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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung geht aus von einem Entladungsgefäß für
eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Derartige Entladungsgefäße sind
insbesondere für Hochdruckentladungslampen mit Metallhalogenidfüllung
geeignet.
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Stand der Technik
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Die
US-B 6 175 188 offenbart
ein keramisches Entladungsgefäß, dessen Form ausgebaucht ist,
das aber zusätzlich eine Beule aufweist, siehe
7.
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Aus
der
EP-A 335 202 ist
ein langgestrecktes keramisches Entladungsgefäß bekannt,
bei dem der Stopfen so geformt ist, dass am Ende des Entladungsgefäßes
eine Rinne umläuft, in der die Füllung kondensieren
kann.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein keramisches Entladungsgefäß für
eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, das verhindert, dass
Füllungsbestandteile an der Elektrode oder in der unmittelbaren
Nähe der Elektrode kondensieren.
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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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Erfindungsgemäß wird
ein Entladungsgefäß für eine Hochdruckentladungslampe
vorgestellt, mit einem eine Füllung, die ein Kondensat
bilden kann, aufnehmenden Zentralteil. Die Füllung ist
insbesondere mit Metallhalogeniden ausgestattet. Das Zentralteil
ist meist ausgebaucht, es kann aber auch zylindrisch sein. Das Zentralteil
hat zwei als kapillaren ausgeführte Enden, wobei in den
kapillaren Elektroden abgedichtet sind. Wesentlich ist, daß das
Entladungsgefäß an seiner inneren Oberfläche
Vertiefungen aufweist, die geeignet sind, das Kondensat aufzunehmen.
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Diese
Vertiefung kann insbesondere eine lokale Delle, Striemen, Riefe
oder Rinne sein.
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In
seiner einfachsten Form ist das Entladungsgefäß mit
zwei Rinnen ausgestattet. Dabei ist jeweils eine Rinne in der Nähe
einer Kapillare angebracht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vertiefung realsierit,
indem eine Vielzahl lokaler Dellen über die innere Oberfläche
verteilt ist.
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Im
einzelnen wird ein keramisches Entladungsgefäß bereitgestellt,
das mindestens eine Delle an der Innenwand aufweist. bevorzugt weist
die Innenwand eine Vielzahl kleiner Dellen auf. Dadurch kann das
Kondensat der Füllungsbestandteile, die üblicherweise
Metallhalogenide sind, in diesen Dellen aufgefangen werden. Dies
verhindert, dass das Kondensat an die Elektrode oder in unmittelbare Nähe
der Elektrode gelangt.
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Wird
eine Metallhalogenidlampe mit Keramik-Entladungsgefäß,
insbesondere in gerundeter oder ausgebauchter Form, während
des Lampenbetriebs bewegt – z. B. in der Anwendung bei
beweglichen Scheinwerfern für Film- oder Bühnenanwendungen – so
kommt es zu einer Lageänderung des flüssigen Metallhalogenid-Kondensats.
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Wenn
dieses Kondensat in größerer Menge während
eines kurzen Zeitabschnitts auf eine Elektrode trifft, kühlt
diese ab und es kommt dadurch zum Verlöschen der Lampe.
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Ein ähnliches
Problem tritt auf, wenn gerundete Keramikbrenner in Frontscheinwerferlampen bei
Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Bei starken Beschleunigungen
oder Verzögerungen kann hier das flüssige Metallhalogenid-Kondensat,
das bei dieser üblicherweise horizontal betriebenen Anwendung zunächst
im Bauchbereich des Entladungsgefäßes lokalisiert
ist, in Bewegung kommen, auf eine der beiden Elektroden treffen
und dort eventuell – zumindest kurzfristig, bis die Heißwiederzündung
greift – das Verlöschen der Lampe bewirken.
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Die
vorliegende Erfindung unterbindet zuverlässig das Auftreffen
löschrelevanter Kondensatmengen auf eine Elektrode und
verhindert somit das Verlöschen der Lampen in beweglichen
Lampenanwendungen.
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Die
Lösung liegt darin, dass die Oberfläche der Keramik
innen gerippelt ist, indem eine Vielzahl kleiner Dellen auf der
inneren Oberfläche des Entladungsgefäßes
angebracht ist. Das Kondensat bewegt sich dann bei einem Schwenken
oder einer Beschleunigung bzw. Verzögerung der Lampe an
der Innenwand des Entladungsgefäßes entlang, wird
in den Mulden oder Dellen gefangen und falls es sich daraus wieder
befreien kann, liegt es allenfalls in Form separierter kleiner Einzeltröpfchen
vor. Treffen derartige kleine Tröpfchen auf die Elektrode,
führen sie infolge ihrer geringen Wärmekapazität
nicht zum Verlöschen der Lampe. Im folgenden wird häufig
der Begriff Brenner für das Entladungsgefäß verwendet.
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Die
erfindungsgemäßen Dellen können als regelmäßiges
Muster lokalisiert sein. Sie können auch als Striemen oder
Riefen oder auch als umlaufende Rinnen ausgeführt sein.
Insbesondere ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dellen so klein
sind, dass die prizipielle Form des Entladungsgefäßes deswegen
nicht verändert werden muss. Die Tiefe der Delle oder Rinne
sollte in diesem Fall bevorzugt höchstens ein Zehntel der
Wandstärke betragen. Derartige Formen sind leicht herstellbar
und beienträchtigen dann nicht die Isothermie des Entladungsgefäßes.
Konkrete lokale Dellen haben einen typischen Durchmesser von beispielsweise
100 bis 700 μm. Eine typische Tiefe der Delle ist 500 μm.
ein typisches Volumen der lokalen Delle ist eine Halbkugel mit 500 μm
Radius. Die Delle kann im Querschnitt auch U- oder V-förmig
oder trogförmig sein. Besonders wirksam, was die Haftfähigkeit
der Delle für das Kondensat betrifft, ist, wenn die Kontur
der Delle relativ tief und die Seitenwand in der Nähe der
Oberfläche relativ steil ist.
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Im
Prinzip ist die Erfindung auch bei anderen, ein Kondensat erzeugenden
Füllungen wie bei Natriumhochdrucklampen anwendbar.
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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 Hochdruckentladungslampe gemäß dem
Stand der Technik vor und nach Bewegung.
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2 ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Entladungsgefäßes;
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3 eine andere Hochdruckentladungslampe
gemäß dem Stand der Technik vor und nach Bewegung;
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4 ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Entladungsgefäßes.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Zunächst
soll der Stand der Technik und seine Nachteile dargestellt werden.
Eine zunächst horizontal betriebene herkömmliche
Halogenmetalldampflampe ist in 1a gezeigt.
Sie hat einen gerundeten keramischen Brenner 1 und zwei
Enden, die als Kapillaren 4 ausgeführt sind und
in denen Elektroden 10 an Durchführungen 11 abgedichtet sind.
Meist ist das Entladungsgefäß in einem nicht dargestellten
Außenkolben untergebracht, auf den es jedoch bei der vorliegenden
Erfindung nicht ankommt. Im Entladungsgefäß ist
eine Füllung aus Metallhalogeniden und Quecksilber sowie
einem Zündgas untergebracht, wie an sich bekannt. Die Metallhalogenide
bilden im ausgeschalteten Zustand ein Kondensat 3, das
an der Unterseite 2 des Entladungsgefäßes
ruht.
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Wird
diese horizontal liegende Metallhalogenidlampe im ausgeschalteten
Zustand bewegt, siehe 1b als Dre hung (Pfeil) dargestellt,
kommt das flüssige, ursprünglich auf der Brennerunterseite 2 befindliche
Metallhalogenid-Kondensat in Bewegung und dringt in den durch die
Drehung unten liegenden Kapillarbereich 4 ein, wo es in
größerer Menge dann schockartig auf die Elektrode
trifft, diese abkühlt und damit das Verlöschen
der Lampe bewirkt.
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In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Dabei hat das Entladungsgefäß 14 an
beiden Enden eine umlaufende Rinne 15. Solange das Entladungsgefäß horizontal
liegt, hat die Rinne keine Funktion. Wird das Entladungsgefäß gedreht,
siehe 2b, bewegt sich das Kondensat
in die unten liegende Rinne 15, die verhindert, dass es
in die Kapillare 4 gelangt. Steht die Lampe vertikal, siehe 2c,
verteilt sich das Kondensat 3 über die gesamte
Rinne 15.
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In 3 ist der Stand der Technik nochmals im
Hinblick auf ein anderes Problem dargestellt: bei Verwendung in
einem Fahrzeug ruht das Kondensat 3 wieder auf der Unterseite 2 des
Entladungsgefäßes, siehe 3a. Im
Fahrzeug unterliegt die horizontal liegende Lampe regelmäßig
einer Beschleunigung (Pfeil in 3a), die
das Kondensat 3 wegen seiner Trägheit bei der
Beschleunigung (Pfeil in 3b) in
eine Kapillare 4 drückt, obwohl die Lage der Lampe
unverändert bleibt. Da hier die Kräfte relativ
stark sind, genügt eine einzige Rinne nicht zuverlässig
für das Auffangen des Kondensats.
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Als
Lösung bewährt sich hier gemäß 4 eine innere Oberfläche des
Entladungsgefäßes mit einer Vielzahl kleiner Dellen 21,
so daß insbesondere die Oberfläche gerippelt wirken
kann, siehe 4a. Die gerippelte In nenoberfläche
fängt das bewegliche Kondensat 3 als kleine Tröpfchen
in jeder Delle auf. Wenn diese Tröpfchen bei starker Beschleunigung aus
den Dellen entweichen, werden sie in anderen Dellen wieder aufgefangen
und im Endeffekt gelangt nur ein kleiner Teil davon überhaupt
noch in die Kapillare 4, siehe 4b. Dabei
ist die Wärmekapazität dieses kleinen Teils des
Kondensats nicht ausreichend um die Funktion der Lampe zu stören.
Damit ist das Verlöschen der Lampe in bewegten Anwendungen
zuverlässig unterbunden.
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Konkrete
Anwendungen sind Metallhalogenidlampen für Film- oder Bühnenscheinwerfer,
sowie für Fahrzeugscheinwerfer. Selbstverständlich
ist die Erfindung nicht auf derartige Lampen und Anwendungen eingeschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6175188
B [0002]
- - EP 335202 A [0003]