Metallhalodenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss

Abstract

 Zumindest bei einem Ende (6a) der Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß besteht der Stopfen (11) aus mindestens vier axial angeordneten Schichten aus Cermet, deren Metallgehalt von innen nach außen zunimmt. Die äußerste Schicht ist mit der Durchführung (9) verschweißt.

Beschreibung

[0001] Diese Anmeldung steht in engem Zusammenhang mit folgenden Anmeldungen:internes Aktenzeichen 97P5541, 97P5542, 97-1-001, 93-1-480.

Technisches Gebiet

[0002] Die Erfindung geht aus von einer Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Lampen, deren Betriebstemperatur relativ hoch ist, und in der Größenordnung von bis zu 1000 °C liegt.

Stand der Technik

[0003] Ein wesentliches Problem bei derartigen Lampen ist die dauerhafte Abdichtung der Durchführung im keramischen Entladungsgefäß mittels eines keramischen Stopfens. Hierfür sind bereits viele Lösungsvorschläge angeboten worden. Häufig wird dabei ein Rohr oder Stift aus Metall (Wolfram oder Molybdän) als Durchführung in einem Stopfen aus Keramik mittels Glaslot/Schmelzkeramik eingelötet oder direkt eingesintert. Dabei entsteht aber keine Verbindungsschicht zwischen Keramik und Metall, so daß keine dauerhafte Abdichtung erzielt werden kann. Als Material für den Stopfen ist daher auch Cermet, also ein Verbundmaterial aus Keramik und Metall, vorgeschlagen worden (US-PS 5 404 078 und US-PS 5 592 049).

[0004] Zur besseren Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten wurden auch schon Stopfen erprobt, die aus mehreren Schichten Cermet mit unterschledlichem Verhältnis Metall/Keramik bestehen. Aus der EP-A 650 184 ist ein nichtleitender Cermet-Stopfen bekannt mit axial angeordneten Schichten. Die Abdichtung ist jedoch sehr kompliziert und verwendet eine Durchführung mit Gewinde, eine äußere Metallscheibe (Flansch) und ein Metall- oder Glaslot.

[0005] Aus der US-PS 4 602 956 ist bereits eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß bekannt, bei der die Elektrode in eine Durchführung, die als Scheibe aus elektrisch leitendem Cermet ausgeführt ist, eingesintert ist. Die Durchführung ist außerdem von einem ringförmigen Stopfen aus Cermet umgeben, der mit dem keramischen Entladungsgefäß aus Aluminiumoxid mittels Glaslot verbunden ist. Das Glaslot wird jedoch durch die aggressiven Füllungsbestandteile (insbesondere Halogene) korrodiert. Die Lebensdauer ist aus diesen Gründen eher gering. Nachteilig an dieser Anordnung ist weiterhin, daß das Einbetten der Elektrode in die Cermet-Durchführung zu Spannungen und schließlich zu Rissen und Sprüngen im Cermet führen kann. Aufgrund des großen Durchmessers der scheibenartigen Durchführung, die elektrisch leitend ist, kann außerdem der Entladungsbogen leicht bis zur Durchführung zurückschlagen, was zur schnellen Schwärzung führt.

[0006] Aus der Fig. 16 der US-PS 4 155 758 ist eine spezielle Anordnung für eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß ohne Außenkolben bekannt, bei der eine Durchführung als Stift aus elektrisch leitendem Cermet ausgebildet ist. Die Elektrode ist in das Cermet eingesintert. Der Cermet-Stift ist in einen Stopfen aus reinem Aluminiumoxid eingesintert. Dieser ist mittels Glaslot mit dem Entladungsgefäß verbunden. Diese Anordnung besitzt ähnliche Nachteile wie oben erwähnt.

[0007] In der EP-A 587 238 ist eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß beschrieben, die ein extrem langgezogenes Kapillarrohr aus Aluminiumoxid als inneres Stopfenteil benötigt, in dem mittels Glaslot eine stiftartige metallische Durchführung am äußeren Ende (Einschmelzbereich) befestigt ist. Dabei kommt es entscheidend darauf an, daß der Einschmelzbereich auf ausreichend niedriger Temperatur liegt. Der Durchführungsstift kann aus zwei Teilen bestehen, von denen der der Entladung zugewandte Teil aus elektrisch leitendem Cermet, das Carbid, Silizid oder Nitrid enthält, gefertigt sein kann. Diese Abdichtungstechnik bewirkt eine große Gesamtlänge des Entladungsgefäßes. Sie ist sehr aufwendig herzustellen und basiert zudem ebenfalls auf dem korrosionsanfälligen Glaslot. Ein besonders gravierender Nachteil ist, daß im Spalt zwischen Kapillarrohr und Durchführung ein erhebliches Totvolumen entsteht, in dem ein großer Teil der Füllung kondensiert, so daß zum einen eine erhebliche Überdosierung der Füllung notwendig ist. Außerdem hat die aggressive Füllung von vornherein intensiven Kontakt mit korrosionsanfälligen Komponenten im Abdichtungsbereich. Diese Technik ist nur bei kleinen Wattstufen (bis 150 W) zu gebrauchen, weil bei größeren Innendurchmessern des Kapillarrohrs der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Durchführungsstift aus Cermet und dem Kapillarrohr zu groß wird.

Darstellung der Erfindung

[0008] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die eine lange Lebensdauer besitzt und dabei auf Glaslot nahezu völlig verzichtet. Insbesondere soll der Abdichtungsbereich vakuumdicht und hochtemperaturbeständig und nicht korrosionsanfällig sein.

[0009] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

[0010] Erfindungsgemäß besteht der Stopfen an mindestens einem Ende des Entladungsgefäßes aus mindestens vier axial geschichteten Lagen aus einem Cermet, bestehend aus Aluminiumoxid und Metall (Wolfram oder Molybdän). Der Metallgehalt nimmt nach außen hin (also mit zunehmender Entfernung von der Entladung) zu. Unter Cermet ist dabei hier der Einfachheit halber auch eine innerste bzw. äußerste Lage aus reinem Aluminiumoxid bzw. aus reinem Metall zu verstehen. Wesentlich für die Erfindung ist dabei, daß die äußerste Schicht des Stopfens einen derart hohen Gehalt an Metall aufweist, daß sie eine Verschweißbarkeit dieser Schicht mit der Durchführung ermöglicht. Zu diesem Zweck ist eine elektrische Leitfähigkeit dieser Schicht von mindestens 5 mΩ erforderlich. Dies entspricht einem Anteil des Metalls von mindestens 50 Vol.-%. Mit zunehmender Zahl der Schichten kann auch der Metallgehalt der äußersten Schicht angehoben werden. Ab einer Gesamtzahl von sechs Schichten kann die äußerste Schicht aus reinem Metall bestehen, da dann die relativen Ausdehnungsunterschiede genügend klein gehalten werden können.

[0011] Die Durchführung ist mit dieser letzten Schicht vakuumdicht durch Schweißen verbunden. Von den anderen weiter innen liegenden Schichten ist die Durchführung durch einen Kapillarspalt (einige µm breit) beabstandet. Der Vorteil einer Abdichtung des Entladungsgefäßes durch Schweißen liegt in der hohen Korrosionsbeständigkeit, hohen Temperaturbelastbarkeit und hohen Festigkeit einer solchen Schweißung.

[0012] Als Durchführung kann ein Stift oder Rohr, das elektrisch leitend ist, verwendet werden. Das Material der Durchführung sollte, zumindest was den thermischen Ausdehnungskoeffizienten betrifft, möglichst gut an die äußerste Schicht des Stopfens, insbesondere an dessen Zusammensetzung, angepaßt sein. Im Idealfall stimmt sie mit ihr überein, doch sind Abweichungen möglich. Beispielsweise kann die äußerste Schicht und ebenso die Durchführung aus reinem Metall bestehen. Alternativ können beide jeweils aus schweißbarem Cermet mit einem Metallgehalt von mindestens 50 Vol.-% bestehen.

[0013] Die innerste Schicht des Stopfens ist mit dem Ende des Entladungsgefäßes glaslotfrei verbunden. Im allgemeinen geschieht dies durch Direkteinsinterung.

[0014] Ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß bei Ähnlichkeit des für die äußerste Schicht des Stopfens und für die Durchführung verwendeten Materials garantiert ist, daß keine nennenswerten thermischen Ausdehnungsunterschiede auftreten. Die Abdichtung ist besonders dauerhaft, weil durch Verschweißen eine feste und dauerhafte Verbindung erzielt wird, die in dieser Hinsicht der Technik des Einsinterns oder Einschmelzens überlegen ist. Außerdem führen kleine Dehnungsunterschiede bei reinen Metallen wie Molybdän und Wolfram und bei hoch mit Metall angereicherten Cermets nicht so schnell zu Rissen, da Spannungen durch die Elastizität des Metalls leichter abgebaut werden. Andererseits kann für die innerste Schicht des Stopfens ein Material gewählt werden, das dem des Entladungsgefäßes ähnelt, so daß auch in diesem Bereich die Abdichtung dauerhaft ist.

[0015] Die Durchführung kann ein Stift aus hochtemperaturbeständigem Metall, insbesondere Wolfram bzw. Molybdän, oder aus einem Cermet sein, das aus einer Mischung von Aluminiumoxid und Wolfram bzw. Molybdän besteht.

[0016] In einer zweiten Ausführungsform ist die Durchführung ein Rohr aus hochtemperaturbeständigem Metall. Diese Form ist bei hochwattigen Lampen (typisch 250 bis 400 W) besonders vorteilhaft. Die Verwendung eines Rohrs als Durchführung hat den Vorteil, daß auch größere Bohrungen im Stopfen, die zum Durchführen großer Elektroden für hochwattige Lampen notwendig sind, ohne allzu große Wärmeverluste für die Elektrode abgedichtet werden können. Wenn man ein Elektrodensystem, bestehend aus rohrförmiger Durchführung und Elektrode, verwendet und dieses provisorisch bereits zusammen mit dem Stopfen im Ende des Entladungsgefäßes einsintert, kann die rohrförmige Öffnung unabhängig von der Elektrodengröße gewählt werden. In diesem Fall wird diese Öffnung erst nach dem Füllen mit einem Füllstift verschlossen, wobei Füllstift, Rohr und Cermet in einem Schritt verschweißt werden können. Auf eine separate Füllbohrung im Stopfen, wie bisher oft notwendig, kann daher ganz verzichtet werden.

[0017] Im einzelnen handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß (aus Aluminiumoxid), das üblicherweise von einem Außenkolben umgeben ist. Das Entladungsgefäß besitzt zwei Enden, die mit Mitteln zum Abdichten verschlossen sind. Üblicherweise sind dies ein- oder mehrteilige Stopfen. Zumindest bei einem Ende des Entladungsgefäßes ist folgende Konstruktion verwirklicht. Durch eine zentrale Bohrung des Abdichtmittels ist eine elektrisch leitende Durchführung vakuumdicht hindurchgeführt, an der eine Elektrode mit einem Schaft befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt. Die Durchführung ist ein Bauteil aus einem Metall oder einem Cermet, dessen Metallgehalt so hoch ist, daß es wie ein Metall verschweißbar ist, wobei die Durchführung mittels einer Schweißverbindung, also ohne Glaslot, im Stopfen befestigt ist. Außerdem ist auch der Stopfen selbst ohne Glaslot im Entladungsgefäß befestigt. Dies geschieht üblicherweise durch Direkteinsinterung.

[0018] Der keramische Anteil des Cermets besteht aus Aluminiumoxid, der metallische Anteil aus Wolfram, Molybdän oder Rhenium. Die prinzipielle Struktur von geeigneten Materialien für Cermets ist an sich bekannt, siehe beispielsweise den eingangs erwähnten Stand der Technik oder die Schriften EP-A 528 428 und EP-A 609 477. Das Material des erfindungsgemäß geeigneten Cermet-Bauteils muß aber sowohl schweißbar, als auch elektrisch leitend sein. Ein konkretes Beispiel ist ein Cermet mit einem Anteil von 50 Vol.-% Molybdän, Rest Aluminiumoxid. Andere Beispiele hierzu finden sich in den eingangs erwähnten Parallelanmeldungen.

[0019] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Durchführung ein Stift aus elektrisch leitendem Cermet, wobei der Schaft der Elektrode an der Stirnfläche des Stifts stumpf verschweißt ist. Der Stift selbst ist mit dem Stopfen verschweißt. Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß der thermische Ausdehnungsunterschied zwischen Stift und Stopfen relativ gering ist. Außerdem ist Cermet nicht so gut wärmeleitend wie Metall. Schließlich ermöglicht ein Stift aus Cermet, daß weniger Schichten des Stopfens benötigt werden. Statt fünf oder sechs Schichten für den Stopfen, die bei einer metallischen Durchführung notwendig sind, genügen hier bereits vier Schichten.

[0020] Vorteilhaft ist die Durchführung in den Stopfen vertieft eingesetzt, so daß der Kontakt mit der Füllung minimiert und die Temperaturbelastung reduziert wird.

[0021] In einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform, die sich insbesondere für kleinwattige Lampen eignet, ist die Durchführung ein elektrisch leitender Stift aus Metall. Der Stift kann selbst als Elektrodenschaft dienen oder mit diesem verbunden sein. Er kann auch über den Stopfen außen hinausragen um die Verbindung zur äußeren Stromzuführung zu erleichtern. Dieser Durchführungsstift besteht bevorzugt aus Wolfram oder Molybdän.

Figuren

[0022] Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1

eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß, teilweise im Schnitt,

Figur 2

eine Darstellung des Endbereichs des Entladungsgefäßes der Lampe nach Figur 1,

Figur 3

ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endbereichs für ein keramisches Entladungsgefäß, vor (Figur 3a) und nach (Figur 3b) dem Einsetzen der Durchführung

Figur 4

ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endbereichs für ein keramisches Entladungsgefäß,

Figur 5

ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endbereichs für ein keramisches Entladungsgefäß.

Beschreibung der Zeichnungen

[0023] In Figur 1 ist schematisch eine Metallhalogenidlampe mit einer Leistung von 150 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 Al₂O₃-Keramik ist in der Mitte 5 ausgebaucht und besitzt zwei zylindrische Enden 6a und 6b. Es ist mittels zweier Stromzuführungen 7, die mit den Sockelteilen 3 über Folien 8 verbunden sind, im Außenkolben 1 gehaltert. Die Stromzuführungen 7 sind mit Durchführungen 9, 10 verschweißt, die jeweils in einem Stopfen 11 am Ende des Entladungsgefäßes eingepaßt sind.

[0024] Die Durchführungen 9, 10 sind Stifte aus Cermet mit einem Durchmesser von ca. 1 mm. Das Cermet ist leitfähig und schweißbar und besteht aus etwa 50 Vol.-% Wolfram (oder auch Molybdän), Rest Aluminiumoxid.

[0025] Beide Durchführungen 9, 10 stehen außen am Stopfen 11 über und haltern entladungsseitig Elektroden 14, bestehend aus einem Elektrodenschaft 15 aus Wolfram und einer am entladungsseitigen Ende aufgeschobenen Wendel 16. Die Durchführung 9, 10 ist jeweils mit dem Elektrodenschaft 15 sowie mit der äußeren Stromzuführung 7 stumpf verschweißt. Der Durchmesser der Wendel ist etwas Kleiner als der der Durchführung, so daß das ganze Elektrodensystem nachträglich in die entsprechende zentrale Bohrung des Stopfens eingeführt werden kann.

[0026] Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht neben einem inerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden. Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung einer Metallhalogenid-Füllung ohne Quecksilber, wobei für das Zündgas Xenon ein hoher Druck gewählt wird.

[0027] Die Endstopfen 11 bestehen im wesentlichen aus einem axial geschichteten Cermet mit der keramischen Komponente Al₂O₃ und der metallischen Komponente Wolfram oder auch Molybdän. Sie sind in die Enden 6 direkt eingesintert.

[0028] In Fig. 2 ist ein Endbereich des Entladungsgefäßes im Detail gezeigt. Der Stopfen 11 besteht aus vier axial übereinander geschichteten Kreisringen, Schichten oder Lagen, deren innerster der Entladung zugewandt ist. Der innerste Kreisring 11a besteht aus reinem Aluminiumoxid oder einem Cermet mit geringem Metallgehalt. Vorzugsweise enthält das Cermet des innersten Kreisrings maximal 8 Vol.-% Metall, Rest Aluminiumoxid. Der Kreisring 11a ist im Ende 6a des Entladungsgefäßes teilweise eingesetzt und mit dem zylindrische Ende 6a des Entladungsgefäßes direkt (also ohne Glaslot) versintert. Der zweite Kreisring 11b enthält 10 bis 25 Vol.-% Metall, der dritte Kreisring 11c zwischen 25 und 40 Vol.-% Metall. Der vierte Kreisring 11d enthält mindestens 50 Vol.-% Metall und ist daher schweißbar. Er ist an seiner Außenfläche mit der Durchführung 9 durch Laserschweißen verbunden.

[0029] Im konkreten Fall der Figur 2 besteht der Stopfen 11 aus einer innersten Schicht 11a mit 7,5 Vol.-% Molybdän. Die zweite Schicht 11b hat 15 Vol.-% Molybdän, die dritte (11c) 30 Vol.-%, die äußerste (11d) 50 Vol.-%.

[0030] In Figur 3a, 3b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen derartigen Endbereich dargestellt. Die Durchführung 20 ist ein Stift aus reinem Molybdän. Hier besteht der Stopfen 21 aus sechs Schichten eines Cermets, die jeweils einen Kreisring bilden. Die innerste Schicht 21a enthält 5 bis 8 Vol.-% Molybdän, Rest Aluminiumoxid. Der zweite Kreisring 21b enthält 10 -25 Vol.-% Molybdän, der dritte Kreisring 21c zwischen 25 und 40 Vol.-%. Der vierte Kreisring 21d enthält 50 bis 70 Vol.-% Molybdän, der fünfte 21e 70 bis 90 Vol.-%. Der äußerste Kreisring 21 f besteht aus reinem Molybdän und ist daher sehr gut schweißbar. Er ist mit einem kragenförmigen Verlängerungsstuck 21g ausgestattet, das etwa 1 mm Länge und eine Wandstärke von etwa 0,5 mm besitzt. Die Durchführung 20 steht etwas über diesen Kragen 21g über und weist an ihrem äußeren Ende eine seitliche Verdickung 23 (beispielsweise einen Schneidgrat oder Schweißpunkt) auf, die die Durchführung 20 im Stopfen 21 fixiert. Der äußerste Kreisring 21f einschließlich Kragen 21g ist mit der Durchführung 20 durch eine Schweißung 19 in Gestalt einer Schmelzkugel verbunden.

[0031] In einem konkreten Fall besteht der Stopfen 21 aus einer innersten Schicht 21a mit 5 Vol.-% Molybdän. Die zweite Schicht 21b hat 15 Vol.-% Molybdän, die dritte (21c) 30 Vol.-%, die vierte (21d) hat 55 Vol.-%, die fünfte (21e) etwa 80 Vol.-%. Die äußerste Schicht 21f einschließlich des Kragens 21g besteht aus reinem Molybdän oder einem schweißbaren Cermet mit hohem Molybdänanteil. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die relativen Unterschiede im thermischen Ausdehnungskoeffizienten sehr gering.

[0032] Bei dieser Variante wird der Durchführungsstift 20 so weit in die zentrale Bohrung 22 des Stopfens hineingesteckt, bis er durch die Verdickung 23 fixiert ist. Das Verschließen erfolgt durch Verschweißen (19 bezeichnet die Schweißperle) des Stiftendes mit der letzten Cermetschicht 21f einschließlich des Kragens 21g. Die Kontaktierung einer äußeren Stromzuführung (7), siehe Figur 1, kann hier problemlos direkt am Kragen 21g der äußersten Schicht des Stopfens erfolgen, da dieser ebenfalls gut leitfähig ist. Figur 3a zeigt, daß die Bohrung selbst zunächst zum Evakuieren und Füllen hergenommen wird. Erst dann (Figur 3b) wird der Stift selbst eingeführt und außen verschweißt. Diese Schweißtechnik ist im Vergleich zur Sintertechnik schnell und einfach ausführbar und erfordert keine hohen Temperaturen außerhalb des Schweißbereichs.

[0033] In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 4) ist an beiden Enden 6a und 6b des Entladungsgefäßes die Durchführung ein Molybdänrohr 30, das in einem sechslagigen Cermet-Stopfen 31 am äußeren Ende eingeschweißt (19) ist.

[0034] Das Molybdänrohr 30 hält die Elektrode 32 mittels einer Crimpung 33, in die die Elektrode gasdicht eingeschweißt ist. Auch hier wird die Bohrung im Stopfen zunächst zum Füllen benutzt. Erst dann wird das rohrförmige Elektrodensystem eingesetzt und der Ringspalt am äußeren Ende zugeschweißt.

[0035] Das Durchführungsrohr 35 aus Molybdän kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel einer hochwattigen Lampe mit 250 W Leistung (Figur 5) auch durchgehend zylindrisch geformt sein. An seinem entladungsseitigen Ende ist außen die Elektrode 32 mit breitem Kopf 39 (zweilagige Wendel) exzentrisch befestigt. Zur provisorischen Fixierung im Stopfen 37 wird die äußerste Schicht 37f des Stopfens mit dem Molybdänrohr 35 zunächst durch Sintern verbunden.

[0036] Das Rohr 35 wird nach dem Evakuieren und Füllen mit einem Metallstift 36 verschlossen, der mit dem Rohr 35 verschweißt wird. Das Rohr 35 wird gleichzeitig mit der äußersten Schicht 37f des Stopfens 37 verschweißt. Das heißt, daß die endgültige, dauerhafte Abdichtung der Bohrung des Stopfens durch Schweißen erfolgt, da diese Technik einer Direkteinsinterung überlegen ist.

[0037] Die Verwendung eines Rohrs als Durchführung hat den Vorteil, daß an ihm die Elektrode sehr leicht befestigt werden kann. Das hat den zusätzlichen Vorteil, daß die relativ breite Elektrode trotzdem mittels einer viel kleineren Bohrung im Stopfen in das Entladungsgefäß eingebracht werden kann. Dabei wird der Stopfen zusammen mit dem bereits vorher lose darin eingesetzten Elektrodensystem in das Ende 6 des Entladungsgefäßes eingeführt und direkt eingesintert. Gleichzeitig erfolgt dabei die provisorische Einsinterung der Durchführung im äußersten Stopfenende (letzte Schicht des Stopfens). Alternativ kann das Ende der Durchführung mit einem querliegenden Anschlag versehen sein um eine provisorische Halterung zu erzielen.

[0038] Somit ist die Größe der Elektrode nicht durch die Stopfenbohrung limitiert. Außerdem dient die rohrförmige Durchführung vor dem Einführen des Metallstifts 36 als Füllöffnung.

[0039] Insbesondere ist dadurch sichergestellt, daß die Füllöffnung unabhängig von der Elektrodengröße, die von der Wattage der Lampe abhängt, gewählt werden kann.

[0040] Die Rohrtechnik ist auch für große Wattagen sehr gut geeignet, bei denen die Elektrode eine großen Durchmesser und große Querabmessungen besitzt. Der Rohrdurchmesser ist deswegen relativ unkritisch, weil die Differenz im thermischen Ausdehnungsverhalten zwischen Durchführung und äußerster Schicht am Stopfenende sehr klein gehalten werden kann. Dabei wird für Rohr und äußerste Schicht des Stopfens ein ähnliches Material, insbesondere das gleiche Material, gewählt.

[0041] Das Zuschweißen des Ringspalts zwischen Rohr und Stopfen bzw. Rohr und Füllstift ist auch bei großen Durchmessern dieser Teile problemlos möglich.

[0042] Bei großen Wattagen sind Rohre als Durchführung bevorzugt, weil Stifte, die an den benötigten großen Durchmesser der Elektrode angepaßt sind, zuviel Wärme entziehen würden. Dies würde zu erheblichen Anlaufschwierigkeiten beim Zünden der Lampe führen. Damit ist die hier vorgestellte Rohrtechnik zum erstenmal in der Lage, Metallhalogenidlampen mit keramischem Entladungsgefäß auch bei großen Wattagen (mehr als 150 W) zuverlässig abzudichten. Bekanntlich nimmt die Größe der Elektrode (insbesondere ihr Außendurchmesser) mit der Leistung zu, aber erfindungsgemäß muß jetzt der Durchmesser der Durchführung nicht mehr entsprechend vergrößert werden.

[0043] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Durchführung aus reinem Molybdän (Stift oder Rohr). Der Stopfen besteht aus einem Cermet mit sechs Schichten. Der Metallanteil des Cermets ist Wolfram, da sich mit diesem Metall wegen seiner im Vergleich zu Molybdän größeren Ausdehnung der thermische Ausdehnungskoeffizient der einzelnen Schicht leichter steuern läßt. Die innerste Schicht besteht aus 2 Vol.-% Wolfram (entsprechend 10 Gew.-% Wolfram), Rest Aluminiumoxid. Sie ist damit dem Ende des Entladungsgefäßes sehr gut angepaßt, das aus reinem Aluminiumoxid besteht. Die zweite Schicht enthält etwa 15 Vol.-% Wolfram, entsprechend 46 Gew.-% Wolfram. Die dritte Schicht enthält etwa 28 Vol.-% Wolfram, entsprechend 67 Gew.-% Wolfram. Die vierte Schicht enthält etwa 42 Vol.-% Wolfram, entsprechend 78 Gew.-% Wolfram. Die fünfte Schicht enthält etwa 56 Vol.-% Wolfram, entsprechend 88 Gew.-% Wolfram. Die äußerste Schicht enthält etwa 69 Vol.-% Wolfram, entsprechend 90 Gew.-% Wolfram. Diese letzte Schicht ist daher dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Durchführung aus Molybdän ideal angepaßt.

[0044] Die obigen Werte sind so gewählt, daß die Differenz im thermischen Ausdehnungskoeffizienten für alle Schichten des Stopfens etwa gleichen Abstand zueinander haben. Die Belastung ist daher gleichmäßig verteilt. Dabei ist eine Temperatur von 1000 °C als Maßstab genommen.

Ansprüche

1. Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß (4) aus Aluminiumoxid, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden (6) besitzt, die mit Stopfen (11) verschlossen sind, und wobei durch diese Stopfen eine elektrisch leitende Durchführung (9,10;20;30;35) vakuumdicht hindurchgeführt ist, an der eine Elektrode (14) mit einem Schaft (15) befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt, wobei der Stopfen aus axial angeordneten Schichten oder Lagen besteht, wobei das Material der Schichten aus Cermet besteht, dessen Metallgehalt von innen nach außen zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen zumindest bei einem Ende (6) des Entladungsgefäßes aus mindestens vier axial angeordneten Schichten oder Lagen besteht, und daß die äußerste Schicht (11d) des Stopfens aus einem verschweißbaren Material mit mindestens 50 Vol.-% Metall (Rest Keramik) besteht, wobei die Durchführung (9) mit der äußersten Schicht des Stopfens durch eine Schweißung (19) verbunden ist und wobei die innerste Schicht (11a) des Stopfens ohne Glaslot im Ende des Entladungsgefäßes befestigt ist.

2. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung ein Stift (9,10) aus hochtemperaturbeständigen Metall, insbesondere Wolfram oder Molybdän, oder aus elektrisch leitendem Cermet ist, wobei insbesondere das Material des Stifts näherungsweise mit dem der äußersten Schicht des Cermet-Stopfens übereinstimmt.

3. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen aus bis zu sechs Lagen besteht, deren Metallgehalt nach außen hin zunimmt.

4. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Schicht des Stopfens aus reinem Metall besteht.

5. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Schicht des Stopfen aus reinem Aluminiumoxid besteht.

6. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Schicht (11a) des Stopfens im Ende des Entladungsgefäßes direkt eingesintert ist.

7. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung ein Rohr (30;35) aus hochtemperaturbeständigem Metall, insbesondere Wolfram oder Molybdän, ist.

8. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkopf breiter als der Außendurchmesser des Rohrs ist.

9. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die rohrförmige Durchführung (35) ein Füllstift (36) eingesetzt ist.

10. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Durchführung für eine Lampe mit hoher Wattage, insbesondere mindestens 150 W, verwendet ist.

Zeichnung