QUECKSILBERFREIE HOCHDRUCKENTLADUNGSLAMPE MIT REDUZIERTEM ZINKHALOGENIDANTEIL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

I. Stand der Technik

[0002] Eine derartige Hochdruckentladungslampe ist beispielweise in der US 2009/200944 A offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Hochdruckentladungslampe für Fahrzeugscheinwerfer mit z.B. ("arc tube group 3-2" in Fig. 4 und 7 und die zugehörige Beschreibung in [0050]ff) einem Volumen des Entladungsraums von 0,0187 cm³, einer Halogenidkonzentration (iodide density) von 10,7 mg/ cm³, einem Zinkhalogenidanteil von 9% [0052], somit 0,96 mg/cm³ des Entladungsraumvolumens, und einem Kaltfülldruck von Xenon von 1,77 Megapascal (17,5 atm.

[0003] Ähnliche Hochdruckentladungslampen mit quecksilberfreien Füllungen aus zumindest Xenon, NaI, ScI3, und ZnI2, sind aus den Patentschriften WO 2008/122912 A, DE 10 2007 018614 A, WO 2009/127993 A, WO 2009/040709 A, sowie EP 2 086 001 A bekannt.

[0004] Eine weitere Hochdruckentladungslampe für Fahrzeugscheinwerfer ist in der EP 1 351 276 A2 offenbart; mit einer quecksilberfreien Füllung, die einen Zinkjodidanteil im Bereich von 2 mg bis 6 mg pro 1 cm³ des Entladungsgefässvolumens besitzt.

[0005] Die Patentschrift US 7,126,281 B1 beschreibt eine Hochdruckentladungslampe für Fahrzeugscheinwerfer mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 35 Watt und einer quecksilberfreien Füllung, die Xenon und Halogenide der Metalle Natrium, Scandium, Indium und Zink enthält.

[0006] Die US 2008/001543 A1 offenbart eine quecksilberfreie Halogenmetalldampf-Hochdruckentladungslampe, deren Füllung ein Halogenid von Thulium enthält.

[0007] Die Zinkkomponente der Füllung ersetzt das früher verwendete Quecksilber und wird zur Einstellung der sogenannten Brennspannung der Hochdruckentladungslampe benötigt. Der Begriff Brennspannung bezeichnet die Betriebsspannung der Hochdruckentladungslampe nach Beendigung ihrer Zünd- und Anlaufphase und dem Erreichen ihres quasistationären Betriebszustands, in dem alle Füllungskomponenten im gasförmigen Zustand vorliegen. Die Verwendung der Zinkkomponente in der Füllung hat aber den Nachteil, dass der von der Hochdruckentladungslampe generierte Lichtstrom mit zunehmendem Zinkanteil in der Füllung sinkt.

II. Darstellung der Erfindung

[0008] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, die den vorgenannten Nachteil nicht aufweist. Insbesondere soll eine Hochdruckentladungslampe mit einer quecksilberfreien Füllung bereitgestellt werden, die eine im Vergleich zum oben zitierten Stand der Technik reduzierte elektrische Leistungsaufnahme und eine vergleichbare Brennspannung besitzt sowie einen für die Verwendung als Lichtquelle im Fahrzeugscheinwerfer ausreichend hohen Lichtstrom generiert.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hochdruckentladungslampe mit den Merkmalen aus dem Patentanspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.

[0010] Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe ist als Lichtquelle in Frontscheinwerfern von Kraftfahrzeugen vorgesehen und besitzt ein gasdicht verschlossenes Entladungsgefäß mit einem Entladungsraum, in dem Elektroden und eine Füllung zur Erzeugung einer Gasentladung eingeschlossen sind, wobei die Füllung als quecksilberfreie Füllung ausgebildet ist, die zumindest Xenon und Halogenide von Natrium, Scandium, und Zink enthält. Die Füllung ist als Füllung mit reduziertem Zinkanteil mit einem Zinkhalogenidanteil im Bereich von größer 0 mg bis 1,0 mg pro 1 cm³ des Entladungsraumvolumens ausgebildet, die Menge der Halogenide im Entladungsraum liegt im Bereich von 8 mg bis 15 mg pro 1 cm³ des Entladungsraumvolumens, der Kaltfülldruck von Xenon (das ist der Druck des Xenons im Entladungsraum, gemessen bei einer Temperatur von 25 Grad Celsius) liegt im Bereich von 1,0 Megapascal bis 1,8 Megapascal und das Volumen des Entladungsraums besitzt einen Wert im Bereich von 0,015 cm³ bis 0,022 cm³. Der Begriff quecksilberfreie Füllung bedeutet, dass weder Quecksilber noch eine Quecksilberverbindung in den Entladungsraum des Entladungsgefäßes eingebracht sind.

[0011] Zusätzlich enthält die Füllung der erfindungsgemässen Hochdruckentladungslampe zwecks Einstellung der Brennspannung Thulium in Form von Thuliumhalogenid, wobei der Anteil von Thuliumhalogenid in der Füllung im Bereich von 10 Gewichtsprozent bis 30 Gewichtsprozent der Halogenide liegt.

[0012] Hierbei ist der Effekt des Thuliums ähnlich wie der des Zinks, nämlich die Erhöhung der Brennspannung, die Abnahme des Lichtstroms mit zunehmendem Thuliumanteil ist aber nicht so stark wie beim Zink.

[0013] Durch die vorgenannten Merkmale wird erfindungsgemäß eine Hochdruckentladungslampe ermöglicht, die gegenüber der Hochdruckentladungslampe gemäß dem Stand der Technik eine reduzierte elektrische Leistungsaufnahme bei vergleichbarer Brennspannung besitzt und einen ausreichend hohen Lichtstrom generiert, so dass sie als Lichtquelle in Frontscheinwerfern von Kraftfahrzeugen geeignet ist. Insbesondere durch die Reduzierung von Zink und Halogeniden des Zink in der Füllung kann ein hoher Lichtstrom erreicht werden. Der vergleichsweise hohe Fülldruck des Xenon trägt zusammen mit dem geringen Volumen des Entladungsraums und der Dosierung der Metallhalogenide zu einer ausreichend hohen Brennspannung der Hochdruckentladungslampe bei, so dass auf die Zugabe von Quecksilber bzw. Quecksilberverbindungen zur Füllung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe zwecks Einstellung ihrer Brennspannung verzichtet werden kann.

[0014] Vorteilhafterweise ist der Anteil von Zinkhalogenid in der Füllung im Bereich von 0,1 mg bis 1,0 mg pro 1 cm³ des Entladungsraumvolumens, um eine ausreichend hohe Brennspannung und Lichtstrom der Hochdruckentladungslampe zu gewährleisten. In Figur 3 ist schematisch der Zusammenhang zwischen dem Zinkhalogenidanteil in Gewichtsprozent an der Halogenidmenge im Entladungsraum und dem Lichtstrom der Hochdruckentladungslampe (Kurve 1) sowie der Brennspannung der Hochdruckentladungslampe (Kurve 2) dargestellt. Auf der horizontalen Achse ist die der Zinkhalogenidanteil in Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der Halogenide in der Füllung aufgetragen. Auf der vertikalen Achse ist einerseits (linke Seite der Fig. 3) der Lichtstrom der Hochdruckentladungslampe in Lumen und andererseits (rechte Seite der Fig. 3) die Brennspannung der Hochdruckentladungslampe in Volt aufgetragen. Kurve 1 (durchgezogene Linie) zeigt die Abhängigkeit des Lichtstroms der Hochdruckentladungslampe von dem Zinkhalogenidanteil in der Füllung, während Kurve 2 (gestrichelte Linie) die Abhängigkeit der Brennspannung der Hochdruckentladungslampe von dem Zinkhalogenidanteil in der Füllung verdeutlicht. Aus den Kurven 1 und 2 wird deutlich, dass mit zunehmendem Zinkhalogenidanteil die Brennspannung der Hochdruckentladungslampe steigt und der Lichtstrom sinkt.

[0015] Vorteilhafterweise enthält die Füllung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe zusätzlich Indiumhalogenid, wobei der Anteil von Indiumhalogenid in der Füllung kleiner oder gleich 3,0 Gewichtsprozent der Gesamtmenge der Halogenide ist und damit deutlich geringer als der Anteil von Natrium- und Scandiumhalogenid in der Füllung ist. Der geringe Indiumhalogenidanteil in der Füllung dient zur Einstellung des Farborts des von der Hochdruckentladungslampe emittierten weißen Lichts in der Normfarbtafel gemäß CIE 1931 und DIN 5033. Mittels des vergleichsweise geringen Indiumhalogenidanteils in der Füllung ist gewährleistet, dass die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe weißes Licht gemäß der Norm ECE Regel 99 erzeugt. Ein höherer Indiumhalogenidanteil würde den Lichtstrom der Hochdruckentladungslampe negativ beeinflussen.

[0016] Vorteilhafterweise liegt der Anteil von Natriumhalogenid in der Füllung im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent der Gesamtmenge der Halogenide und der Anteil von Scandiumhalogenid in der Füllung im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent der Gesamtmenge der Halogenide, um weißes Licht gemäß der Norm ECE Regel 99 mit einer Farbtemperatur im Bereich von 4000 Kelvin bis 4500 Kelvin zu erzeugen.

[0017] Vorteilhafterweise ist der Anteil an Zinkhalogenid in der Füllung kleiner oder gleich 6 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der Halogenide. Damit lässt sich eine ausreichend hohe Brennspannung (40V) einstellen, ohne dass der Lichtstrom durch die Zugabe von Zink zu gering wird.

[0018] Das Entladungsgefäß der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe besitzt vorteilhafterweise im Bereich des Entladungsraums eine ellipsoidförmige Außenkontur und im Bereich zwischen den Elektroden eine kreiszylindrische Innenkontur wobei für das Verhältnis der Wandstärke des Entladungsgefäßes die Beziehung


und vorzugsweise sogar die Beziehung


gilt, worin D1 die Wandstärke des Entladungsgefäßes im Bereich zwischen den Elektroden und D2 die Wandstärke des Entladungsgefäßes in den Endabschnitten des Entladungsraums, in denen die Elektroden angeordnet sind, bezeichnet.

[0019] Aufgrund des vorgenannten Wandstärkenverhältnisses besitzt das Entladungsgefäß der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe eine geringere konvexe Krümmung als das Entladungsgefäß von Hochdruckentladungslampen gemäß dem Stand der Technik. Daher kann bei der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe beispielsweise der für Fahrzeugscheinwerferlampen vorgeschriebene optische bzw. optisch wirksame Elektrodenabstand von 4,2 mm gemäß ECE Regel 99 mit Hilfe eines vergleichsweise größeren realen Elektrodenabstands (gemessen mittels Röntgenaufnahme) erzielt werden als bei Hochdruckentladungslampen gemäß dem Stand der Technik. Beispielsweise liegt der reale Elektrodenabstand bei Hochdruckentladungslampen gemäß dem Stand der Technik bei 3,6 mm, während der reale Elektrodenabstand bei den erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampen vorzugsweise im Bereich von 3,8 mm bis 4,0 mm liegt. Der vergleichsweise größere Elektrodenabstand trägt ebenfalls zu einer höheren Brennspannung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe bei, so dass auch aus diesem Grund trotz Reduktion der Menge der Zinkkomponente und des Verzichts auf Quecksilber in der Füllung eine ausreichend hohe Brennspannung erreicht werden kann.

[0020] Vorzugsweise besitzt das Entladungsgefäß im Bereich zwischen den Elektroden einen Innendurchmesser im Bereich von 2,0 mm bis 2,7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 2,1 mm und 2,4 mm, und einen Außendurchmesser im Bereich von 5,0 mm und 6,0 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 5,3 mm und 5,7 mm. Dadurch besitzt das Entladungsgefäß im Bereich zwischen den Elektroden eine vergleichsweise hohe Wandstärke, die zu einem verbesserten Berstschutz und einer guten thermischen Isolierung des Entladungsgefäßes beiträgt.

[0021] Die Elektroden der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe sind vorzugsweise stabförmig ausgebildet und besitzen einen Durchmesser, der vorzugsweise im Bereich von 0,20 mm bis 0,30 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 0,27 mm liegt, um eine hohe Stromtragfähigkeit der Elektroden zu gewährleisten, so dass die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe während der sogenannten Anlaufphase, die unmittelbar auf die Zündphase folgt und während der die Halogenide der Füllung verdampfen, mit dem drei- bis fünffachen Wert der Nennleistung betrieben werden kann und dadurch ein möglichst schneller

[0022] Übergang in den quasistationären Betriebszustand der Hochdruckentladungslampe erreicht werden kann.

[0023] Wie bereits oben erwähnt wurde, liegt der Kaltfülldruck von Xenon bei der Füllung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe im Bereich von 1,0 Megapascal bis 1,8 Megapascal. Besonders bevorzugt ist allerdings der Bereich von 1,5 Megapascal bis 1,7 Megapascal, weil durch den vergleichsweise hohen Xenondruck die Brennspannung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe erhöht werden kann und mittels des hohen Xenondrucks bereits unmittelbar nach der Zündung der Hochdruckentladungslampe weißes Licht erzeugt werden kann.

[0024] Die Menge der Halogenide im Innenraum des Entladungsgefäßes der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe liegt im Bereich von 8 Milligramm bis 15 Milligramm pro 1 Kubikzentimeter des Entladungsraumvolumens und das Entladungsraumvolumen besitzt einen Wert im Bereich von 0,015 Kubikzentimeter bis 0,022 Kubikzentimeter, wie bereits oben erwähnt wurde. Besonders bevorzugt ist eine Halogenidmenge im Bereich von 10 Milligramm bis 14 Milligramm pro 1 Kubikzentimeter des Entladungsraumvolumens und ein Entladungsraumvolumen im Bereich von 0,016 Kubikzentimeter bis 0,019 Kubikzentimeter für die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe, um eine elektrische Leistungsaufnahme im Bereich von 22 Watt bis 28 Watt im quasistationären Betriebszustand der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe zu ermöglichen.

[0025] Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe kann derart ausgebildet sein, dass sie während ihres Betriebs einen Lichtstrom von kleiner oder gleich 2000 lm erzeugt, um die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe in Fahrzeugscheinwerfer einsetzen zu können, die keine Scheinwerferwaschanlage besitzen.

III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

[0026] Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Eine Seitenansicht einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung

Figur 2

Eine vergrößerte Darstellung des Entladungsraums des Entladungsgefäßes, der in Figur 1 abgebildeten Hochdruckentladungslampe in schematischer und geschnittener Darstellung

Figur 3

Eine Darstellung der Abhängigkeit des Lichtstroms und der Brennspannung der Hochdruckentladungslampe von dem Zinkhalogenidanteil in der Füllung

[0027] Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine quecksilberfreie Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von 25 Watt. Diese Lampe ist für den Einsatz in einem Fahrzeugfrontscheinwerfer vorgesehen. Sie besitzt ein zweiseitig abgedichtetes Entladungsgefäß 10 aus Quarzglas mit einem Volumen des Entladungsraums 106 von 17 mm³, in dem eine ionisierbare Füllung gasdicht eingeschlossen ist. Im Bereich des Entladungsraumes 106 ist die Außenkontur des Entladungsgefäßes 10 ellipsoidförmig ausgebildet und seine Innenkontur ist im Bereich zwischen den Elektroden 11, 12 kreiszylindrisch ausgebildet (Fig. 2). Die Wand des Entladungsgefäßes 10 ist im Bereich des Entladungsraums 106 somit konvex gewölbt und besitzt zwischen den Elektroden 11, 12 eine größere Wandstärke als an den beiden Enden des Entladungsraums 106, in denen die Elektroden 11, 12 angeordnet sind. Das Verhältnis der Wandstärken D1/D2 liegt im Bereich von 1,2 bis 1,3. Das heißt, es gilt die Beziehung


worin D1 die Wandstärke des Entladungsgefäßes 10 im Bereich zwischen den Elektroden 11, 12 und D2 die Wandstärke des Entladungsgefäßes 10 in den Endabschnitten des Entladungsraums 106, in denen die Elektroden 11, 12 angeordnet sind, bezeichnet.

[0028] In der Mitte des Entladungsraumes 106 beträgt der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes 2,2 mm und sein Außendurchmesser beträgt dort 5,5 mm. Die beiden Enden 101, 102 des Entladungsgefäßes 10 sind jeweils mittels einer Molybdänfolien-Einschmelzung 103, 104 abgedichtet. Die Molybdänfolien 103, 104 besitzen jeweils eine Länge von 7,5 mm, eine Breite von 2 mm und eine Dicke von 25 µm. Im Innenraum des Entladungsgefäßes 10 befinden sich zwei Elektroden 11, 12, zwischen denen sich während des Lampenbetriebes der für die Lichtemission verantwortliche Entladungsbogen ausbildet. Die Elektroden 11, 12 bestehen aus Wolfram. Ihre Dicke bzw. ihr Durchmesser beträgt 0,26 mm. Die Länge der Elektroden 11, 12 beträgt jeweils 6,5 mm. Der reale, das heißt mittels Röntgenaufnahme gemessene Abstand zwischen den Elektroden 11, 12 beträgt 3,7 mm, während der optische bzw. optisch wirksame Abstand zwischen den Elektroden 11, 12 ca. 3,9 mm beträgt. Dieser Unterschied zwischen dem realen und dem optischen Abstand der Elektroden 11, 12 wird durch die optischen Eigenschaften (beispielsweise durch die konvexe Krümmung und den optischen Brechungsindex) der Wand des Entladungsgefäßes 10 im Bereich des Entladungsraums 106 verursacht. Die Elektroden 11, 12 sind jeweils über eine der Molybdänfolien-Einschmelzungen 103, 104 und über die sockelferne Stromzuführung 13 und die Stromrückführung 17 bzw. über die sockelseitige Stromzuführung 14 elektrisch leitend mit einem elektrischen Anschluss des im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Lampensockels 15 verbunden. Das Entladungsgefäß 10 wird von einem gläsernen Außenkolben 16 umhüllt. Der Außenkolben 16 besitzt einen im Sockel 15 verankerten Fortsatz 161. Das Entladungsgefäß 10 weist sockelseitig eine rohrartige Verlängerung 105 aus Quarzglas auf, in der die sockelseitige Stromzuführung 14 verläuft.

[0029] Der der Stromrückführung 17 zugewandte Oberflächenbereich des Entladungsgefäßes 10 ist mit einer lichtdurchlässigen, elektrisch leitfähigen Beschichtung 107 versehen. Diese Beschichtung 107 erstreckt sich in Längsrichtung der Lampe über die gesamte Länge des Entladungsraumes 106 und über einen Teil, ca. 50 Prozent, der Länge der abgedichteten Enden 101, 102 des Entladungsgefäßes 10. Die Beschichtung 107 ist auf der Außenseite des Entladungsgefäßes 10 angebracht und erstreckt sich über ca. 5 Prozent bis 10 Prozent des Umfangs des Entladungsgefäßes 10. Die Beschichtung 107 kann sich aber auch über 50 Prozent des Umfangs des Entladungsgefäßes 10 oder sogar über mehr als 50 Prozent des Umfangs des Entladungsgefäßes 10 erstrecken. Eine derartig breite Ausführung der Beschichtung 107 hat den Vorteil, dass sie die Effizienz der Hochdruckentladungslampe steigert, da sie einen Teil der von der Entladung erzeugten Infrarotstrahlung in das Entladungsgefäß zurückreflektiert und dadurch für eine selektive Erwärmung der kälteren, während des Lampenbetriebs unterhalb der Elektroden liegenden Bereiche des Entladungsgefäßes 10 sorgt, in denen sich die Metallhalogenide der ionisierbaren Füllung sammeln. Die Beschichtung 107 besteht aus dotiertem Zinnoxid, beispielsweise aus mit Fluor oder Antimon dotiertem Zinnoxid oder beispielsweise aus mit Bor und beziehungsweise oder Lithium dotiertem Zinnoxid. Diese Hochdruckentladungslampe wird in horizontaler Lage betrieben, das heißt, mit in einer horizontalen Ebene angeordneten Elektroden 11, 12, wobei die Lampe derart ausgerichtet ist, dass die Stromrückführung 17 unterhalb des Entladungsgefäßes 30 und des Außenkolbens 16 verläuft. Details dieser, als Zündhilfe wirkenden Beschichtung 107 sind in der EP 1 632 985 A1 beschrieben. Der Außenkolben 16 besteht aus Quarzglas, das mit Ultraviolettstrahlen absorbierenden Stoffen dotiert ist, wie zum Beispiel Ceroxid und Titanoxid. Geeignete Glaszusammensetzungen für das Außenkolbenglas sind in der EP 0 700 579 B1 offenbart.

[0030] Gemäß einem Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist, besteht die in dem Entladungsgefäß eingeschlossene ionisierbare Füllung aus Xenon mit einem Kaltfülldruck, das heißt einem bei einer Temperatur von 25°C gemessenen Fülldruck, von 1,6 Megapascal, und den Jodiden von Natrium, Scandium, Zink und Indium. Die Brennspannung der Lampe beträgt ca. 40 Volt. Ihre Farbtemperatur liegt bei ca. 4500 Kelvin. Die Gesamtmenge der Halogenide bzw. Jodide der Metalle Natrium, Scandium, Zink und Indium in der Füllung beträgt 13,83 mg/cm³, das heißt 13,83 Milligramm pro 1 Kubikzentimeter Entladungsraumvolumen, wobei die Gewichtsanteile der Jodide der Metalle Natrium-, Scandium, Zink und Indium bezogen auf die gesamte Menge der Halogenide wie folgt lauten:

Natriumjodid:	43,4 Gewichtsprozent, entsprechend einer Füllmenge von 6 mg/cm3
Scandiumjodid:	50,6 Gewichtsprozent, entsprechend einer Füllmenge von 7 mg/cm3
Zinkjodid:	5,8 Gewichtsprozent, entsprechend einer Füllmenge von 0,8 mg/cm3
Indiumjodid:	0,2 Gewichtsprozent, entsprechend einer Füllmenge von 0,03 mg/cm3

[0031] Dies entspricht einem molaren Natrium zu Scandiumverhältnis von 2,5:1. Der Farbwiedergabeindex der Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe beträgt 65 und ihre Lichtausbeute beträgt 90 lm/W. Die Wandbelastung beträgt ca. 80 W/cm². Die Hochdruckentladungslampe erzeugt einen Lichtstrom von kleiner oder gleich 2000 Im und kann daher in Fahrzeugscheinwerfern ohne Scheinwerferwaschanlage betrieben werden, um beispielsweise ein Tagfahrlicht, Nebellicht oder Dauerfahrlicht zu generieren.

[0032] Die Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe wird unmittelbar nach der Zündung der Gasentladung im Entladungsgefäß mit dem drei- bis fünffachen ihrer Nennleistung bzw. ihres Nennstroms betrieben, um ein schnelles Verdampfen der Metallhalogenide in der ionisierbaren Füllung zu gewährleisten. Unmittelbar nach dem Zünden der Gasentladung wird diese fast ausschließlich vom Xenon getragen, da nur das Xenon zu diesem Zeitpunkt gasförmig im Entladungsgefäß vorliegt. Die Hochdruckentladungslampe arbeitet zu diesem Zeitpunkt und während der so genannten Anlaufphase, während der die Metallhalogenide der ionisierbaren Füllung in die Dampfphase übergehen, daher wie eine Xenon-Höchstdruckentladungslampe, bei der sowohl die Lichtemission als auch die elektrische Eigenschaften der Entladung, insbesondere der Spannungsabfall über der Entladungsstrecke, allein vom Xenon und dem Elektrodenabstand bestimmt werden. Erst wenn die oben genannten Jodide der ionisierbaren Füllung verdampft sind und diese an der Entladung teilnehmen, ist ein quasistationärer Betriebszustand der Lampe erreicht, in dem die Lampe mit ihrer Nennleistung von 25 Watt und einer Brennspannung von 40 Volt betrieben wird. Der Begriff Brennspannung bezeichnet demzufolge die Betriebsspannung der Hochdruckentladungslampe im quasistationären Betrieb.

[0033] Die Füllung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe enthält auch 10-30 Gewichtsprozent Thuliumjodid zusätzlich zu den Jodiden der Metalle Natrium, Scandium, Zink und beispielsweise auch Indium.

[0034] Ferner können anstelle von Jodiden der vorgenannten Metalle oder zusätzlich zu den Jodiden dieser Metalle auch andere Halogenide, beispielsweise Bromide oder Chloride dieser Metalle in der Füllung verwendet werden.

Ansprüche

1. Hochdruckentladungslampe für Fahrzeugscheinwerfer mit einem gasdicht verschlossenen Entladungsgefäß (10), das einen Entladungsraum (106) besitzt, in dem Elektroden (11, 12) und eine Füllung zur Erzeugung einer Gasentladung eingeschlossen sind, wobei die Füllung als quecksilberfreie Füllung ausgebildet ist, die zumindest Xenon und Halogenide von Natrium, Scandium, und Zink enthält, wobei
die Menge der Halogenide, die im Entladungsraum (106) des Entladungsgefäßes (10) vorhanden ist, im Bereich von 8 mg bis 15 mg pro 1 cm³ des Entladungsraumvolumens liegt, wobei
der Kaltfülldruck von Xenon im Bereich von 1,0 Megapascal bis 1,8 Megapascal liegt, und
das Volumen des Entladungsraums (106) des Entladungsgefäßes (10) einen Wert im Bereich von 0,015 cm³ bis 0,022 cm³ besitzt,
wobei
die Füllung einen Zinkhalogenidanteil im Bereich von größer als 0 mg bis 1 mg pro 1 cm³ des Entladungsraumvolumens besitzt dadurch gekennzeichnet, dass
die Füllung zusätzlich Thuliumhalogenid enthält, wobei der Anteil von Thuliumhalogenid in der Füllung im Bereich von 10 Gewichtsprozent bis 30 Gewichtsprozent der gesamten Menge der Halogenide liegt.

2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, wobei die Füllung zusätzlich Indiumhalogenid enthält und der Anteil von Indiumhalogenid in der Füllung kleiner oder gleich 3,0 Gewichtsprozent der Menge der Halogenide ist.

3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anteil von Natriumhalogenid in der Füllung im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent der gesamten Menge der Halogenide liegt.

4. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anteil von Scandiumhalogenid in der Füllung im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent der gesamten Menge der Halogenide liegt.

5. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Menge der Halogenide im Entladungsraum (106) des Entladungsgefäßes (10) im Bereich von 10 mg bis 14 mg pro 1 cm³ des Entladungsraumvolumens liegt.

6. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kaltfülldruck von Xenon im Bereich von 1,6 Megapascal bis 1,8 Megapascal liegt.

Claims

1. High-pressure discharge lamp for vehicle headlights comprising a discharge vessel (10), which is sealed in a gastight manner and which has a discharge space (106), in which electrodes (11, 12) and a fill for generating a gas discharge are enclosed, wherein the fill is embodied as a mercury-free fill containing at least xenon and halides of sodium, scandium and zinc, wherein
the quantity of halides present in the discharge space (106) of the discharge vessel (10) is in the range of 8 mg to 15 mg per 1 cm³ of the volume of the discharge space, wherein
the cold filling pressure of xenon is in the range of 1.0 megapascal to 1.8 megapascals, and
the volume of the discharge space (106) of the discharge vessel (10) has a value in the range of 0.015 cm³ to 0.022 cm³, wherein the fill has a zinc halide proportion in the range of greater than 0 mg to 1 mg per 1 cm³ of the volume of the discharge space,
characterized in that
the fill additionally contains thulium halide, wherein the proportion of thulium halide in the fill is in the range of 10 per cent by weight to 30 per cent by weight of the total quantity of halides.

2. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, wherein the fill additionally contains indium halide, and the proportion of indium halide in the fill is less than or equal to 3.0 per cent by weight of the quantity of halides.

3. High-pressure discharge lamp according to Claim 1 or 2, wherein the proportion of sodium halide in the fill is in the range of 30 per cent by weight to 50 per cent by weight of the total quantity of halides.

4. High-pressure discharge lamp according to any of Claims 1 to 3, wherein the proportion of scandium halide in the fill is in the range of 30 per cent by weight to 60 per cent by weight of the total quantity of halides.

5. High-pressure discharge lamp according to any of Claims 1 to 4, wherein the quantity of halides in the discharge space (106) of the discharge vessel (10) is in the range of 10 mg to 14 mg per 1 cm³ of the volume of the discharge space.

6. High-pressure discharge lamp according to any of Claims 1 to 5, wherein the cold filling pressure of xenon is in the range of 1.6 megapascals to 1.8 megapascals.

Revendications

1. Lampe à décharge haute pression pour phares de véhicule, comprenant une enceinte de décharge (10) fermée de manière étanche aux gaz et comportant un espace de décharge (106) dans lequel sont enfermés des électrodes (11, 12) et un remplissage destiné à produire une décharge gazeuse, le remplissage étant conçu sous forme de remplissage exempt de mercure qui contient au moins du xénon et des halogénures de sodium, de scandium et de zinc,
la quantité des halogénures présente dans l'espace de décharge (106) de l'enceinte de décharge (10) se situant entre 8 mg et 15 mg par 1 cm³ du volume de l'espace de décharge,
la pression de remplissage à froid du xénon se situant entre 1,0 mégapascal et 1,8 mégapascal, et
le volume de l'espace de décharge (106) de l'enceinte de décharge (10) présentant une valeur comprise entre 0,015 cm³ et 0,022 cm³,
le remplissage présentant une teneur en halogénures de zinc de plus de 0 mg jusqu'à 1 mg par 1 cm³ du volume de l'espace de décharge,
caractérisée en ce que le remplissage contient en outre un halogénure de thulium, la proportion de l'halogénure de thulium dans le remplissage se situant entre 10 pour cent en poids et 30 pour cent en poids de la quantité totale des halogénures.

2. Lampe à décharge haute pression selon la revendication 1, le remplissage contenant en outre un halogénure d'indium et la proportion de l'halogénure d'indium dans le remplissage étant inférieure ou égale à 3,0 pour cent en poids de la quantité des halogénures.

3. Lampe à décharge haute pression selon la revendication 1 ou 2, la proportion de l'halogénure de sodium dans le remplissage étant située entre 30 pour cent en poids et 50 pour cent en poids de la quantité totale des halogénures.

4. Lampe à décharge haute pression selon l'une des revendications 1 à 3, la proportion de l'halogénure de scandium dans le remplissage étant située entre 30 pour cent en poids et 60 pour cent en poids de la quantité totale des halogénures.

5. Lampe à décharge haute pression selon l'une des revendications 1 à 4, la quantité des halogénures dans l'espace de décharge (106) de l'enceinte de décharge (10) étant située entre 10 mg et 14 mg par 1 cm³ du volume de l'espace de décharge.

6. Lampe à décharge haute pression selon l'une des revendications 1 à 5, la pression de remplissage à froid du xénon se situant entre 1,6 mégapascal et 1,8 mégapascal.

Zeichnung