CN110444465A

CN110444465A - 用于放电灯的电极，放电灯和用于制造电极的方法

Info

Publication number: CN110444465A
Application number: CN201910362990.6A
Authority: CN
Inventors: 玛丽亚·尼利乌斯
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2019-11-12
Also published as: JP2019194982A; KR20190126709A; DE102018206770A1; JP7337532B2

Abstract

本发明涉及一种电极(10a、10b、10c、10d)，具有：纵向延伸方向(L)；在纵向延伸方向上限定电极的电极台(12)；在纵向延伸方向上延伸的电极轴(A)；第一电极部段(14)，具有沿电极轴在电极台的方向上收缩的横截面。在此，第一电极部段具有表面(14a)和在表面中布置的多个凹进部(20)，其中，表面(14a)在沿电极轴(A)的横截面中与电极轴(A)合围成大于0°且小于90°的第一角度此外，相应的凹进部(20)相对于表面在相应的主延伸方向(H、H')上延伸，该主延伸方向与表面(14a)合围成与直角不同的相应的第二角度(β)，从而相应的凹进部(20)造型成在沿电极轴(A)的横截面中观察相对于表面(14a)的垂线是不对称的。

Description

用于放电灯的电极，放电灯和用于制造电极的方法

技术领域

本发明涉及一种用于放电灯的电极，其中电极具有纵向延伸方向和电极台，电极台将电极限定在其纵向延伸方向的一端处。此外，电极具有沿纵向延伸方向延伸的电极轴。另外，电极在纵向延伸方向上具有第一电极部段，该第一电极部段具有沿电极轴在电极台的方向上收缩的横截面。此外，第一电极部段具有表面和多个布置在表面中的凹进部，其中，相应的凹进部至少部分地围绕电极轴延伸，并且其中，表面在沿电极轴的横截面中与电极轴合围成大于0°且小于90°的第一角度。本发明还包括具有这种电极的放电灯和用于制造放电灯的电极的方法。

背景技术

本发明涉及用于放电灯、特别是用于直流放电灯的电极的领域，其例如应用于半导体工业的照明或电影放映机中。这种灯利用水银或氙等离子体工作，其在两个相对置的电极之间，即阳极和阴极之间产生，这两个电极由石英玻璃灯泡包围。在这些灯中的热负荷通常是非常大的，从而出现阳极和阴极的材料汽化，这些材料通常是由钨制成并可能含有添加物。由此通常会导致光功率减小，这取决于两点：其一，会出现电极的变形和回燃，这降低了灯在反射器中的光效率。其二，蒸发的材料可能凝结在灯的玻璃灯泡上，由此造成黑化，这也降低了光效率。

通过降低电极的温度，特别是在接近等离子体的尖端区域中的温度，现在可以减少变形和蒸发。因此，希望在灯运行期间降低电极温度。为此目的，例如可以将具有较高发射率的层涂覆到电极上。对此的实例是钨层，其例如在EP 1047109 B1中被披露，或者陶瓷层，其例如在US 8710743 B2中被披露。此外，阴极例如可以被结构化，例如，通过借助激光将沟槽垂直引入到表面中，其例如在JP 3838110 B2中被披露。由此，可以扩大表面积并且增加辐射。

这种沟槽为相应的凹进部，其相对于所限定的表面凹进。另外，电极例如可以具有柱形部段以及锥形部段，其中这样的锥形部段在电极台的方向上收缩，从而相应地，该锥形部段的表面在沿电极轴的横截面中与电极轴合围成0°与90°之间的角度。所描述的沟槽在此既可以被引入电极台附近的锥形部段中，也可以被引入电极的柱形部段的罩面上。

发明内容

本发明的目的是提供一种电极、放电灯和制造电极的方法，其能够在灯运行中最有效地降低电极温度。

该目的通过具有根据本发明的电极、放电灯和用于制造电极的方法来实现。

根据本发明的用于放电灯的电极具有纵向延伸方向和电极台，电极台将电极限定在其纵向延伸方向的一端处。此外，电极具有在纵向延伸方向上延伸的电极轴，其中电极在纵向延伸方向上还具有第一电极部段，该第一电极部段具有沿电极轴在电极台的方向上收缩的横截面。在此，第一电极部段具有表面和布置在表面中的多个凹进部，其中，相应的凹进部至少部分地围绕电极轴延伸。另外，该表面在沿电极轴的横截面中与电极轴合围成大于0°且小于90°的第一角度。此外，相应的凹进部相对于表面在相应的主延伸方向上延伸，该主延伸方向与表面合围成与直角不同的相应的第二角度，使得相应的凹进部造型成在沿电极轴的横截面中观察相对于表面的垂线是不对称的。

本发明基于以下认识：先前垂直于表面定向的结构刚好在电极的锥形部分中具有以下缺点，即通过吸收来自电弧的辐射而增加热输入。相反，如果多个形成结构化部的凹进部不垂直于表面倾斜，而是与表面成另一角度并且例如垂直于电极轴，则等离子体辐射有很大部分被反射，确切地说在灯泡的方向上被反射。这改善了灯的后部区域中的散热，即在保持元件和灯座的方向上的散热。因此，由于相应的凹进部在其主延伸方向上不与表面成直角地延伸，而是以第二角度延伸，使得相应的凹进部造型成相对于表面的垂线是不对称的，即，例如，相对于该垂线倾斜，那么通过由相应的凹进部提供的这种沟槽或者结构可以提供电极的明显更有效的冷却。此外，刚好在电极的锥形区域中，由于这种结构或凹进部还产生了进一步的优点，特别是相对于涂层来说，提高了热排放。在此，钨层仅能以非常不充分的程度排散热量。尽管陶瓷层在散热方面具有很大的优点，但它们的缺点是它们不像钨层那样温度稳定。特别是在电极尖端附近有临界温度，特别是高达2700摄氏度。因此，在阳极侧和阴极侧都有一尖端附近区域不应被涂有陶瓷，因为否则它在灯运行过程中会被分解或蒸发。此外，涂层组分可能在灯泡上凝结并在这里减少透射。当灯被点燃时也会出现涂层临界温度。如果涂层上形成几千摄氏度的热电弧，那么该涂层会被部分破坏，从而产生上述问题。结构化的表面，即具有凹进部的表面，有利地不显示出这种温度敏感性。由于电极的锥形部分通常布置得非常靠近电极台，因此在该电极部段中设置提供结构的凹进部是特别有利的。

第一电极部段的表面的垂线(相应的凹进部相对于该垂线造型成不对称的)可以被如此地定义，即该垂线穿过在表面的两个点之间的连线的中心点延伸，所涉及的凹进部的两侧的边缘点或者边界点在横截面中观察通过电极轴示出，其中该垂线还垂直于该连线。如果表面中的凹进部例如彼此直接相邻，则在每两个凹进部之间形成最大点，其限定了这种边缘点。在横截面中观察，第一电极部段的表面在部分上还仅由这种边缘点或边缘区域组成。主延伸方向可以例如被限定为，在穿过电极轴的横截面中观察，主延伸方向延伸穿过上面限定的在表面的两个点之间的连线的中心，这两个点为在穿过电极轴的横截面中观察的相应凹进部的两侧边缘点或边界点，并且主延伸方向延伸穿过在该横截面中观察的所涉及的凹进部的最小点，其中最小点为凹进部的距表面或上面限定的连线的距离最大的点或区域。此外，第一电极部段的该表面优选为锥形面。

电极通常可以构造成阴极或阳极。此外，电极优选地构造成围绕在纵向延伸方向上延伸的旋转轴旋转对称的。此外，有利的是，凹进部不仅在部分上围绕电极轴而是也完全围绕电极轴，例如呈环形。由此，由凹进部提供的增加的表面可以被最大化。

此外，电极或至少基体优选主要由钨形成，特别是基本上完全由钨形成。特别地，除了钨材料的可选掺杂(例如氧化钍、氧化镧、氧化锆、碳和/或钾)之外，电极或其基体可以完全由钨制成。例如，掺杂可小于2％。通过掺杂，例如可以增加电极的电子发射率。

此外，相应的凹进部造型成，使得在沿电极轴的横截面中观察，相应的主延伸方向从表面出发在电极轴的方向上以指向电极台的方向相对于表面的垂线倾斜。因此，例如，得到具有齿的类似锯齿的表面结构，其以远离电极台的方式倾斜。该结构对于等离子体辐射的反射来说特别有效。

在本发明的另一有利设计方案中，相应的主延伸方向以其理论上的延长部在沿电极轴的横截面中与电极轴合围成第三角度，其介于70°和110°之间，优选介于80°和100°之间。在此，已经证明围绕90°的区域是特别有利的，因此特别优选的是，该第三角度在85°与95°之间，更好的是88°与92°之间，特别优选的是90°。已经证明，当凹进部基本上垂直于电极轴延伸时，散热恰好是最佳的。因此，通过如此地构造垂直于电极轴延伸或者至少在接近直角的角度范围内延伸的凹进部，可以使散热特别高效。

在本发明的另一有利设计方案中，相应的凹进部具有第一侧翼面，该第一侧翼面从表面向凹进部的最小点延伸，例如直线或者弯曲地延伸，并且该第一侧翼面背向电极台，其中相应的凹进部还具有与相应的第一侧翼面相对的第二侧翼面，第二侧翼面从表面向相应的凹进部的相应的最小点延伸，并且第二侧翼面朝向电极台，其中，第一侧翼面在沿电极轴的横截面中从最小点到表面的相应的第一长度小于第二侧翼面在沿电极轴的横截面中从最小点到表面的相应的第二长度。在沿电极轴的横截面中观察，相应的凹进部因此可以例如锯齿状地延伸，例如之字形，其中，面向电极台的侧翼比背向电极台的侧翼更长，使得最终形成的凹进部或接片以远离电极台的方式倾斜。

特别地，最小点尤其为凹进部的在沿电极轴的横截面中距表面最远的点或区域。凹进部的最小点因此优选地形成围绕电极轴延伸的线或环绕区域。

如果第一长度与第二长度之比为最高0.9，则是特别有利的。如果该比例大于0.9，与垂直于表面取向的凹进部相比，等离子体辐射的吸收减少的优点仅略微增加。通过小于0.9的长度比，则可以特别有效地减少吸收。

此外，优选的是，第一长度与第二长度之比至少为0.6。由此，可以实现特别有效的热排放。这是由此决定的：在沟槽区域中两个相邻凹进部的两个侧翼面，即两个相邻凹进部的相互朝向的侧翼面，仍然彼此相对，由于由此形成的空腔引起的黑体辐射，基本上沟槽区域有助于增加热排放。因此，第一长度与第二长度之比越小，必须去除的材料越多，而在比例小于0.6时不会对排放表现产生进一步增加的积极影响。

在本发明的另一有利实施例中，相应的凹进部的第一和第二侧翼面在沿电极轴的横截面中直线地延伸并且在相应的凹进部的最小点处相交，其中，相应的凹进部的第一和第二侧翼面的角平分线在沿电极轴的横截面中在主延伸方向上延伸。因此，凹进部可以在一定程度上具有倾斜的之字形结构或在其横截面中设计成三角形的，其中，这些凹进部的主延伸方向此时由角平分线限定。特别是相对于沿电极轴的横截面观察而直线延伸的侧翼面可以在生产技术方面以特别简单的方式实现。然而，通常也可以想到其他造型。

此外，特别有利的是，在沿电极轴的横截面中，相应凹进部的宽度小于相应凹进部的第一侧翼面的第一长度，特别是其中宽度至多是第一长度的一半。当隆起的高度或在凹进部之间的对应深度明显比结构宽度更大，则可以有利地同样增加辐射，因为由此可以扩大表面。

然而，凹进部不一定必须尖锐地延伸到最小点中，而是也可以设计成或多或少倒圆的。因此，还可以设想，第一侧翼面区域在相应的凹进部的最小点中连续地过渡到第二侧翼面区域中，使得相应的凹进部在最小点的区域中具有倒圆。以相同的方式，这也可以适用于位于每两个相邻布置的凹进部之间的最大点。

在本发明的另一有利设计方案中，相应凹进部的相应的第一侧翼面区域直接连接凹进部的第二侧翼面区域。此外，相邻的凹进部可以直接相互连接。该设计方案具有很大的优点，即可以在尽可能小的表面上布置如此之多的凹进部，从而通过凹进部或通过由凹进部提供的表面结构化部可获得用于热辐射的最大可能表面。

但是在这里也可以想到其他设计方案。例如，还可以提出，相应的凹进部的相应的第一侧翼面区域在空间上与同一个或相邻的凹进部的第二侧翼面区域分开，并且通过特别是在沿电极轴的横截面中观察直线或者弯曲地延伸的表面部段与同一个或相邻凹进部的第二侧翼面区域连接。优选的是，该部段仍然尽可能短，例如，其最大与凹进部的宽度一样长，以便提供尽可能大的表面。

在本发明的另一有利设计方案中，电极具有第二电极部段，特别是柱形电极部段，其中，第一电极部段在纵向延伸方向上布置在第二电极部段与电极台之间。理论上，该第二电极部段也可以在其罩面上至少部分地具有相应的隆起或凹进部，然而由于后面还要描述的原因，这是不太优选的。

此外，优选的是，第一电极部段设计为锥形电极部段，即锥形或截锥形。在此，第一电极部段可以邻接第二电极部段并且邻接电极台。换而言之，电极台是锥形的第一电极部段的平截部或顶表面，而且，第一电极部段是电极的唯一的锥形电极部段。然而，这里也可以设想其他几何形状，这可能出于不同的工艺技术原因而是有意义的。例如，电极也可以具有多个，优选两个，锥形表面。换而言之，电极可以具有锥形的第三电极部段，该第三电极部段的张角与第一电极部段的由第一角度提供的张角不同，其中，第一电极部段布置在第二电极部段与第三电极部段之间，或者，第三电极部段布置在第二电极部段与第一电极部段之间。因此，电极可以具有多个锥形部段，这些锥形部段在它们的张角方面彼此不同。在本发明的框架下所描述的凹进部及其设计方案能够以相应的方式布置在这些多个锥形部段中的每一个上或者仅布置在这些锥形部分中的一个上。例如，可以提出，只有第一锥形电极部段具有所描述的凹进部，其中，该电极部段布置在柱形的第二电极部段与同样是锥形的第三电极部段之间。由此，例如可以为结构化部提供保护，其中，结构化部例如与其他灯部件连接。

此外，有利的是，第二电极部段至少在一个区域中具有用于增加热排放的陶瓷涂层。由此，可以进一步提高热排散。此外，陶瓷涂层在热排散方面例如比钨涂层更有效。此外，特别有利的是，陶瓷涂层例如设计成由基质层和嵌入到基质层中的颗粒构成的颗粒复合物涂层。提供基质层的物质例如可以由ZrO₂提供。嵌入的颗粒尤其适合是钨颗粒。特别优选地，陶瓷涂层的至少10个体积百分比由陶瓷物质形成，并且优选地，钨颗粒占涂层的2与40体积百分比之间。已证明这种涂层在提高热排放方面特别有效。除ZrO₂之外，其他物质也可以考虑作为基质材料。这些材料的熔点应尽可能高，优选大于2000摄氏度，特别优选大于2500摄氏度。此外，合适的材料类别是氧化物、氟化物、碳化物和氮化物，例如MgF₂，SiC或AIN。然而，ZrO₂已被证明特别适合用于氧化的基质层，因为它结合了高机械稳定性和高透明度。该基质为嵌入的钨颗粒的金属结构赋予稳定性。这可以通过添加Y₂U₃和/或MgO被进一步提高。替代地，基质层也可仅由Y₂U₃或MgO代替ZrO₂来组成。

陶瓷涂层恰恰在电极的柱形区域中具有特别大的优点，特别是对于设置结构化部或隆起的方案。首先，陶瓷涂层显然更便宜。然而，另外还可以提供更有效的电极冷却。此外，由于柱形电极部段明显比锥形电极部段更远离电极台，不会产生由于温度过高而损坏涂层的风险或至少显著降低这种风险。因此，优选的是，柱形电极部段的罩面的尽可能大的区域，例如第二电极部段的至少90％的表面都具有这种陶瓷涂层。

此外，因此还特别有利的是，如根据本发明的另一优选设计方案的情况一样，第二电极部段没有表面结构，即没有由激光引入的沟槽结构等，因为由此为陶瓷涂层提供了尽可能大的表面。

此外，本发明涉及一种放电灯，特别是一种高压放电灯，其具有根据本发明或其设计方案之一的电极。特别地，放电灯还可以具有两个根据本发明的电极或两个它们的设计方案，其中优选地，其中一个电极构造成阳极而另一个构造成阴极。

电极在此可以布置在放电灯的灯泡中，其中，该灯泡填充有气体混合物。此外，放电灯能够构造成与前文所述的灯一样。

例如，放电灯可以构造成氙短弧灯。这种灯，也称为欧司朗灯，通常可以构造成例如具有含惰性气体(如氩气，氙气，氪气)的气体混合物。欧司朗灯发出可见光波长范围内的光，并且例如用于经典和数字电影投影。然而，当放电灯构造成具有含水银的气体混合物的灯时，例如欧司朗灯，则是特别有利的。放电灯可以构造成例如水银短弧灯。这种灯至少部分地在UV范围内发光，并且可以例如用于半导体的光刻结构化。由于欧司朗灯通常位于比欧司朗灯高得多的价格段中，所以使用根据本发明的寿命被提高的电极或其设计方案之一在这里是特别有利的。

此外，本发明还涉及一种制造用于放电灯的电极的方法，其中提供电极基体，该电极基体具有纵向延伸方向和电极台，电极台将电极限定在其纵向延伸方向上的一端处。另外，电极基体具有在纵向延伸方向上延伸的电极轴和沿纵向延伸方向的第一电极部段，该第一电极部段具有沿电极轴在电极台的方向上收缩的横截面。此外，第一电极部段具有以下表面，其在沿电极轴的横截面中与电极轴合围成大于0°且小于90°的第一角度，并且借助于激光将多个凹进部引入到该表面中，使得相应的凹进部至少部分地围绕电极轴延伸。此外，相应的凹进部利用主延伸方向以相对于表面的第二角度被引入，所述第二角度与直角不同，使得相应的凹进部造型成在沿电极轴的横截面中观察相对于至表面的垂线是不对称的。

对于根据本发明的电极及其设计方案所提到的优点以相同的方式适用于根据本发明的放电灯和根据本发明的制造方法。另外，结合根据本发明的电极及其设计方案所提到的主题特征使得通过进一步的方法步骤能够改进根据本发明的制造方法。

特别优选地，借助超短脉冲激光在电极基体的表面中产生凹进部。在随后的步骤中，或者预先通过合适的涂覆方法，例如通过烧结，可以将可选的陶瓷涂层涂覆到电极的柱形部段上。

附图说明

本发明的其他优点，特征和细节从以下对优选实施例的描述来得出以及根据附图来得出。在此示出：

图1是根据本发明的实施例的用于放电灯的电极的示意图；

图2是根据本发明的实施例的图1所示电极在沿电极轴的横截面中的示意图；

图3是根据本发明实施例的图1所示电极的锥形电极部段在沿电极轴的横截面中的示意图；

图4是根据本发明的另一实施例的、在侧视图中具有两个锥形部段的电极的示意图；

图5是根据本发明的实施例的图4所示电极在沿电极轴的横截面中的示意图；

图6是根据本发明的实施例的图4所示电极的锥形区域之一的示意性细节图；

图7是根据本发明的实施例的放电灯的示意图；以及

图8是两种不同放电灯的随燃烧时长变化的光强的对比图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的电极10a的示意图。图2再次在沿电极轴A的横截面中示出了电极10a。在此，电极10a在纵向延伸方向L上延伸并且具有电极台12，电极台将电极限定在其纵向延伸方向L的一端处。电极轴A平行于纵向延伸方向L延伸。优选地，电极10a构造成关于电极轴A旋转对称的。在该实例中，电极具有锥形的第一电极部段14以及柱形的第二电极部段16。在此，锥形电极部段14在纵向延伸方向L上直接邻接柱形电极部段16，其中，电极台12也在纵向延伸方向L上直接邻接锥形电极部段14。在此，锥形电极部段14的锥形表面14a(见图3)与电极轴A合围成角度该角度大于0°且小于90°。

为了改善热排散，电极10a有利地具有沟槽结构18，沟槽结构由多个凹进部20形成(参见图3)。例如，电极10a在锥形电极部段14中具有该沟槽结构，并且优选地不在柱形电极部段16中，尽管原则上这是可行的。柱形电极部段在本实例中在纵向延伸方向L上以第一子长度l1和第二子长度l2延伸，在柱形电极部段16的区域中，例如可以布置用于增加热排放的涂层，特别是陶瓷涂层，例如具有由ZrO₂构成的基质的涂层，其中嵌入有钨颗粒。

现在，参考图3描述锥形电极部段14中的沟槽结构20。在此，图3示出了锥形电极部段14的示意性横截面图。锥形电极部段14具有锥形表面，即表面14a，其具有形成沟槽结构18并布置在表面14a中的多个凹进部20，为清楚起见，其中仅两个凹进部设置有参考标号。因此，在每两个凹进部20之间形成有相对于理论上平行于表面14a延伸的底面14b的相应的隆起21，其中，底面14b在所示的横截面中延伸穿过凹进部20的相应最小点N，该底面实际上没有理想的锥形面，因为由制造公差决定了凹进部20不是等深的。该沟槽结构18在此通过短脉冲激光(Kurzzeitlasern)引入到表面14a中，该表面最初沿着虚线示出的线作为锥形表面的锥形延续，其直接连接到电极台12。该初始表面14a最后为图3中所示的包络线和凹进部20的相应最大点M或隆起21。这些隆起21现在分别在主延伸方向H'上远离底面14b延伸，或换而言之，相应的凹进部从表面14a沿主延伸方向H向电极轴A延伸，其中主延伸方向H、H'平行地延伸。有利地，现在，相应的主延伸方向H、H'与表面14a分别合围成与直角不同的相应的第二角度β，使得隆起21相对于表面14a的垂线以远离电极台12的方式倾斜。特别地，在该实例中，相应的主延伸方向H、H'被定向成使得它们与电极轴A合围成直角，这在此也用γ表示。通常，该角度γ可以在70°与110°之间，优选地在80°与100°之间，并且更优选地在88°与92°之间。

与其中这些沟槽垂直于表面14a定向的结构相比，这种沟槽结构18具有很大优点：放电弧在具有这种电极10a的放电灯的运行中在相应的电极台12之间延伸，从而由于该放电弧而输入的热量被显著降低，因为较大部分的辐射被沟槽结构18反射而不被吸收。

此外，相应的凹进部20具有背向电极台12并且从最大点M延伸到底面14b或从表面14a延伸到最小点N的第一侧翼面F1，其在沿电极轴A的横截面中具有从最大点M到底面14b的长度，其被标记为T1。此外，相应的凹进部20具有对应的第二侧翼面F2，其面向电极台12并且同样从凹进部20的相应的最大点M延伸到底面14b或从表面14a延伸到最小点N且在沿电极轴A的横截面中具有从最大点M到底面14b的长度，其被标记为T2。在该实例中，沟槽结构18构造成锯齿状的之字形结构，使得在沿电极轴A的横截面中，相应的侧翼面F1、F2直线地延伸并且在两个相邻的凹进部20的最大点M处相交。此外，凹进部20被构造使得角平分线W沿主延伸方向H、H'延伸并且进而同样垂直于电极轴A延伸，其中该角平分线在所示的横截面中将两个侧翼面F1、F2之间的角度平分。因此在相应的侧翼面F1和F2与角平分线W之间的所示角度α1和α2大小相等。此外，已证明特别有利的是，第一侧翼面F1的长度T1与第二侧翼面F2的第二长度T2之比在0.6与0.9之间。如果该比例明显大于0.9，则降低等离子体辐射吸收的优点明显不太显著。此外，在沟槽区域中两个支腿，即相应的侧翼面F1，F2仍然彼此相对，即显然对长度T1有贡献，由于沟槽区域有助于提高热排放，那么有利的是，上述比例也大于0.6。否则，就必须去除更多的材料而也没有对排放表现产生积极影响。

此外，长度比T1比T2可以根据角度α1或α2以及计算如下：

另外，已经证明有利的是，相应的凹进部20的长宽比也具有一确定的最小尺寸。例如，如图3所示，相应的凹进部20的宽度B可以被定义，确切地说作为侧翼面F1、F2的相应与最大点M相对的端部到角平分线W的垂直距离之和。这些距离分别被标记为B1和B2。特别地，第一侧翼面F1的第一长度T1与宽度B之比至少为2，是特别有利的。

另外，第一侧翼面F1的第一长度T1与宽度B之比可以根据角度α1(其等于角度α2)和计算如下：

下表说明了角度α1或α2和的各种可能组合，以及得到的比T1/T2和T1/B：

长度T2优选地在0.2mm至1.2mm的范围内，优选地在0.5mm至1mm的范围内。根据上述关系给出第一长度T1和宽度B的优选范围。

所描述的结构化部或沟槽结构18能够以相应的方式用于其法线不垂直于电极轴A定向的任何表面，即特别是也适用于存在多于一个这种锥形表面的情况，例如图4和图5所示。

图4在此示出了根据本发明的另一实施例的电极10b的示意图，并且图5示出了图4所示电极的沿电极轴A的横截面。在该实例中，电极10b又具有柱形电极部段16、在纵向延伸方向L上连接有第一锥形部段14、以及其也连接有另一锥形部段22。电极台12又在纵向延伸方向L上连接到该另一锥形部段22。这两个锥形部段14、22现在与电极轴1合围成两个不同的角度在这两个锥形部段14、22中，又可以布置相应的沟槽结构18，如图3所示。在该实例中，这种沟槽结构18仅设置在中心的锥形部段14中，该中心锥形部段布置在柱形电极部段16与另一锥形部段22之间。这在图6中再次以细节图示出。提供该沟槽结构18的相应凹进部20又在相应的主延伸方向H上延伸，该主延伸方向对应于前面所定义的相应的角平分线W并且垂直于电极轴A。出于不同的工艺技术原因，这种几何形状是有意义的，例如在与另外的灯部件连接时保护结构化部18。

关于凹进部20的造型及其相对彼此的布置，存在许多其他有利的可行实施方式。例如，凹进部20不必直接相互连接，而是例如也可以通过圆形或直的中间件彼此分开。

图7示出了放电灯24的示意图，该放电灯在该实例中以短弧技术构造为高压放电灯。放电灯24还具有根据本发明的实施例的两个电极10c、10d，其中一个构造成阳极10c，并且另一个构造成阴极10d。在此，构造成如图1至图6所描述的阴极10d和/或阳极10c。阳极10c另外在其造型上与阴极10d不同，如从图7可见。特别地，阳极10c优选地具有垂直于其电极轴A的较大直径，其优选地在1与4厘米之间的范围内，而阴极10d具有垂直于对应的电极轴A的较小直径，其优选地在小于或最大3厘米的范围内。

此外，放电灯24具有：用于这种灯的诸如放电容器26的常规部件；放电腔28，其填充有气体混合物并且其中布置有电极10c，10d；以及其它部件。放电容器26可以例如由相应的玻璃灯泡提供。填充放电腔28的气体混合物可包含例如水银和/或一种或多种惰性气体，例如氩气，氙气，氪气。此外，相应的电极10c、10d具有彼此朝向的相应的电极台12，其中阳极10c和阴极10d还彼此同轴布置，使得它们的相应电极轴A位于一条直线上。

图8为两个放电灯示出了随燃烧时长t变化的光强I的对比图，其中根据本发明的第一实施例的第一放电灯28的光强变化曲线标记为I1，并且根据本发明的第二实施例的第二放电灯28的光强变化曲线标记为I2。在此，这两个放电灯28都以13.5kW的功率运行。而且，这两个放电灯分别具有电极10a，电极具有锥形电极部段14，其如上所述地被构造为具有凹进部20。在该实例中，在沿电极轴A的横截面中，相应的侧翼面F1、F2的长度T1、T2是T2＝0.8mm并且T1＝0.5mm，并且如上针对图3所限定的那样，宽度B是0.16mm，尤其是其中，在横截面中，相应的侧翼面T1、T2的背向凹进部20的最大点M的相应端部到角平分线具有0.06和0.1的相应距离。

另外，相应的电极10a具有柱形电极部段16。第一放电灯对应于第一光强变化曲线I1，在第一放电灯28的电极10a的罩面区域中，涂覆有陶瓷浆料以增加热排放，陶瓷浆料含有ZrO₂作为主要成分，但该电极10a的柱形电极部段16的罩面区域不具有结构化部。第二放电灯的电极10a的柱形电极部段16对应于第二光强变化曲线I2，相反，该柱形电极部段具有长度T1＝T2＝0.8mm且宽度B为0.2mm的沟槽，沟槽在柱形电极部段16的区域中以l1＝15mm的区域长度沿纵向延伸方向L布置，以及在该柱形电极部段16的在纵向延伸方向L上的另一区域中具有上述的陶瓷浆料。如果在燃烧时长t的过程中比较光强I，则可以看出，罩面没有结构化部的第一放电灯28比罩面具有结构化部的第二放电灯28劣化得少。因此，特别有利的是，并且因此优选的是，柱形电极部段16没有结构化部而是具有陶瓷涂层以增加热排放，这也显著降低了制造成本。

总之，因此提供了一种电极、放电灯和制造方法，它们使得通过在一个或多个锥形区域中设置基本垂直于电极轴A延伸的结构化部能够显著改善了热排散并因此提高了放电灯的寿命。

参考标号列表

10a 电极

10b 电极

10c 阳极

10d 阴极

12 电极台

14 锥形电极部段

14a 表面

14b 底面

16 柱形电极部段

18 凹进部结构

20 凹进部

21 隆起

22 另一锥形电极部段

24 放电灯

26 放电容器

28 放电腔

A 电极轴

B 凹进部的宽度

B1 距离

B2 距离

F1 第一侧翼面

F2 第二侧翼面

H 凹进部的主延伸方向

H' 隆起的主延伸方向

I 光强

I1 光强变化曲线

I2 光强变化曲线

L 纵向延伸方向

l1 柱形电极部段的第一长度

l2 柱形电极部段的长度为秒

M 最大点

N 最小点

T1 第一侧翼区域的第一长度

T2 第二侧翼区域的第二长度

t 燃烧时长

W 角平分线

α 角度

β 角度

γ 角度

角度

角度。

Claims

1.一种用于放电灯的电极(10a、10b、10c、10d)，

其中，所述电极(10a、10b、10c、10d)具有纵向延伸方向(L)；

其中，所述电极(10a、10b、10c、10d)具有电极台(12)，所述电极台将所述电极(10a、10b、10c、10d)限定在所述电极的纵向延伸方向(L)的一端处；

其中，所述电极(10a、10b、10c、10d)具有在所述纵向延伸方向(L)上延伸的电极轴(A)；

其中，所述电极(10a、10b、10c、10d)在所述纵向延伸方向(L)上具有第一电极部段(14)，所述第一电极部段具有沿着所述电极轴(A)在所述电极台(12)的方向上收缩的横截面；

其中，所述第一电极部段(14)具有表面(14a)和布置在所述表面(14a)中的多个凹进部；

其中，相应的所述凹进部至少部分地围绕所述电极轴(A)延伸；以及

其中，所述表面(14a)在沿所述电极轴(A)的横截面中与所述电极轴(A)合围成大于0°且小于90°的第一角度

其特征在于，

相应的所述凹进部(20)相关于所述表面(14a)在相应的主延伸方向(H、H')上延伸，所述主延伸方向与所述表面(14a)合围成与直角不同的相应的第二角度(β)，从而相应的所述凹进部造型成在沿所述电极轴(A)的横截面中观察相对于所述表面(14a)的垂线是不对称的。

2.根据权利要求1所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，相应的所述凹进部造型成，使得在沿所述电极轴(A)的所述横截面中观察，相应的所述主延伸方向(H、H')在所述电极轴(A)的方向上从所述表面(14a)出发在指向所述电极台(12)的方向上相对于所述表面(14a)的垂线是倾斜的。

3.根据权利要求1所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，相应的所述主延伸方向(H、H')以所述主延伸方向的理论延长部在沿所述电极轴(A)的横截面中与所述电极轴(A)合围成第三角度(γ)，所述第三角度介于70°与110°之间。

4.根据权利要求3所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于,所述第三角度介于80°与100°之间。

5.根据权利要求3所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于,所述第三角度为90°。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，相应的所述凹进部(20)具有第一侧翼面(F1)，所述第一侧翼面从所述表面(14a)向所述凹进部(20)的最小点(N)延伸，并且所述第一侧翼面背向所述电极台(12)，并且其中，相应的所述凹进部(20)具有与相应的所述第一侧翼面(F1)相对的第二侧翼面(F2)，所述第二侧翼面从所述表面(14a)向相应的所述凹进部的相应的所述最小点(N)延伸，并且所述第二侧翼面朝向所述电极台(12)，其中，所述第一侧翼面(F1)在沿所述电极轴的横截面中从所述最小点(N)到所述表面(14a)的相应的第一长度(T1)小于所述第二侧翼面(F2)在沿所述电极轴(A)的横截面中从所述最小点(N)到所述表面(14a)的相应的第二长度(T2)。

7.根据权利要求6所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，所述第一长度与所述第二长度之比为最高0.9和/或至少0.6。

8.根据权利要求6所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，相应的所述凹进部(20)的所述第一侧翼面(F1)和所述第二侧翼面(F2)在沿所述电极轴(A)的横截面中呈直线延伸并且在相应的所述凹进部(20)的所述最小点(N)处相交，并且其中，相应的所述凹进部(20)的所述第一侧翼面(F1)和所述第二侧翼面(F2)的角平分线(W)在沿着所述电极轴(A)的横截面中在所述主延伸方向(H，H')上延伸。

9.根据权利要求6所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，在沿所述电极轴(A)的横截面中，相应的所述凹进部(20)的宽度(B)小于相应的所述凹进部(20)的所述第一侧翼面(F1)的所述第一长度(T1)。

10.根据权利要求9所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，所述宽度(B)至多是所述第一长度(T1)的一半。

11.根据权利要求6所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，相应的所述凹进部(20)的相应的所述第一侧翼面(F1)直接连接到相应的所述凹进部(20)的所述第二侧翼面(F2)。

12.根据权利要求6所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，相应的所述凹进部(20)的相应的所述第一侧翼面(F1)与所述凹进部(20)的所述第二侧翼面(F2)在空间上分开并且通过一部段与所述第二侧翼面(F2)连接。

13.根据权利要求12所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，该部段在沿所述电极轴(A)横截面中呈直线延伸。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，所述电极(10a、10b、10c、10d)具有第二电极部段(16)，其中，所述第一电极部段(14)在所述纵向延伸方向(L)上布置在所述第二电极部段(16)与所述电极台(12)之间。

15.根据权利要求14所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，所述第二电极部段是柱形电极部段。

16.根据权利要求14的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，

所述第一电极部段(14)设计为锥形电极部段，并且其中

所述第一电极部段(14)邻接所述第二电极部段(16)并且邻接所述电极台(12)；或者

其中，所述电极(10a、10b、10c、10d)具有锥形的第三电极部段(22)，所述第三电极部段具有张角所述张角与所述第一电极部段(14)的通过所述第一角度来提供的张角不同，其中，所述第一电极部段(14)布置在所述第二电极部段(16)与所述第三电极部段(22)之间，或者所述第三电极部段(22)布置在所述第二电极部段(16)与所述第一电极部段(14)之间。

17.根据权利要求14所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，所述第二电极部段(16)在至少一个区域中具有用于增加热辐射的陶瓷涂层。

18.根据权利要求17所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，所述至少一个区域提供所述第二电极部段(16)的至少90％的表面。

19.根据权利要求14所述的电极(10a、10b、10c、10d)，其特征在于，所述第二电极部段没有表面结构(18)。

20.一种放电灯(28)，具有根据前述权利要求中任一项所述的电极(10a、10b、10c、10d)。

21.根据权利要求20所述的放电灯(28)，其特征在于，所述放电灯是高压放电灯。

22.一种用于制造放电灯(28)的电极(10a、10b、10c、10d)的方法，其中，提供电极基体，

所述电极基体具有纵向延伸方向(L)；

所述电极基体具有电极台(12)，所述电极台将所述电极(10a、10b、10c、10d)限定在所述电极的纵向延伸方向(L)上的一个端部处；

所述电极基体具有在所述纵向延伸方向(L)上延伸的电极轴(A)；

所述电极基体在所述纵向延伸方向(L)上具有第一电极部段(14)，所述第一电极部段具有沿所述电极轴(A)在所述电极台(12)的方向上收缩的横截面；

其中，所述第一电极部段(14)具有表面(14a)，所述表面在沿所述电极轴(A)的横截面中与所述电极轴(A)合围成大于0°并小于90°的第一角度并且借助于激光在所述表面中引入多个凹进部(20)，使得相应的所述凹进部至少部分地围绕所述电极轴(A)延伸；

其特征在于，

相应的所述凹进部利用主延伸方向(H、H')以相对于所述表面(14a)的第二角度(β)被引入，所述第二角度与直角不同，从而相应的所述凹进部造型成在沿所述电极轴(A)的横截面中观察相对于至所述表面(14a)的垂线是不对称的。