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Die
Neuerung betrifft eine Hochdruck-Entladungslampe, die mit einem
Entladungsgefäß versehen
ist, das einen Entladungsraum umschließt, eine Keramikwandung aufweist
und mit einem Keramikstopfen verschlossen ist, wobei der Entladungsraum eine
Elektrode aufnimmt, die mit Hilfe eines Durchführungselementes mit einem elektrischen
Stromleiter verbunden ist, welches Durchführungselement mit enger Passung
in den Keramikstopfen hineinragt, mit diesem mit Hilfe einer Schmelzkeramik
gasdicht verbunden ist und einen ersten Teil aufweist, der am Ort
der gasdichten Verbindung ein Cermet bildet.
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Eine
Lampe der dargelegten Art ist aus
US 5.424.609 (=
EP 0587238 ) bekannt. Die
Füllung
der bekannten Lampe enthält
Metallhalogenid zusätzlich zu
Quecksilber.
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Im
Kontext der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche soll
unter dem Begriff "Keramikwandung" sowohl eine Wandung
aus Metalloxid, beispielsweise Saphir, gesintertes polykristallines
Al2O3 oder YAG,
als auch eine Wandung aus Metallnitrid, beispielsweise A1N, verstanden
werden.
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Die
bekannte Lampe hat eine verhältnismäßig niedrige
Leistung von höchstens
150 W bei einer Bogenspannung von ungefähr 90 V. Weil die Elektrode
in einer derartigen Lampe beim Betrieb der Lampe verhältnismäßig kleine
Ströme
leitet, können
die Abmessungen der Elektrode verhältnismäßig klein bleiben, sodass ein
verhältnismäßig kleiner
Innendurchmesser des hervorstehenden Stopfens genügt. Im Fall
einer Lampe mit einer Nennleistung von mehr als 150 W, oder einer
wesentlich niedrigeren Bogenspannung, also im Fall großer Elektrodenströme, werden
Elektroden mit größeren Abmessungen
gefordert. Daher wird der innere Stopfendurchmesser entsprechend
größer sein.
Es hat sich gezeigt, dass bei derartigen Lampen ein erhöhtes Risiko
für vorzeitigen
Ausfall besteht, beispielsweise durch Abbrechen der Elektrode oder
Zerspringen des Stopfens.
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Der
vorliegenden Neuerung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Weise zur
Umgehung der genannten Nachteile zu verschaffen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist eine neuerungsgemäße Hochdruck-Entladungslampe der
dargelegten Art dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement
auch einen zweiten Teil enthält,
der ein Metallteil ist und sich von dem Cermet aus in Richtung der
Elektrode erstreckt.
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Ein
Vorteil der neuerungsgemäßen Lampe ist,
dass sich überraschenderweise
gezeigt hat, dass bei Lampen, die für größere Elektrodenströme geeignet
sind, ein innerer Stopfendurchmesser von mehr als einem Millimeter
verwendet werden kann und dass vorzeitigem Ausfall der Lampe infolge
von Abbrechen der Elektrode oder Zerspringen des Stopfens wirksam
entgegengewirkt wird. Infolge dieser Konstruktion des Durchführungselementes
kann der erste Teil des Durchführungselementes
hinsichtlich des Ausdehnungskoeffizienten in Bezug auf den Keramikstopfen
optimiert werden. Hierzu hat das Cermet vorzugsweise einen Metallgehalt
von höchstens 45
Vol.-%, aber vorzugsweise von nicht mehr als 35 Vol.-%. Dies ist
günstig
für die
Realisierung einer gasdichten Verbindung, die in hohem Maße gegen Wärmeschocks
beständig
ist. Wegen des Vorhandenseins des zweiten, metallischen Teils des
Durchführungselementes
wird das Cermet beim Betrieb der Lampe weniger hohen Temperaturen
ausgesetzt. Eventuelle Prozesse eines chemischen Angreifens werden
somit verzögert;
dies hat eine günstige
Auswirkung auf die Nutzlebensdauer der Lampe. Das Cermet ist eine
gesinterte Zusammensetzung aus einem Keramikmaterial und einem Metall.
Das Metall des Cermets stimmt vorzugsweise mit dem des Metallteils
des Durchführungselementes überein.
Dies ist günstig
für die
Realisierung einer zuverlässigen Verbindung
zwischen dem Cermet und dem Metallteil des Durchführungselementes.
Metalle, die in dieser Hinsicht geeignet sind, sind vorzugsweise
Mo und W, weil jedes dieser Metalle einen sehr hohen Schmelzpunkt
hat und bis zu einem gewissen Grad halogenidbeständig ist.
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Die
oben genannten Aspekte und weitere Aspekte der neuerungsgemäßen Lampe
sind in der Zeichnung dargestellt (nicht maßstabsgetreu) und werden im
Weiteren näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer neuerungsgemäßen Lampe und
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2 eine
Detailansicht des Entladungsgefäßes der
in 1 gezeigten Lampe.
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1 zeigt
eine Hochdruck-Entladungslampe, die ein Entladungsgefäß 1 enthält, das
einen Entladungsraum 11 umschließt und eine Keramikwandung
aufweist, wobei der Entladungsraum eine ionisierbare Füllung enthält. In dem
Entladungsraum sind zwei Elektroden 50, 60 angeordnet.
Das Entladungsgefäß wird von
einem Außenkolben 101 umgeben,
der an einem Ende mit einem Lampensockel 2 versehen ist.
Zwischen den Elektroden 50, 60 tritt im Betriebszustand
der Lampe eine Entladung auf. Die Elektrode 50 ist über einen
Stromleiter 90 mit einem ersten elektrischen Kontakt verbunden,
der Teil des Lampensockels 2 ist. Die Elektrode 60 ist über einen Stromleiter 100 mit
einem zweiten elektrischen Kontakt verbunden, der Teil des Lampensockels 2 ist. Das
Entladungsgefäß, in 2 detaillierter
dargestellt (nicht maßstabsgetreu),
hat eine Keramikwandung 10 und ist mit einem Keramikstopfen 30, 40 abgedichtet.
Der Entladungsraum 11 nimmt die Elektrode 50, 60 auf,
die mit Hilfe eines Durchführungselementes 70, 80 mit
dem elektrischen Stromleiter 90, 100 verbunden
ist, wobei das Durchführungselement mit
enger Passung 37, 48 in den Keramikstopfen 30, 40 hineinragt
und mit diesem mit Hilfe einer Schmelzkeramik 15 gasdicht
verbunden ist. Am Ort der gasdichten Verbindung enthält das Durchführungselement 70, 80 einen
ersten Teil 71, 81, der ein Cermet bildet. Das
Durchführungselement
enthält
auch einen zweiten Teil 72, 82, der ein Metallteil
ist, das sich vom Cermet in Richtung der Elektrode 50, 60 erstreckt.
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Eine
praktische Ausführungsform
einer neuerungsgemäßen Lampe,
wie oben beschrieben, hat eine Nennleistung von 400 W. Jede der
Elektroden besteht aus einem Wolframstab mit einem Durchmesser von
0,7 mm, der an einem freien Ende mit einer Elektrodenwicklung versehen
ist. Die Elektrode ist mit einem Molybdän-Stab verbunden, der den zweiten
Teil des Durchführungselementes
bildet. Das Mo-Stab hat einen Durchmesser von 1,45 mm. Ein erster
Teil des Durchführungselementes,
der von einem Al2O3-Mo-Cermet
mit 35 Gew.-% Mo gebildet wird, ist mit dem Mo-Stab verbunden. Das
Cermet hat auch einen Durchmesser von 1,45 mm. Das Cermet ist mit
einem Nb-Stab verbunden, der einen Durchmesser von 1 mm hat. Der
Nb-Stab bildet den elektrischen Stromleiter. Die Elektrode, der
erste Teil und der zweite Teil des Durchführungselementes haben alle
eine Länge
von 7 mm. Der Keramikstopfen hat einen Innendurchmesser von 1,50
mm.
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Die
Füllung
des Entladungsgefäßes enthält 50 mg
Hg, 20 mg Metallhalogenid in einem Verhältnis von 83 Mol-% NaI, 9,8
Mol-% T1I und 7,2 Mol-% DyI3. Das Entladungsgefäß enthält auch
Ar unter einem Druck von 30 kPa im kalten Zustand der Lampe.
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Die
Lampe wurde einer Dauerprüfung
unterworfen, die teilweise aus einem Dauerbetrieb der Lampe und
teilweise aus einer Prüfung
bestand, bei der die Lampe periodisch ein- und ausgeschaltet wurde.
Nach einer kontinuierlichen Betriebsdauer von 11.000 Stunden war
die Lampe noch in gutem Zustand; es war kein Zerspringen eines der
hervorstehenden Stopfen aufgetreten und chemisches Angreifen war
in jedem der Durchführungselemente
nur am Ort des Cermets in sehr geringem Maße aufgetreten. Es zeigte sich,
dass die Lampe und die Durchführungselemente
nach einer Schalt-Dauerprüfung, bei
der die Lampe in einem Zeitraum von 3000 Stunden 300 Mal ein- und
ausgeschaltet worden war, noch in gutem Zustand waren.