DE3923589A1 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslam­ pe, insbesondere Höchstdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hochdruckentladungslampen mit einer Edelgas- sowie evtl. Quecksilber- und Metallhalogenidfüllung und insbesondere Höchstdruckentladungslampen besitzen meist lange Kolbenhälse, in die die Schäfte der Elektroden eingeschmolzen sind. Die langen Kolben­ hälse ermöglichen es, die Dichtungsfolien für die Elektrodenschäfte möglichst weit entfernt vom Entladungsbogen zu plazieren, um Abdichtungsproble­ me an den Dichtungsfolien durch die Wärme des Entladungsbogen zu vermeiden. Im Bereich zwischen Dichtungsfolie und Einschmelzende in Richtung Entladungsbogen darf das Quarzglas des Kolbenhalses den Elektrodenschaft beim maschinellen Einschmelz­ vorgang nicht berühren und dort haften bleiben. Wird dies nicht beachtet, können durch die unter­ schiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des anhaften­ den Quarzglases und des Wolframschaftes Sprünge oder Risse entstehen, die im Laufe der Brenndauer zu einem Ausfall der Lampen führen, wenn die aus­ dehnende Elektrode das Quarzglas im Schaftbereich sprengt. Um dies zu vermeiden, wird daher die Einschmelzung der Elektroden bei diesen Lampen von Hand vorgenommen.

Aus der US-PS 37 42 283 ist bekannt, die Elektro­ denschäfte im Bereich der Quetschung mit konzentri­ schen Röhren aus Cermet, einer Schmelzverbindung aus pulverförmigem Metall und Quarzglas, zu umge­ ben, um Spannungen im Bereich der Quetschungen klein zu halten. Die Röhren besitzen einen Ausdeh­ nungskoeffizienten, der zwischen dem des Quarzes und dem des metallischen Elektrodenschaftes liegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, eine Hochdruckentladungslampe zu schaffen, bei der eine Bildung von Rissen im Bereich der Kolbenhälse durch anfallendes Quarzglas vermieden wird.

Die Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merk­ male sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im Bereich der Kolbenhälse zwischen Dichtungsfolie und Einschmelzende kann das Quarzglas jetzt ledig­ lich den erfindungsgemäßen Schlauch aus feinen Quarzfasern berühren. Aufgrund der Elastizität und der geringen Wärmeleitfähigkeit des Schlauches - bedingt durch die Gewebestruktur - kommt es zu keinem schädlichen Klebeeffekt zwischen Quarz und Gewebeschlauch mehr.

Der Gewebeschlauch erlaubt außerdem den Einsatz von Zentrierrollen bei der Herstellung der Lampe, um die Elektroden axial zur Drehachse der Einschmelz­ maschine auszurichten. Diese maschinelle Ausrich­ tung war bisher nicht möglich, da hierbei leicht das Quarzglas am Elektrodenschaft haften blieb. Die Ausrichtung erfolgte daher bisher von Hand, um das bei der Ausrichtung evtl. an den Elektrodenschaft anfallende Quarz sofort wieder entfernen zu können.

Untersuchungen mit Quarzschläuchen verschiedener Dicken und Längen haben ergeben, daß für einen guten Klebeschutz der Quarzschlauch mit seinem einen Ende bis an die Dichtungsfolie reichen und sein anderes Ende mit dem Ende der Einschmelzung in Richtung Entladungsraum zusammenfallen sollte. Optimale Bedingungen ergeben sich, wenn der Gewebe­ schlauch bis mindestens 0,5 mm vor das Einschmel­ zende reicht und nicht mehr als 0,5 mm über das Einschmelzende hinausragt. Der Gewebeschlauch sollte dabei einen Innendurchmesser besitzen, der mindestens dem Außendurchmesser des Elektroden­ schaftes entspricht und höchstens 0,5 mm größer als dieser ist. Vorzugsweise besitzt der Gewebeschlauch eine Wandstärke, die zwischen 0,3 und 2 mm liegt.

Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Figur näher veranschaulicht.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Quecksilber­ dampf-Höchstdruckentladungslampe mit 200 W Lei­ stungsaufnahme, bei der der für die Erfindung wesentliche Teil der Lampe aufgeschnitten ist. Sie kann sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom betrieben werden. Der Entladungskolben 1 aus Quarz­ glas besitzt eine im wesentlichen ellipsoidförmige Gestalt. An den den Brennpunkten benachbarten Rundungen des Kolbens 1 ist je ein zylindrischer Kolbenhals 2, 3, ebenfalls aus Quarzglas, ange­ setzt. In diese beiden Kolbenhälse 2, 3 ist je ein Elektrodenschaft 4, 5 aus Wolfram über eine Molyb­ dändichtungsfolie 6, 7 gasdicht eingeschmolzen. Die Molybdändichtungsfolie 6, 7 ist andererseits mit einem Sockel 8, 9 vom Typ SFc 10-4 elektrisch verbunden, dessen Sockelhülse 10, 11 auf das freie Ende jedes Kolbenhalses 2, 3 aufgesteckt ist. Auf die Sockelhülse 10, 11 ist ein Gewindestift 12, 13 geschweißt, auf den wiederum eine Rändelmutter 14, 15 geschraubt ist. Die elektrische Verbindung mit dem Netz bzw. Vorschaltgerät wird durch Verbin­ dungskabel hergestellt, die zwischen Sockelhülse 10, 11 und Rändelmutter 14, 15 eingeklemmt werden.

Auf die beiden in den Entladungsraum 16 ragenden Elektrodenschäfte 4, 5 sind als Spitzen Wolframwen­ deln 17, 18 aufgewickelt. Für den Gleichstrombe­ trieb trägt der Schaft 4 der Kathode zusätzlich hinter der Wendelspitze 17 eine weitere auf den Schaft gewickelte Wendel 19 aus einem dünneren Wolframdraht. Sowohl der Elektrodenschaft 4 als auch die Molybdänschichtungsfolie 6 der Kathode sind länger als der Schaft 5 bzw. die Folie 7 der Anode. Dadurch ergibt sich auch, daß der Kolbenhals 2 für die Kathode länger als Kolbenhals 3 für die Anode ist. Der Bereich des Entladungskolbens 1 hinter der Anodenwendelspitze 18 ist mit einer reflektierenden Beschichtung 20 versehen.

Die beiden Elektrodenschäfte 4, 5 sind von einem flexiblen Schlauch 21, 22 aus geflochtenen Quarzfa­ sern umgeben. Die Quarzschläuche 21, 22 reichen mit ihrem einen Ende bis an die Dichtungsfolie. Das andere Ende des Schlauches 21, 22 reicht bis je­ weils 0,5 mm vor das Einschmelzende in Richtung Entladungsraum 16. Die beiden Schläuche 21, 22 besitzen einen Innendurchmesser von 1,6 mm und sind damit genauso groß wie der Außendurchmesser des jeweiligen Elektrodenschaftes 4, 5. Die Wandstärke der Schläuche beträgt 0,7 mm. Das Gewebe des Quarz­ schlauches besteht aus über 98% SiO₂, der Rest sind Spurenelemente aus Alkali- und Erdalkalioxi­ den.

Claims (7)

1. Hochdruckentladungslampe, insbesondere Höchst­ druckentladungslampe, mit einem im wesentlichen rotationssymmetrischen Entladungskolben (1) aus Quarzglas, der eine Füllung aus einem oder mehreren Edelgasen, evtl. Quecksilber sowie evtl. Metallha­ logeniden, besitzt und an dessen Enden in der Längsachse des Kolbens (1) je ein zylindrischer Kolbenhals (2, 3) angeordnet ist, in den jeweils über eine Dichtungsfolie (6, 7) der Schaft (4, 5) einer Elektrode gasdicht eingeschmolzen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schaft (4, 5) der Elektrode im Bereich zwischen der Dichtungsfolie (6, 7) und dem Einschmelzende des Kolbenhalses (2, 3) in Richtung Entladungsraum (16) von einem flexiblen Gewebeschlauch (21, 22) aus hochwärmebe­ ständigem, elektrisch-isolierenden, anorganischen Material umgeben ist.

2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gewebeschlauch (21, 22) aus Quarzfasern besteht.

3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gewebeschlauch (21, 22) mit seinem einen Ende bis an die Dichtungsfolie (6, 7) reicht.

4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gewebeschlauch (21, 22) mit seinem anderen Ende bis mindestens 0,5 mm vor das Einschmelzende in Richtung Entladungsraum (16) reicht.

5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gewebeschlauch (21, 22) mit seinem anderen Ende höchstens 0,5 mm über das Einschmelzende in Richtung Entladungsraum (16) hinausragt.

6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gewebeschlauch (21, 22) einen Innendurchmesser besitzt, der mindestens dem Außendurchmesser des Elektrodenschafts (4, 5) entspricht und höchstens 0,5 mm größer als der Außendurchmesser des Elektrodenschafts (4, 5) ist.

7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gewebeschlauch (21, 22) eine Wandstärke zwischen 0,3 und 2 mm besitzt.