quarz oder einer lichtdurchlässigen Keramik, insbesondere aus polykristallinem Aluminiumoxid, bestehendes, zwei Enden (4, 5) aufweisendes, Brennerrohr (6) eines Brenners (18) herum gewendelten und an der äußeren Oberfläche desselben anliegenden und ebenfalls zwei Enden (7, 8) aufweisenden Antenne (9) aus Draht, sowie mit zwei von seinen beiden Enden (4, 5) her in das Brennerrohr (6) hineinragenden Elektroden (10, 11),
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich der Elektroden (10, 11) auf jedem Ende (4, 5) des Brennerrohrs (6) ein gespaltener Klemmring (13, 14) unter Vorspannung aufgebracht ist, dass die Antenne (9) mit jedem ihrer beiden Enden (7, 8) an jeweils einem der Ringe (13, 14) angeschweißt ist, und dass die Ringe (13, 14) oder die Enden (7, 8) der Antenne (9) jeweils mit einem keramischen Zement bzw. Kitt (15, 16) an der Oberfläche des Brennerrohrs (6) festgelegt sind.

2. Zündhilfe (12, 12') nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der bei Umgebungstemperatur trocknende Zement bzw. Kitt (15, 16) bei Betriebstemperatur des Brenners (18) aushärtbar ist.

3. Zündhilfe (12, 12') nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Brennerrohr (6) aus polykristallinem Aluminiumoxid (PCA),
dadurch gekennzeichnet,
dass auch der keramische Zement (15, 16) Aluminiumoxid enthält und nach seiner Trocknung den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie des PCA-Rohr.

4. Zündhilfe (12, 12') nach Anspruch 1, 2 oder 3 für induktive Zündung bei einem in einem Hüllkolben (1) mit Sockel (2) angeordneten Brenner (18) ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine an sich bekannte Bimetallfeder (17) zur Verbindung der Antenne (9) mit einer Zündquelle vorgesehen ist, und dass diese Bimetallfeder (17) im kalten Zustand des Brenners (18) an dem am weitesten vom Sockel (2) abgelegenen Ring (13) anliegt.

5. Zündhilfe (12, 12') nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antenne (9) aus Molybdän besteht.

6. Zündhilfe (12, 12') nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringe (13, 14) aus CrNi-Stahl bestehen.

Zeichnung