EP2673796B1 - Hochdruckentladungslampe mit zündhilfe - Google Patents

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EP2673796B1
EP2673796B1 EP11741435.9A EP11741435A EP2673796B1 EP 2673796 B1 EP2673796 B1 EP 2673796B1 EP 11741435 A EP11741435 A EP 11741435A EP 2673796 B1 EP2673796 B1 EP 2673796B1
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EP
European Patent Office
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electrode
container
enhancer
pressure discharge
discharge lamp
Prior art date
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EP11741435.9A
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English (en)
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Johannes Buttstaedt
Uwe Fidler
Stefan Lichtenberg
Georg Rosenbauer
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Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
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    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827—Metal halide arc lamps

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • Such lamps are in particular high-pressure discharge lamps for general lighting.
  • WO 2010/131574 shows embodiments of a geometry variation of the inner electrode.
  • a further metallic component is introduced into the UV enhancer, which promotes the charge transport of the dielectrically impeded discharge. This is costly.
  • the document JP 2011-009090 A discloses a high pressure discharge lamp with a UV enhancer as an ignition aid.
  • the UV enhancer has a UV-transparent can-like quartz glass container which is accommodated in an outer bulb of the high-pressure discharge lamp.
  • the quartz glass container serves as a discharge vessel.
  • the container encloses with its inner wall a cavity which is filled with a noble gas which can radiate W radiation.
  • an inner electrode is arranged in the cavity, which has a bend or a kink.
  • the inner electrode is housed in the cavity so that the bend or kink comes close to the inner wall of the container.
  • an external electrode is mounted on the outer wall of the container.
  • JP 2008-135194 A also discloses a high-pressure discharge lamp of the aforementioned type.
  • the object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp whose ignition is reliable.
  • UV radiation is used for the reliable ignition of krypton85-free high-pressure discharge lamps. This is often provided by UV enhancers. Reliable ignition of all high-pressure discharge lamps requires UV radiation in the wavelength range ⁇ 280 nm. A lower threshold of about 160 nm results from the transmission range of the discharge vessel (quartz or ceramic). To solve this problem are mainly mercury-containing UV enhancer with radiation in o.g. Range, in particular at a wavelength of 254 nm have been used. To reduce the mercury content in high-pressure discharge lamps, UV enhancers without mercury with corresponding UV emission are necessary.
  • the vessel of the UV enhancer may consist of quartz or another UV-transparent glass, especially toughened glass. Also solutions with a UV enhancer, in which the discharge vessel made of ceramic, are possible, provided that the discharge vessel is translucent in the UV.
  • a molybdenum foil is provided which ensures the gas-tight passage through the quartz glass and acts as a power supply. At the same time, it is the inner electrode of the UV enhancer.
  • the power supply through the glass can also be done with a wire or pencil.
  • appropriate techniques are used as well known from the construction of ceramic discharge vessels.
  • the ignition voltage of the UV enhancer is directly dependent on the distance between the inner electrode and the inner wall of the discharge vessel. This results in different solutions for different basic technologies.
  • the part of the molybdenum foil, which is arranged inside the discharge vessel, is partially or completely bent. Thus, the distance to the inner wall is kept low.
  • the molybdenum foil can be clamped by a spring action between opposite inner walls of the normally cylindrical discharge vessel. This reduces the distance to the inner wall to the conceivable minimum.
  • a high probability of a discharge in the UV enhancer is obtained in the area where the highest electric field strengths occur at the internal electrode. This is effectively achieved where there is the least distance between the external electrode and the inner electrode of the UV enhancer. For a high UV intensity of the UV enhancer, it is desirable to provide as many places as possible, at which there is a very small distance.
  • Another possibility is to reduce the distance of the inner molybdenum foil to a pump tip of the discharge vessel made of quartz glass.
  • High field strengths are generally favored by film edges that are as sharp as possible.
  • the molybdenum foil used is doped, in particular with yttrium oxide, in particular with 0.2 to 2 wt .-%.
  • Further advantageous oxides are cerium oxide and lanthanum oxide. These mentioned oxides can also be used in a mixture.
  • filling conventional fillings can be used, in particular noble gases such as argon, Penninggemische such as argon other noble gas or mixtures of noble gases and halogens or halogen compounds such as dibromomethane in particular.
  • noble gases such as argon, Penninggemische such as argon other noble gas or mixtures of noble gases and halogens or halogen compounds such as dibromomethane in particular.
  • fluorine compounds can preferably be used only in a ceramic UV enhancer or in a coated glass flask.
  • the gaseous halogen compounds are mixed with the corresponding noble gases. In some cases, combinations of noble gases can also be mixed in here.
  • the pressure of the filling gas in the UV enhancer is in the range 1 mbar to 1 bar.
  • the intensity of the generated UV radiation typically increases with the filling pressure, so that an upper limit for the pressure results from the ignition voltage of the UV enhancers, which must be designed for the ignition and operating devices of the lamp.
  • UV enhancers with two electrodes
  • other components such as a capacitor ( US 4,987,344 ) or even more complex controls ( US 4,721,888 ) is possible to limit the current through the UV enhancer.
  • UV enhancers have prevailed which have an inner and an external electrode and use a dielectrically impeded discharge. These UV enhancers are relatively inexpensive.
  • FIG. 1 a metal halide lamp 1 is shown schematically ( Figure la), in which a discharge vessel 2 of PCA is contained in an outer bulb 3 made of quartz glass, which is closed with a base 4.
  • the discharge vessel 2 has two ends, sit on the capillaries 5.
  • the discharge vessel 2 is provided with a metal halide filling, as known per se. It is supported in the outer bulb 3 by means of a frame 6, which has a short frame wire 7 and a long hanger wire 8.
  • a UV enhancer 10 On a first capillary 5 sits a UV enhancer 10, which is connected to the short frame wire 7 via a feed line 11.
  • the counter electrode to it also called external electrode, is a foil strip 9, which extends from the hanger wire 8 to the UV enhancer 10 and this surrounds a semicircle.
  • a wire or a sufficient proximity of the stirrup wire to the UV enhancer 10 for the function of the counter electrode is sufficient. Preference is given to the smallest possible distance as well as the largest possible contact area, which includes not only a tip, but at least a quarter circle to a semicircle, as in FIG. 1b shown.
  • FIG. 2a shows in detail a container or discharge vessel 12 of the UV enhancer 10.
  • the container 12 is in principle a can or cup-like tube made of quartz glass with side wall 13, bottom part 14 and dome 15.
  • the container can also be made of hard glass.
  • Essential to the invention is that the container 12 is a filling of halogen gas, or halogen gas combined with noble gas, in particular a Penninggemisch or argon having.
  • the container 12 has a tubular cavity 17, in which from one side, the bottom part 14, an electrode 18 protrudes.
  • the electrode is sealed in a pinch 16 associated with the bottom part 14.
  • the length of the electrode 18 in the container 12 is considerably longer than the length L of the cavity 17. It is preferably at least 20% longer than L.
  • the electrode 18 according to FIG. 2a bent in the cavity so that it rests resiliently on two opposite side walls. The electrode thus has a bend near the bend.
  • the cavity 17 must be large enough to accommodate the single electrode 18, the UV enhancer operating on the dielectrically impeded discharge principle.
  • the electrode 18 is a pin or preferably a foil, usually made of W or Mo. It has attached a contact wire 11 at the outer end 19, see FIG. 1 , The electrode 18 is inserted into the cavity 17. Then, a filling gas is filled into the cavity 17 and the cavity, in particular with a pinch 16, closed.
  • FIG. 2b an embodiment is shown in which the electrode has a kink, which sits in the vicinity of the dome 15.
  • FIG. 2c an embodiment is shown, in which the electrode 18 is cut in the axis and thereby forms an axial trunk 19 and two branches 20.
  • the two branches 20 are bent to two sides.
  • this shape can also be generated in other ways, for example, by attaching to a trunk 19 two separate branches or more branches.
  • FIG. 2d an embodiment is shown in which the electrode 18 is cut in the axis and thereby forms an axial stem 19 and two branches 20.
  • the two branches 20 are bent to two sides.
  • this shape can also be generated in other ways, for example, by attaching to a trunk 19 two separate branches or more branches.
  • the container 12 is provided with a thickened dome 25.
  • the sheet-like electrode 18 abuts with its tip 26 on the inner wall of the thickened dome.
  • This embodiment is made by compressing the silica glass toward the pinch 16 during the process of fusing the pump tip forming a dome. Due to a reduced pressure compared with the atmospheric pressure, the doughy glass of the pump tip is drawn into the interior of the UV enhancer during melting.
  • the boundary conditions for the bulbous concerns of the Mo film to the cylindrical wall is the smallest possible thickness of the Mo film.
  • Mo films are used with thicknesses ⁇ 20 .mu.m, in particular 5 to 20 .mu.m, which then have a low rigidity and can easily bulge out through the overlying pump tip.
  • the film top edge 27 is embedded in the dome 25, which is formed by melting.
  • the length of the film is preferably settled in the range of 115 to 130% of L.
  • FIG. 2g An embodiment which does not form part of the invention is disclosed in Figure 2g shown.
  • the sheet-like electrode 18 is bent several times. It can also be compressed here in the process of melting the thickened dome 25, so that there are several break points 30 at which the electrode 18 approaches the inner wall of the container.
  • a concrete embodiment of the filling is a UV enhancer, in which krypton with a 0.5% by volume admixture of chlorine gas Cl 2 is used as filling gas.
  • the UV enhancer shows strong UV radiation of the excimer line KrCl * at a wavelength of 222 nm.
  • the cold filling pressure is in the range 500-700 mbar.
  • each work well for interacting with external electrodes.
  • external electrodes are advantageously used, which surround the UV enhancer in the middle of the cylindrical part of the container 12 and annular in particular, have a planar extension.
  • a foil tape 32 or a flat-pressed wire is used. See the illustration in FIG. 2h ,
  • a high probability for the formation of a discharge is obtained in an area where the highest possible electric field strengths at the inner electrode 18 result. This can be achieved by the smallest possible distance between the external electrode 32 and the internal electrode 18. For the highest possible intensity of the UV radiation generated by the UV enhancer, it is advantageous to provide as many places as possible at which such a condition is met. Therefore, as many points of contact of the inner electrode 18 to the side wall 13, if possible in the amount of the external electrode 32, desirable.
  • FIG. 3a shows the embodiments of the FIGS. 2a and 2b in plan view.
  • the width B of the film is preferably 40 to 80% of the inner diameter of the container 12.
  • FIG. 3b shows the embodiments of the FIGS. 2c and 2d in plan view.
  • the width B of the film is preferably 40 to 80% of the inner diameter of the container 12.
  • FIGS. 2a and 2b One obtains four points at which the film-like electrode 18 of the side wall 13 is particularly close or even touched. According to the embodiments according to FIGS. 2c and 2d these are two points.
  • the electrode used is a film of molybdenum, which is doped in particular with substances which lower the work function of the electron work.
  • a film of molybdenum which is doped in particular with substances which lower the work function of the electron work.
  • an oxide of yttrium, cerium or lanthanum is especially suitable for this purpose.
  • Specific embodiments are a doping with 0.5 to 0.7 wt .-% Y2O3, mixed oxides Ce2O3 / Y2O3 or even mixtures Ce2O3 / Y2O3 / La2O3 can be used.
  • the Mo foil can be used to lower the ignition voltage using metallic alloys which contain, in particular, at least one element from the group Ru, Ti, Ta, Nb, or with ceramic layers which are selected, in particular, from the group consisting of nitrides, oxides, silicides. or with other readily ionizable materials, in particular tungsten material with very high potassium content, etc., are coated.
  • metallic alloys which contain, in particular, at least one element from the group Ru, Ti, Ta, Nb, or with ceramic layers which are selected, in particular, from the group consisting of nitrides, oxides, silicides. or with other readily ionizable materials, in particular tungsten material with very high potassium content, etc., are coated.
  • an embodiment of the invention can lower the ignition voltage to values typically down to 1 kV.
  • halide-containing filling gases in particular noble gases with halogen, prevent blackening over the lifetime. They also increase the proportion of excimer radiation. Specific examples are argon with C12 or Br2 or J2. but it is also pure argon as a filling gas.
  • a halide-containing additive such as dibromomethane (DBM) can be used.
  • DBM dibromomethane
  • a concrete example is argon with an addition of 2000 to 10000 ppm DBM.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen für Allgemeinbeleuchtung.
    • Stand der Technik
  • Aus der US 5 811 933 ist eine Hochdruckentladungslampe mit keramischem Entladungsgefäß bekannt, bei der eine Zündhilfe verwendet wird. Die Zündhilfe ist ein sog. UV-Enhancer. Ähnliches ist aus DE 20 2010 011 029 bekannt. Dort ist eine Folien-Elektrode beschrieben.
  • Es ist außerdem bekannt, dass der Abstand der inneren Elektrode des UV-Enhancers zur Innenwand einen wesentlichen Einfluss auf die Zündspannung des UV-Enhancer hat. WO 2010/131574 zeigt Ausführungsbeispiele zu einer Geometrievariation der inneren Elektrode. Dort wird zusätzlich zur Molybdänfolie ein weiteres metallisches Bauteil in den UV-Enhancer eingebracht, welches den Ladungstransport der dielektrisch behinderten Entladung begünstigt. Dies ist allerdings kostenintensiv.
  • Das Dokument JP 2011-009090 A offenbart eine Hochdruckentladungslampe mit einem UV-Enhancer als Zündhilfe. Der UV-Enhancer weist einen UV-transparenten dosenartigen Quarzglasbehälter auf, der in einem Außenkolben der Hochdruckentladungslampe untergebracht ist. Der Quarzglasbehälter dient als Entladungsgefäß. Dazu umschließt der Behälter mit seiner Innenwand einen Hohlraum, der mit einem Edelgas gefüllt ist, das W-Strahlung abstrahlen kann. Außerdem ist im Hohlraum eine innere Elektrode angeordnet, die eine Biegung oder einen Knick aufweist. Die innere Elektrode ist im Hohlraum so untergebracht ist, dass die Biegung oder der Knick der Innenwand des Behälters nahekommt. Auf der Außenwand des Behälters ist eine externe Elektrode angebracht.
  • Das Dokument JP 2008-135194 A offenbart ebenfalls eine Hochdruckentladungslampe der vorgenannten Art.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, deren Zündung zuverlässig erfolgt.
  • Dies gilt insbesondere für Metallhalogenidlampen, wobei das Material des Entladungsgefäßes Quarz oder Keramik ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Für die zuverlässige Zündung von Krypton85-freien Hochdruckentladungslampen wird UV-Strahlung eingesetzt. Diese wird häufig durch UV-Enhancer bereitgestellt. Für eine zuverlässige Zündung aller Hochdruckentladungslampen ist UV-Strahlung im Wellenlängenbereich < 280 nm erforderlich. Eine untere Schwelle von ca. 160 nm ergibt sich aus dem Transmissionsbereich des Entladungsgefäßes (Quarz oder Keramik). Zur Lösung dieses Problems sind vor allem quecksilberhaltige UV-Enhancer mit Strahlung im o.g. Bereich, insbesondere bei einer Wellenlänge von 254 nm zum Einsatz gekommen. Zur Reduzierung des Quecksilbergehaltes in Hochdruckentladungslampen sind UV-Enhancer ohne Quecksilber mit entsprechender UV-Emission notwendig.
  • Das Gefäß des UV-Enhancers kann aus Quarz oder einem anderen UV-durchlässigem Glas, vor allem Hartglas, bestehen. Auch Lösungen mit einem UV-Enhancer, bei dem das Entladungsgefäß aus Keramik besteht, sind möglich, sofern das Entladungsgefäß im UV transluzent ist.
  • Für den Fall eines Quarzglas-Entladungsgefäßes ist eine Molybdänfolie vorgesehen, die die gasdichte Durchführung durch das Quarzglas gewährleistet und als Stromzuführung wirkt. Gleichzeitig ist sie die innere Elektrode des UV-Enhancers. Im Fall des UV-durchlässigen Glases kann die Stromzuführung durch das Glas auch mit einem Draht oder Stift erfolgen. Bei einem keramischen Entladungsgefäß sind entsprechende Techniken anzuwenden wie aus dem Bau von keramischen Entladungsgefäßen allgemein bekannt.
  • Die Zündspannung des UV-Enhancers ist direkt abhängig vom Abstand der inneren Elektrode zur Innenwand des Entladungsgefäßes. Daraus ergeben sich für unterschiedliche Basistechnologien unterschiedliche Lösungsansätze.
  • Für UV-Enhancer mit Entladungsgefäß aus Quarzglas sind folgende Ausführungsformen vorteilhaft.
  • Der Teil der Molybdänfolie, der im Innern des Entladungsgefäßes angeordnet ist, ist teilweise oder vollständig gebogen. Damit wird der Abstand zur Innenwand gering gehalten.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die Molybdänfolie über eine Federwirkung sich zwischen gegenüberliegenden Innenwänden des normalerweise zylindrischen Entladungsgefäßes einspannen kann. Damit wird der Abstand zur Innenwand auf das denkbare Minimum verringert.
  • Eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Entladung im UV-Enhancer erhält man in dem Bereich, wo sich die höchsten elektrischen Feldstärken an der internen Elektrode ergeben. Dies wird effektiv dort erzielt, wo der geringste Abstand zwischen externer Elektrode und innerer Elektrode des UV-Enhancers besteht. Für eine hohe UV-Intensität des UV-Enhancers ist es wünschenswert, möglichst viele Stellen vorzusehen, an denen ein sehr geringer Abstand herrscht.
  • Eine weitere Möglichkeit ist, den Abstand der inneren Molybdänfolie zu einer Pumpspitze des Entladungsgefäßes aus Quarzglas zu reduzieren.
  • Hohe Feldstärken werden generell durch möglichst scharfe Folienkanten begünstigt.
  • Bevorzugt ist die verwendete Molybdänfolie dotiert, insbesondere mit Yttriumoxid, insbesondere mit 0,2 bis 2 Gew.-%. weitere vorteilhafte Oxide sind Ceroxid und Lanthanoxid. Diese genannten Oxide können auch in Mischung verwendet werden.
  • Als Füllung können übliche Füllungen verwendet werden, insbesondere Edelgase wie Argon, Penninggemische wie Argon-weiteres Edelgas oder Mischungen von Edelgasen und Halogenen oder Halogenverbindungen wie insbesondere Dibrommethan.
  • Es ist bekannt, dass Fluor Glas angreift. Daher können Fluor-Verbindungen bevorzugt nur in einem keramischen UV-Enhancer eingesetzt werden oder in einem beschichteten Glaskolben.
  • Zur Erzeugung der UV-Strahlung der Halogen-Dimere Cl2*, Br2* und F2* ist eine Füllung des UV-Enhancers mit 100% Chlorgas und der anderen oben genannten gasförmigen Halogenverbindungen sowie Verbindungen mit hinreichendem Dampfdruck möglich. Aber auch bei Zugabe von sortenreinen oder gemischten Edelgasen (Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon) kann die Halogen-Dimer Strahlung erzeugt werden.
  • Zur Erzeugung der Edelgas-Halogen Excimere ArCl*, KrCl*, ArF*, KrF*, ArBr* und KrBr* werden die gasförmigen Halogenverbindungen mit den entsprechenden Edelgasen gemischt. Auch hier können unter Umständen Kombinationen von Edelgasen hinzugemischt werden.
  • Der Druck des Füllgases im UV-Enhancer liegt im Bereich 1 mbar bis 1 bar. Die Intensität der erzeugten UV-Strahlung steigt typischerweise mit dem Fülldruck, so dass eine Obergrenze für den Druck sich aus der Zündspannung der UV-Enhancer ergibt, die auf die Zünd- und Betriebsgeräte der Lampe ausgelegt werden muss.
  • Im Prinzip ist auch die Realisierung von UV-Enhancern mit zwei Elektroden möglich, auch der Einbau von weiteren Bauelementen, wie z.B. ein Kondensator ( US 4,987,344 ) oder noch komplexere Ansteuerungen ( US 4,721,888 ) ist möglich, um den Strom durch den UV-Enhancer zu begrenzen. Im allgemeinen haben sich aber UV-Enhancer durchgesetzt, die eine innere und externe Elektrode haben und eine dielektrisch behinderte Entladung nutzen. Diese UV-Enhancer sind relativ preiswert.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, schematisch (Figur la) und im Ausschnitt (Figur 1b);
    Fig. 2
    verschiedene Ausführungsbeispiele eines UV-Enhancers in Quarzglasausführung (Figur 2a-d,f,h); sowie keinen Bestandteil der Erfindung bildende Alternativen (Fig. 2e,g) ;
    Figur 3
    die Draufsicht auf ausgewählte Ausführungsbeispiele aus Figur 2.
    Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • In Figur 1 ist eine Metallhalogenidlampe 1 schematisch (Figur la) gezeigt, bei der ein Entladungsgefäß 2 aus PCA in einem Außenkolben 3 aus Quarzglas enthalten ist, der mit einem Sockel 4 abgeschlossen ist. Das Entladungsgefäß 2 hat zwei Enden, an dem Kapillaren 5 sitzen.
  • Das Entladungsgefäß 2 ist mit einer Metallhalogenidfüllung versehen, wie an sich bekannt. Es ist im Außenkolben 3 mittels eines Gestells 6 gehaltert, das einen kurzen Gestelldraht 7 und einen langen Bügeldraht 8 aufweist. Auf einer ersten Kapillare 5 sitzt ein UV-Enhancer 10, der mit dem kurzen Gestelldraht 7 über eine Zuleitung 11 verbunden ist. Die Gegenelektrode dazu, auch externe Elektrode genannt, ist ein Folienband 9, das sich vom Bügeldraht 8 zum UV-Enhancer 10 hin erstreckt und diesen halbkreisförmig umrundet. Im Prinzip genügt auch ein Draht oder eine ausreichende Nähe des Bügeldrahts zum UV-Enhancer 10 für die Funktion der Gegenelektrode. Bevorzugt ist ein möglichst geringer Abstand sowie ein möglichst großer Kontaktbereich, der nicht nur eine Spitze, sondern wenigstens einen Viertelkreis bis Halbkreis umfasst, wie in Figur 1b dargestellt.
  • Figur 2a zeigt im Detail einen Behälter oder Entladungsgefäß 12 des UV-Enhancers 10. Der Behälter 12 ist im Prinzip ein dosen- oder tassenartiges Rohr aus Quarzglas mit Seitenwand 13, Bodenteil 14 und Kuppel 15. Der Behälter kann auch aus Hartglas gefertigt sein. Wesentlich für die Erfindung ist, dass der Behälter 12 eine Füllung aus Halogengas, oder auch Halogengas kombiniert mit Edelgas, insbesondere einem Penninggemisch oder Argon, aufweist.
  • Der Behälter 12 weist einen rohrartigen Hohlraum 17 auf, in den von einer Seite, dem Bodenteil 14, eine Elektrode 18 hineinragt. Die Elektrode ist in einer dem Bodenteil 14 zugeordneten Quetschung 16 abgedichtet.
  • Die Länge der Elektrode 18 im Behälter 12 ist erheblich länger als die Länge L des Hohlraums 17. Sie ist bevorzugt um mindestens 20 % länger als L. Dabei ist die Elektrode 18 gemäß Figur 2a im Hohlraum gebogen, so dass sie an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden federnd anliegt. Die Elektrode hat also eine Biegung in der Nähe der Biegung.
  • Der Hohlraum 17 muss in jedem Fall groß genug sein, um die einzige Elektrode 18 aufzunehmen, wobei der UV-Enhancer nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeitet.
  • Die Elektrode 18 ist ein Stift oder auch bevorzugt eine Folie, meist aus W oder Mo. Sie hat am äußeren Ende 19 einen Kontaktdraht 11 angesetzt, siehe Figur 1. Die Elektrode 18 wird in den Hohlraum 17 eingeführt. Dann wird ein Füllgas in den Hohlraum 17 eingefüllt und der Hohlraum, insbesondere mit einer Quetschung 16, verschlossen.
  • In Figur 2b ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Elektrode einen Knick aufweist, der in der Nähe der Kuppel 15 sitzt.
  • In Figur 2c ist ein Ausführungsbeispiel abgezeigt, bei dem die Elektrode 18 in der Achse eingeschnitten ist und dadurch einen axialen Stamm 19 und zwei Äste 20 bildet. Die zwei Äste 20 sind zu zwei Seiten abgebogen. Selbstverständlich kann diese Gestalt auch auf andere Weise erzeugt werden, indem beispielsweise an einen Stamm 19 zwei separate Äste oder auch mehr Äste angesetzt werden.
  • In Figur 2d ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Elektrode 18 in der Achse eingeschnitten ist und dadurch einen axialen Stamm 19 und zwei Aste 20 bildet. Die zwei Äste 20 sind zu zwei Seiten abgeknickt. Selbstverständlich kann diese Gestalt auch auf andere Weise erzeugt werden, indem beispielsweise an einen Stamm 19 zwei separate Äste oder auch mehr Äste angesetzt werden.
  • In einer keinen Bestandteil der Erfindung bildenden Alternative ist gemäß Figur 2e der Behälter 12 mit einer verdickten Kuppel 25 versehen. Die folienartige Elektrode 18 liegt mit ihrer Spitze 26 an der Innenwand der verdickten Kuppel an. Dieses Ausführungsbeispiel wird dadurch hergestellt, dass die folienartige Elektrode 18 während des Prozesses des Abschmelzens der Pumpspitze, wobei sich eine Kuppe bildet, sich das Quarzglas in Richtung Quetschung 16 zusammengedrückt wird. Bedingt durch einen gegenüber dem Atmosphärendruck verringerten Fülldruck wird beim Abschmelzen das teigige Glas der Pumpspitze in den Innenraum des UV-Enhancers hineingezogen. Die Randbedingungen für das bauchige Anliegen der Mo-Folie an die zylindrische Wand ist eine möglichst kleine Dicke der Mo-Folie. Typischerweise werden dazu Mo-Folien mit Dicken < 20µm verwendet, insbesondere 5 bis 20 µm, die dann eine geringe Steifigkeit aufweisen und sich durch die aufliegende Pumpspitze leicht ausbauchen können.
  • Alternativ ist gemäß Figur 2f ein ähnliches Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Folienoberkante 27 in der Kuppe 25, die durch Abschmelzung entsteht, eingebettet ist. Für diese Variante wird die Länge der Folie bevorzugt im Bereich von 115 bis 130 % von L angesiedelt.
  • Eine keinen Bestandteil der Erfindung bildende Ausführungsform ist in Figur 2g gezeigt. Dabei wird die folienartige Elektrode 18 mehrfach geknickt. Sie kann auch hier beim Prozess des Abschmelzens der verdickten Kuppe 25 zusammengedrückt werden, so dass sich mehrere Knickpunkte 30 ergeben, an denen die Elektrode 18 der Innenwand des Behälters nahekommt.
  • Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Füllung ist ein UV-Enhancer, bei dem als Füllgas Krypton mit einer 0,5 vol-% Beimischung von Chlorgas Cl2 eingesetzt wird. Der UV-Enhancer zeigt starke UV-Strahlung der Excimer-Linie KrCl* bei einer Wellenlänge von 222 nm. Der Kaltfülldruck liegt im Bereich 500 - 700 mbar.
  • Die Ausführungsbeispiele der Figur 2 eignen sich prinzipiell jeweils gut dafür, mit externen Elektroden zusammenzuwirken. Vorteilhaft werden dabei externe Elektroden verwendet, die in der Mitte des zylindrischen Teils des Behälters 12 den UV-Enhancer ringförmig umschließen und insbesondere eine flächige Ausdehnung haben. Beispielsweise wird ein Folienband 32 oder ein flachgepresster Draht verwendet. Siehe dazu die Darstellung in Figur 2h.
  • Eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Ausbildung einer Entladung erhält man in einem Bereich, wo sich möglichst hohe elektrische Feldstärken an der inneren Elektrode 18 ergeben. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass ein möglichst geringer Abstand zwischen externer Elektrode 32 und interner Elektrode 18 besteht. Für eine möglichst hohe Intensität der vom UV-Enhancer erzeugten UV-Strahlung ist es vorteilhaft, möglichst viele Orte bereitzustellen, an denen eine derartige Bedingung erfüllt ist. Daher sind möglichst viele Berührungspunkte der inneren Elektrode 18 zur Seitenwand 13, und zwar möglichst in Höhe der externen Elektrode 32, wünschenswert.
  • Figur 3a zeigt die Ausführungsbeispiele der Figur 2a und 2b in Draufsicht. Die Breite B der Folie beträgt bevorzugt 40 bis 80% des Innendurchmessers des Behälters 12.
  • Figur 3b zeigt die Ausführungsbeispiele der Figur 2c und 2d in Draufsicht. Die Breite B der Folie beträgt bevorzugt 40 bis 80% des Innendurchmessers des Behälters 12. Die Äste 20 sind dabei insbesondere unsymmetrisch aus der Folie geschnitten, so dass ihre Breite B1 und B2 sich um wenigstens 20% unterscheidet. Dabei gilt B = B1+B2.
  • Für die Ausführungsbeispiele gemäß Figur 2a und 2b erhält man vier Punkte, an denen die folienartige Elektrode 18 der Seitenwand 13 besonders nahe kommt oder diese sogar berührt. Für die Ausführungsbeispiele gemäß Figur 2c und 2d sind dies zwei Punkte.
  • Typisch wird als Elektrode eine Folie aus Molybdän verwendet, die insbesondere mit die Elektronenaustrittsarbeit erniedrigenden Substanzen dotiert ist. Insbesondere eignet sich dazu ein Oxid von Yttrium, Cer oder Lanthan. Konkrete Ausführungsbeispiele sind eine Dotierung mit 0,5 bis 0,7 Gew.-% Y2O3, gemischte Oxide Ce2O3/Y2O3 oder sogar Mischungen Ce2O3/Y2O3/La2O3 verwendet werden.
  • Zusätzlich kann die Mo-Folie zur Erniedrigung der Zündspannung mit metallischen Legierungen, die insbesondere mindestens ein Element aus der Gruppe Ru, Ti, Ta, Nb, enthalten, oder mit keramischen Schichten, die insbesondere aus der Gruppe Nitride, Oxide, Silizide ausgewählt sind, oder auch mit anderen leicht ionisierbaren Materialien, insbesondere Wolframmaterial mit sehr hohem Kaliumgehalt, etc., beschichtet werden.
  • Außerdem hat es sich als vorteilhaft erweisen, zumindest einen Teil der Folie im Innenraum aufzurauhen, insbesondere durch Sandstrahlen. Dies verbessert die Zündfähigkeit aufgrund der dadurch erzeugten Mikrospitzen.
  • Während herkömmliche UV-Enhancer üblicherweise eine Zündspannung von typisch 3,5 kV erfordern, kann eine erfindungsgemäße Ausführungsform die Zündspannung auf Werte von typisch bis herab zu 1 kV absenken.
  • Füllungen mit halogenidhaltigen Füllgasen, insbesondere Edelgase mit Halogen verhindern eine Schwärzung über die Lebensdauer. Sie erhöhen außerdem den Anteil der Excimer-Strahlung. Konkrete beispiele sind Argon mit C12 oder Br2 oder J2. es reicht aber auch reines Argon als Füllgas. Es kann insbesondere ein halogenidhaltiger Zusatz wie Dibrommethan (DBM) verwendet werden. Ein konkretes Beispiel ist Argon mit einem Zusatz von 2000 bis 10000 ppm DBM.

Claims (4)

  1. Hochdruckentladungslampe (1) mit Zündhilfe, mit einem Entladungsgefäß (2), das in einem Außenkolben (3) untergebracht ist, wobei als Zündhilfe ein UV-Enhancer (10) im Außenkolben (3) untergebracht ist, wobei der UV-Enhancer (10) einen UV-transparenten dosenartigen Behälter (12) mit Innenwand und Stirnseite und Längsachse aufweist, wobei der Behälter (12) mit seiner Innenwand einen Hohlraum (17) umschließt, der mit einem Gas gefüllt ist, das UV-Strahlung abstrahlen kann, wobei im Hohlraum (17) eine innere gebogene Elektrode, die eine folienartige Elektrode (18) mit Federwirkung ist und mindestens eine Biegung oder einen Knick aufweist, so untergebracht ist, dass eine Biegung oder ein Knick möglichst der Innenwand des Behälters (12) nahekommt, und wobei eine externe Elektrode (9) außen in der Nähe des Behälters (12) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Folie die Länge des Hohlraums (17) übersteigt, wobei ein freies Ende der Elektrode (18) entweder zurückgebogen gegen die Längsachse ist oder in einer Frontfläche des Behälters (12) fixiert ist.
  2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 mit dem genannten zurückgebogenen freien Ende der Elektrode (18), weiter dadurch gekennzeichnet, dass die folienartige Elektrode (18) an ihrem freien Ende in mehrere Äste (20) aufgespaltet ist, die wieder zurückgebogen sind.
  3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Elektrode (9) am Behälter (12) in Höhe mindestens einer Biegung oder eines Knicks anliegt.
  4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (12) zylindrisch ist.
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