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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Hochdruckentladungslampen
sind mit keramischem Entladungsgefäß ausgestattet.
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Stand der Technik
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Die
DE-A 26 39 478 offenbart
eine Hochdruckentladungslampe, bei der ein Elektrodensystem in die Kapillare
eines keramischen Entladungsgefäßes eingesetzt
ist. Dabei wird ein Stopfen aus TiB2 oder auch ZrB verwendet.
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Aus
der
EP 528 428 ist ein
Stopfen bekannt, der eine Mischkeramik TiB2/Al
2O
3 oder ZrB2/Al
2O
3 verwendet.
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Nachteilig
ist, dass diese Boride nicht ausreichend beständig gegen
Halogenide und auch gegen SiO2 im Glaslot sind.
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US 6,232,718 B1 zeigt
eine Hochdruckentladungslampe mit keramischem Gefäß.
Sie besitzt eine Stromdurchführung, die aus einer TiN Keramik
besteht. Durch Zusatzstoffe ist der Ausdehnungskoeffizient der Stromdurchführung
an das Lampengefäß angepasst.
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Außer
Acht gelassen wurde jedoch, dass bei gesinterten Keramikgefäßen
(im Gegensatz zu den ausgeführten Glasvarianten) ein erheblicher
Aufwand darin besteht, die Lampe kostengünstig zu füllen
und zu verschließen. Auch ist das Problem der Kontaktierung
der spröden Keramik zu lösen. TiN oxidiert an
Luft bei erhöhter Temperatur und ist deshalb nur mit Hüllgefäß verwendbar.
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US 4,687,969 zeigt HID-Lampen,
die durch elektrisch leitende Elemente aus Wolframborid, Al2O3-Wolfram
oder Molybdän Cermet abgeschlossen werden. In diese Elemente
werden die Elektroden und Kontaktierungen eingesintert. Das Füllen
und Verschliefen der Lampe geschieht durch Einlöten eines
der Stopfen.
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Nachteilig
bei dieser Lösung ist, dass die Elektrode beim Sintern
durch ausgasende Hilfsstoffe verunreinigt bzw. beschädigt
werden kann. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, dass die keramischen
Elemente spröde sind und einen anderen Wärme-Ausdehnungskoeffizienten
als die Elektrode besitzen. Gerade der oft mechanisch belastete äußere
Kontakt kann deshalb ausbrechen, weil kein elastisch verformbares
Element vorhanden ist.
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US 5,424,609 offenbart eine
Hochdruckentladungslampe mit einer Stromdurchführung, die
u. a. aus Siliziden, Karbiden oder Nitriden von u. a. Wolfram und
Molybdän als Halogenid beständigem Teil der Stromdurchführung
besteht.
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Die
Bauweise dieser Lampen verhindert jedoch einen kompakten Lampenaufbau.
Zusätzlich verhindert der metallische Tei der Stromdurchführung
z. B. einen Einsatz ohne Hüllkolben.
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US 4,366,410 präsentiert
eine Hochdruckentladungslampe mit Stromdurchführungen aus
den Verbindungen MoV, MoTi und MoCr. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Stromdurchführungen entsprechen im Wesentlichen dem
des Lampengefäßes.
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Nachteile
dieser Ausführung sind u. a., dass der letzte Fertigungsschritt
bei der Herstellung der vorgestellten Lampenausführungen
nur durch das Einföten der Stromdurchführung mit
Elektrode erfolgen kann. Bei diesem Vorgang wird einerseits relativ
viel Wärme in das halbfertige Lampengefäß eingebracht.
Dies kompliziert die Fertigung der bereits gefüllten Lampen.
Andererseits bestimmt die genaue Lage der Elektrode und der Stromdurchführung
auch die Arbeitsparameter der Lampe. Die Verlötung präzise
durchzuführen verteuert ebenfalls die Herstellung der Lampen.
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WO 00/34980 lehrt eine
Hochdruckentladungslampe mit Stromdurchführungen aus den
Verbindungen MoB, WSi2, Mo5Si3, W5Si3 und Mo3Al. Die Stromdurchführungen
besitzen etwa den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses
und werden eingelötet.
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Hierbei
entstehen grundsätzlich die gleichen Probleme wie bei
US 4,366,410 . Auch werden
die elektrischen Kontakte im Hüllgefäß direkt
an die teilweise sehr spröden Stromdurchführungen
angeschweißt. Die Folge können mechanische Spannungen
in der Stromdurchführung und der Schweißstelle
sein, die hervorgerufen werden durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung
des Innen- und Außengefäßes. Dies kann
zum frühzeitigen Ausfall der Lampe führen.
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US 6,495,959 offenbart eine
Entladungslampe, die aufgelötete Stromdurchführungen
aus einem mehrkomponentigen Cermet besitzt. Die Keramik-Metall-Verbindung
besteht u. a. aus einer Keramik und Metallen wie Molybdän.
Die Mischung der mehr als zwei Komponenten erzielt einen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
die dem des Lampengefäßes gleicht.
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Nachteilig
kann gerade bei den Varianten, die z. B. Niob enthalten, die zu
geringe Beständigkeit gegen Oxidation und die Lampenfüllstoffe
sein.
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EP 528 428 zeigt eine Hochdruckentladungslampe
mit einem Gefäßverschluss, der einen von der Stromdurchführung
verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten zum Ziel hat.
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Dies
kann u. a. zu Undichtigkeiten der Verbindung Stromdurchführung
mit Gefäßverschluss oder zu seinem Brechen durch
die Thermozyklen der Lampe führen.
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EP 1 755 148 lehrt eine
Lampe, bei der die Stromdurchführungen aus z. B. Molybdänstiften
direkt in dem sehr feinkörnigen Lampengefäß aus
z. B. Al2O3 mit Laser eingeschmolzen sind. Diese Lampen stehen damit
stellvertretend für viele auch konventionelle HID-Lampen,
bei welchen dünne Stromdurchführungen in z. B.
Glasloten eingebettet sind.
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Bei
dieser Technik besteht im langfristigen Betrieb immer die Gefahr
von Leckagen im Lampengefäß verursacht durch Thermospannungen.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe
mit keramischem Entladungsgefäß bereitzustellen,
die sich durch eine lange Lebensdauer und eine stabile Abdichtung
auszeichnet, wobei insbesondere kompakte Lampenabmessungen und ein
Betrieb ohne Hüllgefäß erzielbar sind.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1.
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Besonders
vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen
Ansprüchen.
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Grundsätzlich
ist das Problem, eine zuverlässige Abdichtung zu schaffen,
bei keramischen Entladungsgefäßen noch nicht befriedigend
gelöst. Deshalb soll diese Erfindung neue Materialien und
grundsätzliche Formgebungen für die Stromdurchführung
zeigen.
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Grundsätzlich
können alle Lampenausführungen mit einer beliebigen
Kombination der Stromdurchführungsausführungen
und mit/ohne Hüllgefäß erstellt sein.
Für Lampen ohne Hüllgefäß ist
aber eine oxidationsbeständige Beschichtung, eine komplett
oxidationsbeständige Stromdurchführung oder eine
zweiteilige Stromdurchführung erforderlich.
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Um
auch weniger korrosionsbeständige Stromdurchführungsmaterialien
verwenden zu können, z. B. MoSi2, das mit Halogenen reagiert,
oder TiB2, das mit Jod reagiert, können diese Durchführungen
am späteren Innenteil mit einer korrosionsbeständigen
Schicht versehen werden, z. B. aus Molybdän, LaB6, Mo5SiB2, HfB2,
Perowskit, insbesondere Dy3AlO3, Y3AlO3, wie in
DE 199 08 688 beschrieben. Somit
kann auch einfacher ein kostengünstiges Material mit zum
Gehäuse passenden Wärmeausdehnungskoeffizienten
gewählt werden.
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Zur
Realisierung gibt es verschiedene Möglichkeiten.
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Eine
erste Ausführungsform ist eine große Öffnung
im Lampengehäuse, die durch die Stromdurchführung
nach der Füllung verschlossen wird.
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Dabei
wird die Stromdurchführung zumindest auf der Füllseite
nachträglich in das Lampengehäuse eingesetzt.
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Die
Elektrode wird nach der Fertigung bzw. dem Verschweißen
des Keramikgehäuses montiert. Rahmenbedingung dafür
ist, dass die komplette Stromdurchführung mit der Elektrode
durch die Gehäuseöffnung passt.
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Eine
Möglichkeit der Realisierung sind aufgesteckte Elektrodenkappen
aus Mo. Die Kappe wird nur durch die Federwirkung des Metalls gehalten.
Während des Betriebs dehnt sich die Keramik stärker
als die Mo-Kappe und die Haltekraft steigt leicht an. Im abgekühlten
Zustand ist wieder die vorherige Vorspannkraft vorhanden, da keine
plastische Verformung stattgefunden hat. Auf die Elektrodenkappe
aus Molybdän wird die übliche Elektrode der Lampe
z. B. mittels Laser aufgeschweißt. Die Herstellung der
Mo-Kappe kann z. B. durch spanende Bearbeitung, durch Aufrollen
einer Mo-Folie und Ansetzen eines Bodenbleches, durch kreuzförmiges
Verschweißen und Biegen von zwei Blechstreifen oder durch
Tiefziehen eines Mo-Bleches erfolgen. Damit der Topf sicher auf
der Keramik hält und trotzdem leicht zu montieren ist,
können – wie bei der Kontakthülse-Sicken
und andere Verformungen an seiner Zylinderfläche vorgenommen
werden. Der Topf kann auch in einen Hinterschnitt der Keramik einrasten.
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In
diesem Fall sind folgende Fertigungsschritte der Lampe notwendig:
- – Sintern des Gehäuses aus
Einzelteilen, bevorzugt aus zwei Hälften, und Verschweißen
der Hälften mit Laser oder durch Versintern. Dabei kann
optional die eine Stromdurchführung bereits mit in das
Gehäuse eingesintert werden und die zugehörige
Elektrode vor dem Verschweißen der Gehäusehälften
montiert werden oder beide Stromdurchführungen erst nach
der Fertigstellung des Gehäuses eingebaut werden;
- – Sintern der zwei Stromdurchführungen;
- – Herstellung der zwei Mo-Töpfe; ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel, das Material und Bearbeitung einspart,
ist die Herstellung des Topfes aus zwei kreuzweise angeordneten
Blechstreifen, die anschließend helmartig umgebogen werden.
- – Herstellung der zwei Lampenelektroden;
- – Herstellung der Kontakthülsen (Metallrohr
formen und sicken). Die Sicken oder Rillen im Rohr garantieren eine
sichere Klemmung auf der Keramik auch wenn der Ausdehnungskoeffizient
des Metalls (im Fall von z. B. Nickel) deutlich größer
als der der Keramik ist.
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Bei
einem konkreten Ausführungsbeispiel wird eine Mo-Hülse
mit einem Innendurchmesser von ca. 2 mm für einen LaB6-Stift
mit einem Außendurchmesser von ca. 2 mm aus dem Vollmaterial
gedreht. Der Zylinder ist im Rohzustand mit Spiel auf den Keramikstift
zu stecken. Die Hülse wird dann, beispielsweise durch „Klopfen"
auf eine harte Unterlage, leicht zu einem Oval verformt. Damit lässt
sich die Hülse noch leicht montieren, hält jedoch
eine Abzugskraft im Gramm-Bereich aus.
- – Verschweißen
der Lampenelektrode auf die Töpfchen;
- – Montieren (Aufstecken) der Töpfchen auf
die Stromdurchführung;
- – Pumpen und Füllen des Brenners mit den Lampenfüllstoffen:
Edelgas z. B. Xenon, Metall-Jodide/Bromide z. B. NaI, CsI, DyI3,
HoI3, TmI3, NdI3 TlI3 oder ScI3, Quecksilber;
Die Stromdurchführung(en)
müssen dann entweder mit einem korrosionsbeständigen
Glaslot, z. B. aus Al2O3 und Y2O3, oder aus Al2O3 und Dy2O3, oder
aus Al2O3 und Nd2O3, eingelötet oder mittels Laser eingeschweißt
werden.
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Das
Verschweißen von Al2O3 Keramik mit CO2-Lasern ist Stand
der Technik. Das Verfahren kann für andere Keramiken, die
eine schmelzflüssige Phase bilden, übertragen
werden.
- – Aufstecken der Kontaktelemente
aus z. B. Mo oder Ni und eventuelles Anschweißen der Kontaktdrähte.
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Im
Prinzip kann dabei die Durchführung aus mehreren axial
hintereinander angeordneten Teilen bestehen. Dabei ist das außenliegende
Teil aus oxidationsbeständigem Material wie MoSi2, Mo5SiB2,
oder leitfähigem Oxid gefertigt. Ein innenliegendes Teil
sollte aus korrosionsbeständigem Material wie LaB6 gefertigt sein.
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Weitere
Ausführungsvarianten nach dem vorstehenden Prinzip betreffen
einseitig oder zweiseitig verschlossene keramische Entladungsgefäße
mit eingesteckten Elektroden.
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Die
Stromdurchführung besitzt dabei ein stirnseitiges Loch,
in das später die Elektrode eingepresst wird. Der eingepresste
Elektrodenfuß hält aufgrund einer elastischen
Vorspannung im Material. Alternativ wird schon bei der Sinterung
der Stromdurchführung der Mo-Fuß der Elektrode
eingeschrumpft. Auf diesen Mo-Fuß wird später
die Lampenelektrode geschweißt. Dieses Vorgehen vermeidet
eine Kontaminierung der Elektrode durch z. B. Sinterhilfsmittel.
Aufgrund der größeren Wärmedehnung der
umgebenden Keramik, bei der ein typischer thermischer Ausdehnungskoeffizient α =
8·10–6/K ist, muss der
Mo-Fuß einen möglichst kleinen Durchmesser (ca.
0,5 mm) aufweisen. Bei diesem Durchmesser beträgt die Relativdehnung
von Keramik zu Fuß bei einer Temperaturdifferenz ΔT
= 1000 K nur ca. 1,5 μm und der Fuß bleibt aufgrund
der vorhandenen Oberflächenverzahnungen fest sitzen.
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Folgende
Fertigungsschritte der Lampe sind in diesem Fall notwendig:
- – Sintern des Gehäuses aus
Einzelteilen (z. B. zwei Hälften) und Verschweißen
der Hälften mit Laser oder Versintern. Dabei kann optional
die eine Stromdurchführung bereits mit in das Gehäuse
eingesintert werden und die zugehörige Elektrode vor dem
Verschweißen der Gehäusehälften montiert
werden oder beide Stromdurchführungen erst nach der Fertigstellung
des Gehäuses eingebaut werden.
- – Sintern der zwei Stromdurchführungen und
eventuell Bohren des Lochs mit Laser;
- – Herstellung der zwei Lampenelektroden;
- – Einpressen bzw. Verschweißen der Lampenelektroden;
- – Pumpen und Füllen des Brenners mit den Lampenfüllstoffen
wie Edelgas z. B. Xenon, Metall-Jodide/Bromide z. B. NaI, CsI, DyI3,
HoI3, TmI3, NdI3, TlI3 oder ScI3, Quecksilber;
Die Stromdurchführung(en)
müssen dann entweder mit einem korrosionsbeständigen
Glaslot wie oben beschrieben, beispielsweise Al2O3 und Y2O3, eingelötet
oder mittels Laser eingeschweißt werden. Beim Einschweißen
mit Laser bildet sich in der Schweißnaht ein Verbundwerkstoff.
Insbesondere wenn das Gehäuse aus Al2O3 und die Stromdurchführung
aus einer Boridkeramik besteht, bildet sich eine Al2O3-Borid Gemisch.
- – Aufstecken und Verpressen der Kontaktelemente aus
z. B. Mo.
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Durch
das Aufstecken wird beim späteren Betrieb der Lampe eine
Relativbewegung zwischen Kontaktelement und Stromdurchführung
ermöglicht. Dies vermeidet Wärmespannungen, die
zum Bruch der Stromdurchführung oder des Hüllgefäßes
führen können. Auch kann auf ein Lampengestell,
das elastische Elemente (üblicherweise ein zu einem Bügel
gebogener Draht) enthält, verzichtet werden. Dadurch kann
die Lampe mit Hüllgefäß kompakter gebaut
werden.
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Eine
weitere Ausführungsvariante nach dem vorstehenden Prinzip
ist die Möglichkeit, dass beide Stopfen vor dem Versintern
der Hälften des Keramikgehäuses montiert bzw.
mit eingesintert werden. Im Einzelnen läuft dies folgendermaßen
ab:
Das Verfahren Laserschweißen bzw. Verschmelzen
von Keramik, wie es in den gezeigten Ausführungsvarianten
verwendet wird:
Gemäß dem Stand der Technik
kann das Verschweißen einer eine schmelzflüssige
Phase bildenden Keramik untereinander, z. B. Al2O3 mit Al2O3, oder auch Keramik
mit dem Metall Niob verwendet werden. Dieses Verfahren kann ggf.
die Verwendung von Hochtemperatur-Keramik-Lot ersetzen.
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Alternativ
kann für Keramiken, die selbst keine schmelzflüssige
Phase bilden – wie z. B. SiC, das sich vor dem Erreichen
des Schmelzpunktes zersetzt- ein an sich bekanntes Verfahren zum
Laserlöten eingesetzt werden. Es werden bereits vergleichbare
Lote aus z. B. Dy2O3/Si2O3/Al2O3 oder Al2O3 und Y2O3 für
keramische Entladungsgefäße als Hochtemperaturlote
verwendet.
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Eine
weitere Ausführungsvariante nach dem vorstehenden Prinzip
ist die Möglichkeit, dass beide Stopfen vor dem Versintern
der Hälften des Keramikgehäuses montiert bzw.
mit eingesintert werden.
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Eine
weitere Ausführungsform ist dadurch charakterisiert, dass
Strom durch den Stopfen aus leitfähiger (Verbund-)Keramik
fließt.
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Bei
dieser Ausführung wird der Stopfen vorzugsweise beim Sintervorgang
des Gehäuses mit eingesintert. Zumindest eine, bevorzugt
beide, Stromdurchführung enthalt eine Bohrung. In diese
Bohrung wird bei der Montage der Lampe, d. h. auf einer Seite vor
dem Füllen, auf der anderen Seite nach dem Füllen,
eine stiftförmige Elektrode von außen eingefügt.
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Die
Elektrode sitzt wegen ihres kleineren Wärme-Ausdehnungskoeffizienten
nicht dicht in der Stromdurchführung. Der elektrische Kontakt
und die axiale Fixierung in der Bohrung können folgendermaßen
hergestellt werden:
- – Laserdrehen,
so dass Rillen in der Außenkontur entstehen;
- – Quetschen des Elektrodenstiftes, insbesondere so
dass er sternförmig gequetscht ist;
- – Spalten eines Stiftes, so dass er unter Federspannung
in der Bohrung steckt;
- – Aufrauhen der Außenfläche;
- – Hinterschneiden
- – Verschweißen der Elektrode mit dem Grundmaterial
der Stromdurchführung
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Abschließend
wird die Bohrung gasdicht verschlossen durch z. B. Glaslot.
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Weil
nur ein kleines Materialvolumen beim verschließen der Lampe
erhitzt werden muss, wird die Fertigung vereinfacht.
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Der
Elektrodenstift kann auch nach dem Füllen der Lampe in
einer Hülse gasdicht verschweißt werden. Die Hülse
muss aus einem elastischen Material bestehen, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich
dem Gehäuse besitzt und korrosionsbeständig ist.
Dies kann durch beschichtetes Niob erreicht werden. Die Gasdichtigkeit
bleibt erhalten, weil die Verschweißung mit dem Mo-Stift
außerhalb des Stopfens erfolgt. Die Hülse wird
dann nur außerhalb des Stopfens während der Temperaturzyklen
elastisch verformt.
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Eine
weitere Ausführungsform ist, dass das Material der Stromdurchführung
einen etwas kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als
das Gehäuse hat. Bei dieser Ausführung wird der
Hals von außen allmählich durch einen passend
geformten Ring auf die im heißen Zustand zu kleine Stromdurchführung
gepresst. Durch den allmählichen Aufbau einer Streckenlast
(keilförmiger Ringquerschnitt) wird eine lokal zu große
Scherspannung im Gehäusehals vermieden. Das bedeutet, dass
nur am Ende des Halses die Wärmedehnung des Halses und
der Stromdurchführung annähernd gleich sind. Der
Mo-Ring ist gerade so bemessen, dass etwas zu geringe Ausdehnungskoeffizienten
(z. B. LaB6) besser an den Ausdehnungskoeffizienten des Gehäuses
angepasst werden, ohne dass im Gehäusehals zu hohe Spannungen
entstehen. Im Glaslot entstehen so niedrigere Spannungen, was eine
bessere Dichtheit der Lampe zur Folge hat.
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Eine
grundsätzlich andere Ausführungsform ist charakterisiert
durch eine parallele Füllöffnung in der Keramik.
Ein erstes Ausführungsbeispiel dieser Technik ist charakterisiert
durch eine Füllbohrung in der Stromdurchführung
selbst.
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Bei
dieser Variante, siehe auch
DE
198 57 585 , besitzt eine Stromdurchführung eine
Füllbohrung. Beide Stromdurchführungen können
schon beim Sintern des Gehäuses mit eingesintert werden
oder nachträglich mit einer Laserschweißung bzw.
Glaslot befestigt werden. Wenn die Stromdurchführungen
allerdings eingesintert werden, so muss die Lampenelektrode vor
dem Verschweißen der Gehäuseschalen in/auf die
Stromdurchführung montiert werden.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel ist eine Füllbohrung
im Lampengefäß, wobei ein Pumpnippel verwendet
wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1 eine
Metallhalogenidlampe schematisch;
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2 eine
neuartige Durchführung in Explosionsdarstellung;
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3 mehrere Ausführungsformen von
Durchführungen;
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4 bis 10 mehrere
Ausführungsbeispiele von keramischen Metallhalogenidlampen;
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11 bis 13 Details
eines Endes eine Metallhalogenidlampe;
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14 ein
weiteres Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenidlampe;
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15 Details eines Endes einer Metallhalogenidlampe;
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16 ein
weiteres Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenidlampe.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Ein
Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe 1 zeigt 1.
Sie hat ein keramisches Entladungsgefäß 2,
das zweiseitig verschlossen ist. Es ist längsgestreckt
und hat zwei Enden 3 mit Ab dichtungen. Im Innern des Entladungsgefäßes
sitzen zwei Elektroden 4 einander gegenüber. Die
Abdichtungen sind als zylindrische Hälse 5 ausgeführt,
in denen ein Durchführung 6 sitzt. Aus dem Hals 5 ragt jeweils
das Ende der Durchführung 6, die entladungsseitig
mit der zugeordneten Elektrode 4 verbunden ist, hervor.
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Im
einzelnen handelt es sich hier bei den Durchführungen 6 um
zylindrische Cermetstifte (2 als Explosionsdarstellung)
aus leitender Keramik, die entladungsseitig einen verjüngten
Abschnitt 7 mit reduziertem Durchmesser aufweisen. Auf
diesen verjüngten Abschnitt 7 wird ein Töpfchen 8 aus
Mo aufgesetzt, wie an sich bekannt. Davor wird noch eine Elektrode
mit ihrem Schaft auf dem Töpfchen verschweißt
(nicht dargestellt). Erst dann wird das Töpfchen auf die
Durchführung aufgesteckt. Sie hält dort mechanisch.
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Statt
eines Töpfchens kann auch ein Kreuz 9 aus zwei
Blechstreifen verwendet werden (siehe 3a), dessen
vier freie Enden 10 geeignet umgebogen werden, dass sie
das Grundgerüst einer Hülse bilden, ähnlich
wie sie das Töpfchen darstellt.
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Alternativ
wird eine Kontakthülse 11 (3b) als
Durchführung verwendet, die durch Formen und Sicken eines
Metallrohrs geschaffen wird. Um das Töpfchen bzw. die Hülse
auf der Durchführung zu befestigen, dienen Riefen 12 auf
dem Umfang des Rohrs. Alternativ kann ein genügend dünnes
Rohr auch eine oder mehrere Sicken 13 zur klemmenden Befestigung
aufweisen, siehe 3c und d.
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Alternativ
kann die Hülse 11 auch gequetscht werden, so dass
ihr Querschnitt nicht mehr kreisförmig, sondern eher elliptisch
ist und sie dadurch klemmend auf dem Abschnitt der Durchführung
aufgebracht werden kann, siehe 3e.
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Eine
erstes Elektrodensystem aus Durchführung und Elektrode
wird in einen ersten Hals des Entladungsgefäßes
eingebracht und dort abgedichtet. Der zweite Hals bleibt noch offen. Über
diese Öffnung wird das Entladungsgefäß ausgepumpt
und dann befüllt. Erst dann wird auch der zweite Hals mit
einem Elektrodensystem verschlossen. Die beiden Durchführungen
werden beispielsweise mit korrosionsbeständigem Glaslot,
beispielsweise Al2O3 und
Y2O3, abgedichtet.
Alternativ kann auch Laserschweißen o. ä. angewendet werden.
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Schließlich
wird auf das äußere Ende der Durchführung
ein Kontaktelement 15 in Form einer Hülse aufgesteckt.
Es besteht beispielsweise aus Mo oder Ni. An die beiden Hülsen
können ggf. Kontaktdrähte 16 angeschweißt
werden. Stattdessen kann auch ein zentraler Stift verwendet werden.
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Dieses
Prinzip kann gleichermaßen auch bei einseitig verschlossenen
Entladungsgefäßen 20 aus Keramik angewendet
werden, siehe 4.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel (5) ist die
Durchführung aus zwei axial hintereinander angeordneten
Teilen 21, 22 zusammengesetzt. Das erste Teil 21,
das innen liegt, also der Entladung zugewandt ist, besteht aus korrosionsbeständigem
LaB6. Das zweite Teil 22, das außen liegt, und
beispielsweise über einen zentralen Zapfen mit dem ersten
Teil, das ein passendes Sackloch aufweist, verbunden ist (nicht
dargestellt), besteht aus oxidationsbeständigem MoSi2,
oder Mo5SiB2 oder auch leitfähigem Oxid oder Cermet. Damit
lässt sich insbesondere eine Lampe ohne Außenkolben
realisieren.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel ist in 6 gezeigt.
Dabei wird als Durchführung 23 ein keramischer Zylinder
ohne verjüngten Absatz verwendet. Er sitzt im Hals des
Entladungsgefäßes mit einem Spalt zum Innendurchmesser
des Halses mit einer typischen Breite von 0,15 mm und ist dort mit
Glaslot 19 abgedichtet. Der Außendurchmesser der
keramischen Durchführung ist etwa 0,3 mm kleiner als der
Innendurchmesser des Halses 5. Auf der Durchführung
sitzt vorne ein Töpfchen 24. Dieses hat einen
Außendurchmesser, der etwa 0,05 mm kleiner als der Innendurchmesser
des Halses ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform (7) sind
die Elektroden 4 mit ihrem Schaft 25 in die zylindrische Durchführung 26 in
einer entladungsseitigen Bohrung eingesteckt. Hier werden bei der
Herstellung zunächst die Durchführungen gesintert
unter Erstellen der Bohrung. Diese kann auch nachträglich
erst gebohrt werden. In die Bohrung wird ein Stift aus Mo oder W
als Schaft 25 eingesetzt. Um eine mechanische Halterung
zu ermöglichen, wird der Stift 25, insbesondere
ein Hohlstift, zunächst sternförmig gequetscht
(ähnlich wie bei Natriumhochdrucklampen) oder lasergedreht
um beim Einpressen in die Bohrung der Durchführung eine
elastische Verformung und dadurch eine mechanische Halterung in
der Bohrung zu ermöglichen. Diese Ausführungsform
ist auch bei einseitig verschlossenen Entladungsgefäßen 29 möglich,
siehe 8
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 9 wird
ein sog. "top hat"-Stopfen 30 als Durchführung
verwendet, der auf einem geraden zylindrischen Rohr als Entladungsgefäß 31 sitzt.
Die Durchführung 30 aus Keramik wird entweder
mittels Glaslot oder Laserschweißen auf dem Ende des Entladungsgefäßes
abgedichtet. Zum Schutz gegen Oxidation wird außen auf
den Stopfen eine Schutzschicht 39 aufgetragen. Diese Schicht 39 besteht
insbesondere aus MoSi2, Perowskit-Oxid oder ZrO2, das evtl. geeignet
dotiert ist.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 10 wird
eine kompakte keramische Reflektorlampe 32 realisiert,
indem eine Kalotte 33 aus feinkörnigem Al2O3 verwendet wird.
Diese kann mit einer reflektierenden Beschichtung 34 oder
auch mit Prismen versehen sein, die eine interne Totalreflexion
leisten. Damit wird eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit
erzielt. Auch eine Abdeckscheibe 35 kann aus Al2O3 gefertigt sein. Die
Stromzuführung 36 ist mit einem integrierten Sockel
versehen. Dabei ist der Schaft 38 der Elektrode in einer
Fase 37 des Sockel-Stromzuführungsteils 36 eingepasst.
Das Sockel-Stromzuführungsteil ist mittels Glaslot an der
Kalotte befestigt (nicht dargestellt).
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In
einer weiteren grundsätzlichen Ausführungsform
werden beide Stopfen vor dem Verschweißen des Entladungsgefäßes,
das aus zwei Halbschalen gebildet wird, in die jeweilige Halbschale
montiert bzw. mit eingesintert.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Ausführungsform
gemäß 11 fließt
Strom durch die leitfähige Keramik des Stopfens. Dabei
wird der leitfähige Stopfen 40 bevorzugt beim
Sintervorgang des Entladungsgefäßes mit in den
Hals 41 des Entladungsgefäßes eingesintert.
Sein thermischen Ausdehnungskoeffizient ist etwa so groß wie
der der Al2O3-Keramik
des Entladungsgefäßes. Beide Stopfen enthalten
ein außen angebrachtes Sackloch, in das ein Außenleiter 42 eingefügt
wird. Eine zentrale Bohrung 43 im Stopfen ist zunächst
noch offen (11a). Die Durchführung 44,
hier ein Stift aus vorzugsweise Molybdän oder aus leitender Keramik,
wird nachträglich in die Bohrung 43 eingeführt
(11b). Die Durchführung 44 kann
beispielsweise auch aus Mo gefertigt sein, wobei außen
axial hinter dem Mo-Stift ein kurzer Nb-Stift 45 sitzt.
Die Durchführung sitzt wegen ihres relativ zur Keramik
des Stopfens kleiner gewählten thermischen Ausdehnungskoeffizienten nicht
ohne weiteres dicht in dem Stopfen 40. Der elektrische
Kontakt zum Stopfen und die axiale Fixierung in der Bohrung des
Stopfens können bei einer derartigen Durchführung
folgendermaßen hergestellt werden:
- – durch
Laserdrehen, also Einbringen von Rillen in der Außenkontur
der Durchführung;
- – durch Quetschen eines Teils der Durchführung;
- – Spalten eines Stifts, so dass er unter Federspannung
in der Bohrung steckt;
- – durch Aufrauhen der Außenfläche
der Durchführung;
- – durch einen Hinterschnitt am entladungsfernen Ende
der Durchführung;
- – durch Verschweißen der Elektrode mit dem
Grundmaterial der Stromzuführung.
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Anschließend
wird die Bohrung gasdicht verschlossen, beispielsweise durch Glaslot.
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Die
Fertigungsschritte sind wie folgt: Zunächst wird das Entladungsgefäß durch
die offene zentrale Bohrung im Stopfen befüllt. Der Stopfen
besteht dabei aus leitfähigem Material wie Al2O3-Mo-Cermet oder MoV. Dann wird eine Durchführung 44 in
die Bohrung eingeführt, die wie an sich bekannt entweder
nur aus Mo oder innen aus Mo und außen aus Nb (45)
besteht. Die Außenseite der Durchführung wird
mittels Laser erhitzt und mit dem Grundmaterial der Durchführung,
die aus schweißfähigem Material wie Cermet besteht,
verschweißt (46), siehe Figur 11c. Anschließend
wird die Durchführung noch durch Glaslot 47 in
der Bohrung sicher abgedichtet, siehe Figur 11d. Anschließend
wird eine metallische Kappe 48 auf den über den
Hals 41 überstehenden Überstand des Stopfens
aufgesetzt.
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Alternativ
hat gemäß 12a die
zentrale Bohrung 43 eine Einführschräge 53 und
einen Hinterschnitt 54. Das Ende der Durchführung 44 steht
nach ihrem Einführen in die Bohrung 43 (12b) in den Hinterschnitt über. Das Ende
der Durchführung wird nun mit einem Laser (Pfeil in 12b) aufgeschmolzen, so dass sich ein verformtes
Ende 55 der Durchführung 44 bildet, siehe 12c. Dadurch ergibt sich ein eleganter Formschluss
zwischen Stopfen und Durchführung, weil sich das aufgeschmolzene
Material des Endes in der Schräge und dem Hinterschnitt
sammelt. Ein weiteres Fixieren der Durchführung ist damit
nicht mehr erforderlich. Anschließend kann auch ein extra
am Stopfen außen angeordneter Kragen 56, der die
zentrale Bohrung umgibt, und der auch als Pumpnippel dienen kann,
aufgeschmolzen werden (symbolisch dargestellt als 56a), bevorzugt
mittels Laser. Dadurch wird die restliche Öffnung der zentralen
Bohrung sicher verschlossen, so dass auch hier die Abdichtung gewährleistet
ist. Anschließend wird eine Kontakthülse 48 wie
im vorhergehenden Ausführungsbeispiel aufgesetzt.
-
In
einer weiteren Ausführungsform gemäß 13 wird zunächst ein Rohr 60 in
die zentrale Bohrung 59 des keramischen Stopfens 40 eingefügt,
wobei der Stopfen nicht leitfähig sein muss. In diesem
Fall ist das Rohr 60 aus zwei konzentrischen Hülsen
gefertigt. Eine äußere Hülse 61 ist
aus Nb gefertigt. Sie wird in den Stopfen eingeschrumpft. Im Innern
dieser Hülse ist ein dünnes Mo-Rohr 62 als
Innenverkleidung angebracht. Es dient dem Korrosionsschutz. Alternativ
wird eine innere Beschichtung 62 auf dem Nb-Rohr 61 verwendet. Der
Stopfen besteht hier aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten,
der dem von Al2O3 ähnelt,
siehe Tabelle 1.
-
Das
Entladungsgefäß wird zunächst durch das
noch offene Rohr 60 befüllt. Dann wird die Durchführung 63 mitsamt
der Elektrode daran eingesteckt (13b).
Die Elektrode weist bevorzugt einen Mo-Stift als Schaft auf. Rohr 60 und
Durchführung 63 werden außerhalb des
Stopfens mittels Laserschweißung (Pfeil in 13b) verbunden. Etwaige Wärmespannungen
an dieser Stelle wirken sich somit nicht auf das Entladungsgefäß aus.
Entladungsseitig kann zwischen Rohr und Durchführung durchaus
etwas Spiel sein. Dadurch, dass das Rohr 60 in einem Anschlag 64 in
der Bohrung 59 des Stopfens 40 sitzt, ist die
Gefahr, dass sich hier Füllung sammelt minimiert, da die
Temperatur an dieser Stelle bereits deutlich kühler als
im Entladungsgefäß oder am Eingang der zentralen
Stopfenbohrung ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform gemäß 14 besteht
die Durchführung 70 aus einem Material, das einen
etwas kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Entladungsgefäß aufweist.
Beispielsweise besteht das Entladungsgefäß 2 mit
den Hälsen 5 aus Al2O3 mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von etwa 8 × 10–6/K. Die
stiftförmige Durchführung 70 besteht
aus einem verbundkeramischen leitenden Material, siehe Tabelle 1
unten, mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 6,5 × 10–6/K, beispielsweise LaB6. Bei dieser
Variante wird der Hals 5 des Entladungsgefäßes
von außen allmählich durch einen passend geformten
Ring 71 aus Mo, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von etwa 5,1 × 10–6/K
hat, auf die im heißen Zustand zu kleine Durchführung 70 gepresst.
Durch den graduellen Aufbau der Streckenlast aufgrund eines keilförmig
gewählten Querschnitts des Rings 71 wird eine
lokal zu große Scherspannung (siehe Pfeile) im Hals des
Entladungsgefäßes vermieden. Das bedeutet, dass
nur am Ende des Halses die Wärmeausdehnung des Halses und
der Durchführung annähernd gleich sind. Der Mo-Ring 71 außen
am Hals 5 ist gerade so bemessen, dass ein etwas zu geringer
thermischer Ausdehnungskoeffizient wie im Falle von LaB6 besser
an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Entladungsgefäßes
angepasst wird, ohne dass es im Hals zu überhöhten
Spannungen kommt. Im Glaslot 19, das die Durchführung
abdichtet, entstehen so relativ niedrige Spannungen, was eine bessese
Abdichtung im Bereich der Durchführung bewirkt.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß
15a weist der leitfähige Stopfen
80 eine
separate Füllbohrung
81 auf. Die Füllbohrung
81 kann ähnlich
wie in
DE 19857585 in
dem Stopfen selbst sitzen. In diesem Fall können beide
Durchführungen schon beim Sintern des Entladungsgefäßes
mit eingesintert werden oder auch nachträglich mittels
Laserschweißen oder Glaslot im Hals befestigt werden. Wenn
die Durchführung eingesintert werden, muss die Elektrode
vor dem Verschweißen der Gehäuseschalen, also
dem Verbinden der beiden Hälften des Entladungsgefäßes,
in oder auf die Durchführung montiert werden.
-
Die
Füllbohrung kann insbesondere exzentisch oder schräg
relativ zur Achse der Lampe angeordnet sein. Der Stopfen besteht
dabei aus leitfähiger Keramik. Das Entladungsgefäß besteht
dabei aus Al2O3 oder auch
Y2O3. In ein Sackloch des Stopfens wird eine Elektrode 82 aus
Mo eingesintert oder eingepresst. Die Füllbohrung 81 wird
nach dem Pumpen und Befüllen mittels Laser (Pfeil) am außeren
Ende (15b1) zugeschweißt
oder es wird die Füllbohrung 81 mit einem Stopper 83 (15b2) ausgekleidet und außen mit Glaslot 19 verschlossen.
Wieder kann als elektrischer Kontakt außen eine metallische
Kappe 85 oder Hülse auf den eine gewisse Strecke über
den Hals 86 überstehenden Stopfen aufgesetzt werden.
Dieses leichte Aufsetzen ermöglicht Relativbewegungen zwischen
Stopfen und Kontakt und vermeidet dadurch Wärmespannungen.
-
In
einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Lampe gemäß 16 handelt
es sich um ein einseitig verschlossenes keramisches Entladungsgefäß 84,
in das am sockelseitigen Ende 85 zwei parallele Bohrungen für
die Durchführungen 86 belassen sind. Die Durchführung 86 ist
jeweils ein Stift aus nicht korrosionsbeständigem Material
wie MoSi2. Die Durchführung 86 hat innerhalb des
Entladungsvolumens eine Beschichtung 87 als Korrosionsschutz,
beispielsweise eine Schicht aus LaB6. Die Abdichtung der Durchführung erfolgt
mittels Glaslot (nicht dargestellt). Zwischen den beiden Bohrungen
für die Durchführung ist zentral oder auch dezentral
eine weitere Bohrung 81 als Füllbohrung vorgesehen,
an die auch ein Pumpnippel 90 angesetzt sein kann. Nach
dem Füllen kann dieser Nippel 90 mittels Laserstrahl
(Pfeil) zugeschmolzen werden. Alternativ kann auch hier wieder ein
Stopper oder Glaslot zum Verschliefen der Bohrung verwendet werden.
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Die
Durchführung 86 kann eine Riefe 91 aufweisen,
in der sich gut ein Metallbügel mit Kabel zur weiteren
Kontaktierung befestigen lässt (nicht gezeigt).
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In
der folgenden Tabelle sind verschiedene Systeme dargestellt, die
auf ihre Eignung als keramisches Material untersucht wurden. Dabei
zeigt Sp. 1 die Keramik oder das Keramiksystem, Sp. 2 den thermischen Ausdehnungskoeffizienten
in einem Temperaturbereich von RT (Raumtemperatur) bis 800°C,
Sp. 3 die Schmelztemperatur oder ggf. die Zersetzungstemperatur
in °C, Sp. 4 die spezifische elektrische Leitfähigkeit bei
RT, Sp. 5 den spezifischen elektrischen Widerstand bei 800°C
und Sp. 6 die Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit
bei 1000°C. Die farbig markierten Werkstoffe sind dabei
als Material des el. leitenden Stopfens geeignet
-
Im
Falle einer Mischung einzelner Verbundkeramik-Komponenten gilt folgendes:
Zweck
des Mischens von einzelnen Komponenten (z. B. Al2O3 mit LaB6) ist
es:
- – die Ausdehnungskoeffizienten
der Durchführung besser an die des Entladungsgefäßes
anzupassen.
-
Fall
1: Falls die leitfähige Komponente (z. B. LaB6) eine relativ
zum Entladungsgefäß zu kleine Wärmeausdehnung
besitzt, wird eine Komponente hinzugemischt, die eine höhere
Wärmeausdehnung besitzt, insbesondere, insbesondere ein
oder mehrere Oxide oder Nitride ausgewählt aus der Gruppe
MgO, TiN, ZrO2, VN, Ti4O7, Al2O3, Y2O3, Perowskite, YAlO3.
-
Fall
2: Die leitfähige Komponente besitzt eine zu große
Wärmeausdehnung relativ zum Material des Entladungsgefäßes.
Beispiel ist dafür VN. Hier wird eine Komponente mit kleinerer
Wärmeausdehnung beigemischt (z. B. LaB6, Ta2O5, Si3N4,
AlN, BN, Al2O3).
-
Das
Beimischen einer Komponente wie Al2O3 zu LaB6 oder TiB2 erleichtert
das „Dichtsintern" und verringert bei gleichem Aufwand
(Sintertemperatur, Druck, Zeit) die Porosität. Dadurch
werden die Herstellkosten der Stromdurchführung gesenkt.
Hochschmelzende Karbide und Boride sind ohne dieses Beimischen von Sinterhilfsstoffen
kaum dicht zu sintern aufgrund der hohen erforderlichen Temperaturen.
Sinterhilfsmittel auf der Basis von Oxiden (z. B. MgO) werden in
der Keramikherstellung bekannterweise zur Optimierung des Sintervorgangs
beigegeben.
-
Die
Materialkosten des Pulvermaterials können auf diese Weise
gesenkt werden, da insbesondere Al2O3-Pulver üblicherweise
kostengünstiger als z. B. Bond- oder Karbidpulver ist.
-
Die
Korrosionsbeständigkeit der Stromdurchführung
kann in gewissen Grenzen erhöht werden, da die angreifbare
Oberfläche einer korrosionsanfälligen Keramik,
z. B. TiB2, durch Beimengung einer korrosionsbeständigen
Komponente, z. B. 50% Al2O3, etwas reduziert wird und dadurch die
Korrosion gebremst wird.
-
Außerdem
sind beim Mischen der Keramikkomponenten die chemischen und physikalischen
Verträglichkeiten zu beachten:
- – Es
können auch mehr als zwei Komponenten gemischt werden.
Um die Leitfähigkeit zu erhöhen, werden die Keramiken
oft mit weiteren Stoffen dotiert. In Halbleitern können,
wie bekannt, Fremdatome zusätzliche Donatoren oder Akzeptoren
für Elektronen bilden. Auf diese weise lässt sich
die elektrische Leitfähigkeit erhöhen. Zur Optimierung
des Sintervorgangs werden häufig Oxide beigegeben.
- – Die Ausdehnungskoeffizienten der Keramikkomponenten
sollten sich ähnlich sein um Wärmespannungen zu
reduzieren.
- – Das Mischen einer leitfähigen mit einer
nichtleitfähigen Keramikkomponente führt zu einer
Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit der Stromdurchführung.
Jedoch nimmt die Leitfähigkeit bis zu einem Anteil von
ca. 30 Vol.-% nicht erheblich ab. Bei höheren Anteilen
einer nicht leitenden Komponente wird die sog. Perkolationsschwelle
unterschritten und der leitende Kontakt der Körnchen des
leitfähigen Materials bricht ab. Die elektrische Leitfähigkeit
der Verbundkeramik sinkt dann um Größenordnungen.
- – Die Einzelkomponenten müssen thermodynamisch
verträglich sein:
Oxide können meist mit
anderen Oxiden gemischt werden. Insbesondere ist bekannt, dass die
Beimischung von CaO, MgO und Y2O3 zu ZrO2 das ZrO2 stabilisiert,
MgO-Al2O3 =Spinell, ZrO2 zu Al2O3 = ZTA usw. Jedoch gilt es aber
z. B. in dem speziellen Fall der Mischung des Al2O3 mit Titanoxid
zu beachten, dass typischerweise 53% Al2O3 mit 41% TiO2 und 3% MgO
zu Aluminiumtitanat reagieren. Aluminiumtitanat besitzt einen sehr
kleinen, nicht zu Al2O3 passenden, Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Wenn Al2O3 und Ti4O7 also substöchiometrisch gemischt werden
(z. B. 90% Ti4O7 mit 8% Al2O3 und 2% MgO), so entsteht ein Verbundwerkstoff,
der aus Ti4O7 und aus der stöchiometrischen Mischphase
ATI besteht.
-
Oxide
können meist den Nitriden beigemischt werden. Üblich
ist z. B. das Beimischen von Al2O3 zu TiN.
-
Boride
und Karbide lassen sich oft mischen: Bekannt sind z. B. TiB2 mit
SiC oder TiC mit TiB2 und Al2O3, W2B5 mit B4C und so weiter.
-
Boride
können sehr gut untereinander gemischt werden: bekannt
sind z. B. TiB2-W2B5, TiB2-CrB2.
-
Oxide
können meist mit Boriden gemischt werden. Dies wird auch
zur Senkung der Sintertemperaturen durchgeführt. Beispielsweise
Al2O3 zu TiB2 oder Al2O3 zu LaB6 sind bekannt.
-
Oxide
können mit Karbiden gemischt werden: Bekannt ist z. B.
die Beimengung von ZrO2 zu TiC, Al2O3 zu SiC usw. Karbide können
bekannterweise untereinander gemischt werden.
-
Als
Stromdurchführungen können prinzipiell auch Ionen-
oder Halbleiter wie z. B. BaZrO3 oder β-Al2O3 verwendet
werden. Diese besitzen bei Raumtemperatur aber eine zu geringe el.
Leitfähigkeit. Die el. Leitfähigkeit steigt mit
der Temperatur aber exponentiell an.
-
Weil
die Entladungslampen bei Temperaturen von ca. 1000°C arbeiten,
können auch solche Leiter ausreichen. Jedoch muß zuerst
dafür gesorgt werden, dass die hohe Betriebstemperatur
erreicht wird.
-
Dazu
kann der Innenleiter z. B. durch elektrische Widerstandsheizung
erhitzt werden. Hierzu kann einer Matrix eines Innenleiters (z.
B. Na-β''-Al2O3) eine kleine Menge (z. B. 20%) eines metallischen
Leiters wie z. B. LaB6 oder Mo beigegeben werden. Der Anteil des
metallischen Leiters ist so klein, dass beim Starten der Lampe der
elektrische Widerstand für die Beheizung ausreicht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2639478
A [0002]
- - EP 528428 [0003, 0017]
- - US 6232718 B1 [0005]
- - US 4687969 [0007]
- - US 5424609 [0009]
- - US 4366410 [0011, 0014]
- - WO 00/34980 [0013]
- - US 6495959 [0015]
- - EP 1755148 [0019]
- - DE 19908688 [0026]
- - DE 19857585 [0051, 0083]
