DE9013735U1

DE9013735U1 - Hochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE9013735U1
Application number: DE9013735U
Authority: DE
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2000-10-03
Also published as: JPH0499663U; EP0479087B1; DE59107116D1; EP0479087A1; US5200669A

Description

Patent-Treuhand-Gesellschaft

für elektrische Glühlampen mbH, München

Hochdruckentladungslampe

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere handelt es sich bei derartigen Hochdruckentladungslampen um Metallhalogenid-Entladungslampen mit einer sehr hohen Leistungsaufnahme. Diese Lampen können z.B. zur Simulation des Sonnenlichts bei FiIm- und Fernsehaufnahmen verwendet werden. Sie besitzen relativ lange Kolbenhälse, die an den eigentlichen Entladungsraum angrenzen und in die die Schäfte der Elektroden eingeschmolzen sind. Die relativ langen Kolbenhälse ermöglichen es, die Dichtungsfolien für die Elektrodenschäfte möglichst weit entfernt vom Entladungsbogen zu plazieren, um Abdichtungsprobleme an den Dichtungsfolien, verursacht durch die Wärme des Entladungsbogens, zu vermeiden.

Während des Einschmelzvorganges der Dichtungsfolien und der Elektrodenschäfte darf das Quarzglas des Kolbenhalses den Elektrodenschaft nicht berühren, weil anderenfalls durch die stark unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarzglas und Wolframelektrodenschaft beim Abkühlen erhebliche mechanische Spannungen auftreten, die zu Rissen oder Sprüngen im Quarzglas und damit zum vorzeitigen Ausfall der Lampe führen können.

Aus der US-PS 3 742 283 ist bekannt, die Elektrodenschäfte im Bereich der Quetschung mit konzentrischen
Röhren aus Cermet, einer Schmelzverbindung aus pulverförmigem Metall und Quarzglas, zu umgeben, um die mechanischen Spannungen im Bereich der Quetschung klein
zu halten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient dieses Cermets liegt zwischen dem des Quarzglases und dem der Elektrodenschäfte.
Derartige Cermetröhren sind allerdings für eine Anwendung bei Hochdruckentladungslampen mit höheren Leistungsaufnahmen nicht geeignet, weil bei diesen Lampen die Elektrodenschäfte während des Einschmelzens der
Dichtungsfolien sehr hohen Temperaturen ausgesetzt
sind, denen die Cermetröhren nicht standhalten würden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, bei der eine Rißbildung im Bereich der Kolbenhälse durch an die Elektrodenschäfte anfallendes Quarzglas vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.

Während der Einschmelzung der Dichtungsfolien kann das Quarzglas der Kolbenhälse bei den erfindungsgemäßen
Lampen lediglich die hochtemperaturbeständigen Metallfolien berühren, die die Elektrodenschäfte umgeben.

Die dünnen Metallfolien wirken als Puffer zwischen dem jeweiligen Elektrodenschaft und dem Quarzglas des ent-

sprechenden Kolbenhalses. Untersuchungen haben ergeben, daß durch die Profilierung der Oberflächen dieser Metallfolien keine oder nur geringfügige mechanische Spannungen auf die Quarzglaswandung während der Erwärmung des Entladungsgefäßes übertragen werden.

Das Profil in der dem Elektrodenschaft zugewandten Oberfläche der Metallfolie reduziert die Berührfläche zwischen Elektrodenschaft und der ihn umgebenden Metallfolie, so daß der Elektrodenschaft im Kolbenhals ohne großen Widerstand thermisch expandieren kann.

Außerdem tragen die Profile zur Verbesserung der Wärmeisolierung zwischen Elektrodenschaft und Kolbenhals bei.

Vorzugsweise werden, wegen ihrer relativ einfachen Herstellung und guten Verarbeitungseigenschaften, dünne Molybdänfolien verwendet, die ein- bis zweimal um die Elektrodenschäfte gewunden sind.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch den die Erfindung betreffenden Teil einer Hochdruckentladungslampe, insbesondere einer 24000 Watt Metallhalogenid-Entladungslampe.

Das Entladungsgefäß 1 besteht aus Quarzglas und besitzt einen Entladungsraum 2 mit einem Volumen von ungefähr 250 cm³. Auf gegenüberliegenden Seiten des Entladungsraumes 2 sind zwei zylindrische Kolbenhälse 3 mit einem Außendurchmesser von 22 mm angeordnet, von denen in der Figur nur einer ausschnittweise abge-

bildet ist. Zwei Elektrodenschäfte 4 aus Wolfram erstrecken sich jeweils vom Entladungsraum 2 in einen Kolbenhals 3 und sind dort jeweils mit einem Molybdänteller 7 verlötet. Der Durchmesser der Elektrodenschäfte 4 beträgt ca. 6 mm. Mit dem Molybdänteller 7 sind vier Dichtungsfolien 5 aus Molybdän verschmolzen, die gleichmäßig auf der Mantelfläche eines hohlen Quarzglasstabes 8 angeordnet sind. Die Dichtungsfolien

5 bilden mit dem Quarzglas des Kolbenhalses 3 und des hohlen Stabes 8 eine gasdichte Einschmelzung. Beide Elektrodenschäfte 4 werden im Kolbenhalsbereich jeweils von einer dünnen Molybdänfolie 6 umhüllt, die 1,5-mal um den Umfang der Elektrodenschäfte 4 gewunden ist.

Die Dicke der Molybdänfolien 6 und der Durchmesser des Elektrodenschaftes 4 sind in der Figur, die lediglich zur schematischen Darstellung des Lampenaufbaus dient, nicht maßstabsgetreu abgebildet.

Außerdem weisen beide Oberflächen der Molybdänfolien jeweils ein gleichmäßiges Profil auf, was aus den Abbildungen nicht ersichtlich ist. Die Profile in den Oberflächen der Folien 6 entstehen durch Walzen der Molybdänfolien 6. Im nichtgewalzten Zustand beträgt die Dicke dieser Folien 6 ca. 22 um. Das Profil in der dem Quarzglas zugewandte Oberfläche der Molybdänfolien

6 besteht aus regelmäßig angeordneten, untereinander gleichartigen Erhebungen, die eine Ausdehnung von ca. 0,5 &khgr; 0,5 mm² und eine Höhe von ca. 100 um besitzen.

Der Abstand zweier benachbarter Erhebungen beträgt in etwa 0,5 mm. Das Profil in der den Elektrodenschäften 4 zugewandten Oberfläche der Molybdänfolien 6 entspricht einem Abdruck (Negativ) des Profils, das dem Quarzglas zugewandt ist.

Es besteht also aus regelmäßig angeordneten, untereinander gleichartigen Vertiefungen, deren Ausdehnung mit den entsprechenden Maßen der Erhebungen übereinstimmen.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das angegebene Ausführungsbeispiel. Beispielsweise entspricht es dem Geist der Erfindung, wenn sich die Molybdänfolie 6 über den Bereich des Kolbenhalses 3 hinaus in den Entladungsraum 2 erstrecken. Außerdem können auch die Molybdänteller 7 von profilierten Folien umgeben sein.

Claims

Schutzansprüche

1. Hochdruckentladungslampe mit

- einem rotationssymmetrischen Entladungsgefäß (1) aus Quarzglas, das einen Entladungsraum (2) sowie zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Entladungsraumes (2) angeordnete zylindrische Kolbenhälse (3) aufweist,

- einem ionisierbaren Gas oder Gasgemisch mit evtl. weiteren Füllungszusätzen wie z.B. Quecksilber und Metallhalogeniden im Entladungsraum (2)

- zwei Wolframelektroden mit Elektrodenschäften (4), die sich vom Entladungsraum (2) in jeweils einen Kolbenhals (3) erstrecken,

- mindestens einer Dichtungsfolie (5) aus Molybdän für jeden Kolbenhals (3), die gasdicht in den Kolbenhälsen (3) eingeschmolzen und jeweils mit einem Elektrodenschaft (4) elektrisch leitend verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschäfte (4) zumindest im Bereich des Kolbenhalses (3) jeweils von einer hochtemperaturfesten Metallfolie (6) umgeben sind, deren Oberflächen ein Profil aufweisen.

2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (6) sich vom im Kolbenhals (3) befindlichen Ende des Elektro-

denschaftes (4) bis zur Öffnung des Kolbenhalses (3) erstrecken, die in den Entladungsraum (2) einmündet.

3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Metallfolien (6) zwischen 20 pm und 200 pm beträgt.

4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (6) aus Molybdän, Wolfram oder Tantal bestehen.

5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (6) mindestens einmal die Mantelfläche der Elektrodenschäfte

(4) umgeben.

6. Hochdruckentladungslampe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (6) Molybdänfolien sind, die 1,5 bis 2-mal die Mantelfläehe der Elektrodenschäfte (4) umgeben.

7. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektrodenschäfte (4) jeweils ein metallischer Teller (7) angesetzt ist, der mit mindestens einer Dichtungsfolie (5) verschweißt ist und dessen Mantelfläche von einer hochtemperaturfesten, profilierten Metallfolie umgeben ist.