DE102018206770A1 - Electrode for a discharge lamp, discharge lamp and method for producing an electrode - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Elektrode (10a, 10b, 10c, 10d), die eine Längserstreckungsrichtung (L), ein die Elektrode (10a, 10b, 10c, 10d) in der Längserstreckungsrichtung (L) begrenzendes Elektrodenplateau (12) und eine in der Längserstreckungsrichtung (L) verlaufende Elektrodenachse (A) aufweist, sowie einen ersten Elektrodenabschnitt (14) mit einem sich entlang der Elektrodenachse (A) in Richtung des Elektrodenplateaus (12) verjüngendem Querschnitt. Dabei weist der erste Elektrodenabschnitt (14) eine Oberfläche (14a) und mehrere in der Oberfläche (14a) angeordnete Vertiefungen (20) auf, wobei die Oberfläche (14a) in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse (A) einen ersten Winkel (φ, φ1, φ2) größer als 0° und kleiner als 90° mit der Elektrodenachse (A) einschließt. Weiterhin erstreckt sich eine jeweilige Vertiefung (20) bezüglich der Oberfläche (14a) in einer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung (H, H'), die mit der Oberfläche (14a) einen von einem rechten Winkel verschiedenen jeweiligen zweiten Winkel (β) einschließt, so dass eine jeweilige Vertiefung (20) in dem Querschnitt entlang der Elektrodenachse (A) betrachtet bezüglich einer Senkrechten zur Oberfläche (14a) asymmetrisch geformt ist. The invention relates to an electrode (10a, 10b, 10c, 10d) which has a longitudinal extension direction (L), an electrode plateau (12) delimiting the electrode (10a, 10b, 10c, 10d) in the longitudinal direction (L) and one in the longitudinal extension direction (L) extending electrode axis (A), and a first electrode portion (14) having a along the electrode axis (A) in the direction of the electrode plateau (12) tapered cross-section. In this case, the first electrode section (14) has a surface (14a) and a plurality of recesses (20) arranged in the surface (14a), the surface (14a) having a first angle (φ, φ1) in a cross section along the electrode axis (A) , φ2) greater than 0 ° and less than 90 ° with the electrode axis (A). Furthermore, a respective recess (20) extends with respect to the surface (14a) in a respective main extension direction (H, H ') which encloses with the surface (14a) a respective second angle (β) different from a right angle such that a respective recess (20) in the cross-section along the electrode axis (A) viewed asymmetrically with respect to a perpendicular to the surface (14a).
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrode für eine Entladungslampe, wobei die Elektrode eine Längserstreckungsrichtung und ein Elektrodenplateau aufweist, welches die Elektrode an einem Ende in ihrer Längserstreckungsrichtung begrenzt. Weiterhin weist die Elektrode eine in der Längserstreckungsrichtung verlaufende Elektrodenachse auf. Zudem weist die Elektrode in der Längserstreckungsrichtung einen ersten Elektrodenabschnitt mit einem sich entlang der Elektrodenachse in Richtung des Elektrodenplateaus verjüngenden Querschnitt auf. Außerdem weist der erste Elektrodenabschnitt eine Oberfläche und mehrere in der Oberfläche angeordnete Vertiefungen auf, wobei eine jeweilige Vertiefung zumindest teilweise um die Elektrodenachse verläuft und wobei die Oberfläche in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse einen ersten Winkel größer als 0° und kleiner als 90° mit der Elektrodenachse einschließt. Zur Erfindung gehören auch eine Entladungslampe mit einer solchen Elektrode und ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für eine Entladungslampe.The invention relates to an electrode for a discharge lamp, wherein the electrode has a longitudinal extension direction and an electrode plateau, which delimits the electrode at one end in its longitudinal direction. Furthermore, the electrode has an electrode axis extending in the longitudinal direction. In addition, in the longitudinal direction the electrode has a first electrode section with a cross section that tapers along the electrode axis in the direction of the electrode plateau. In addition, the first electrode portion has a surface and a plurality of recesses arranged in the surface, wherein a respective recess extends at least partially around the electrode axis and wherein the surface in a cross section along the electrode axis has a first angle greater than 0 ° and less than 90 ° with the Includes electrode axis. The invention also includes a discharge lamp with such an electrode and a method for producing an electrode for a discharge lamp.
Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Elektroden für Entladungslampen, insbesondere für Gleichstromentladungslampen, angesiedelt, wie sie zum Beispiel in Belichtern für die Halbleiterindustrie oder in Kinoprojektoren verwendet werden. Solche Lampen arbeiten mit einem Quecksilber- oder einem Xenonplasma, welches zwischen zwei gegenüberliegenden Elektroden, einer Anode und einer Kathode, erzeugt wird, die in der Regel von einem Quarzglaskolben umgeben sind. Die thermische Belastung in diesen Lampen ist oft sehr groß, sodass es zur Verdampfung von Anoden- und Kathodenmaterial kommt, welches in der Regel aus Wolfram, unter Umständen mit Zusätzen, besteht. Daraus resultiert oft eine verminderte Lichtleistung bedingt durch zwei Punkte: Zum einen können Verformungen und ein Rückbrand der Elektroden eintreten, die die Lichtausbeute der Lampen im Reflektor vermindern. Zum anderen kann sich das abgedampfte Material an dem Glaskolben der Lampe niederschlagen, wodurch es zu einer Schwärzung kommt, die ebenfalls die Lichtausbeute reduziert.The invention is in the field of electrodes for discharge lamps, in particular for DC discharge lamps, as used for example in imagesetters for the semiconductor industry or in cinema projectors. Such lamps operate with a mercury or a xenon plasma generated between two opposing electrodes, an anode and a cathode, which are usually surrounded by a quartz glass bulb. The thermal load in these lamps is often very large, so that it comes to evaporation of anode and cathode material, which is usually made of tungsten, possibly with additives. This often results in reduced light output due to two points: on the one hand, deformations and backburn of the electrodes can occur, which reduce the light output of the lamps in the reflector. On the other hand, the evaporated material can be deposited on the glass bulb of the lamp, which leads to a blackening, which also reduces the light output.
Durch eine Verringerung der Temperatur der Elektroden, besonders im plasmanahen Spitzenbereich, können nun sowohl Verformung als auch Abdampfung verringert werden. Somit ist es wünschenswert, die Elektrodentemperaturen im Lampenbetrieb herabzusetzen. Zu diesem Zweck können zum Beispiel Schichten mit einer höheren Emissivität auf die Elektroden aufgebracht werden. Beispiele hierfür sind Wolframschichten, wie zum Beispiel in der
Solche Rillen stellen entsprechend Vertiefungen dar, die gegenüber einer definierten Oberfläche vertieft sind. Zudem können Elektroden zum Beispiel einen zylinderförmigen Abschnitt sowie auch einen konusförmigen Abschnitt aufweisen, wobei ein solcher konusförmiger Abschnitt sich in Richtung des Elektrodenplateaus verjüngt, sodass entsprechend die Oberfläche dieses konusförmigen Abschnitts in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse einen Winkel zwischen 0 und 90° mit der Elektrodenachse einschließt. Die beschriebenen Rillen können dabei sowohl in konusförmigen Abschnitten nahe dem Elektrodenplateau als auch auf der Mantelfläche von zylinderförmigen Abschnitten von Elektroden eingebracht werden.Such grooves correspond to depressions which are recessed in relation to a defined surface. In addition, electrodes may for example have a cylindrical portion as well as a cone-shaped portion, wherein such a cone-shaped portion tapers in the direction of the electrode plateau, so corresponding to the surface of this conical portion in a cross section along the electrode axis an angle between 0 and 90 ° with the electrode axis includes. The grooves described can be introduced both in conical sections near the electrode plateau and on the lateral surface of cylindrical sections of electrodes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrode, eine Entladungslampe und ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode bereitzustellen, welche eine möglichst effiziente Erniedrigung der Elektrodentemperatur im Lampenbetrieb ermöglichen.The object of the present invention is to provide an electrode, a discharge lamp and a method for producing an electrode, which allow the most efficient possible lowering of the electrode temperature in lamp operation.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Elektrode, eine Entladungslampe und ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved by an electrode, a discharge lamp and a method for producing an electrode having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Elektrode für eine Entladungslampe weist eine Längserstreckungsrichtung und ein Elektrodenplateau auf, welches die Elektrode an einem Ende in ihrer Längserstreckungsrichtung begrenzt. Darüber hinaus weist die Elektrode eine in der Längserstreckungsrichtung verlaufende Elektrodenachse auf, wobei die Elektrode in der Längserstreckungsrichtung weiterhin einen ersten Elektrodenabschnitt mit einem sich entlang der Elektrodenachse in Richtung des Elektrodenplateaus verjüngenden Querschnitt aufweist. Dabei weist der erste Elektrodenabschnitt eine Oberfläche und mehrere in der Oberfläche angeordnete Vertiefungen auf, wobei eine jeweilige Vertiefung zumindest teilweise um die Elektrodenachse verläuft. Zudem schließt die Oberfläche in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse einen ersten Winkel größer als 0° und kleiner als 90° mit der Elektrodenachse ein. Des Weiteren erstreckt sich eine jeweilige Vertiefung bezüglich der Oberfläche in einer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung , die mit der Oberfläche einen von einem rechten Winkel verschiedenen jeweiligen zweiten Winkel einschließt, so dass eine jeweilige Vertiefung in dem Querschnitt entlang der Elektrodenachse betrachtet bezüglich einer Senkrechten zur Oberfläche (
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die bisherigen senkrecht zur Oberfläche orientierten Strukturen gerade im konusförmigen Teil der Elektroden den Nachteil bergen, dass der Wärmeeintrag durch Absorption der Strahlung aus dem Lichtbogen erhöht ist. Dagegen wird, wenn die mehreren eine Strukturierung bildenden Vertiefungen nicht senkrecht zur Oberfläche geneigt sind, sondern in einem anderen Winkel zur Oberfläche und zum Beispiel senkrecht zur Elektrodenachse, die Plasmastrahlung zu einem größeren Teil reflektiert, und zwar in Richtung Kolben. Dies verbessert die Wärmeabfuhr in dem hinteren Bereich der Lampe, das heißt in Richtung der Halteelemente und des Sockels. Indem also die jeweiligen Vertiefungen sich in ihre Haupterstreckungsrichtung nicht in einem rechten Winkel zur Oberfläche erstrecken, sondern in einem zweiten Winkel, sodass die jeweiligen Vertiefungen bezüglich einer Senkrechten zur Oberfläche asymmetrisch geformt, also zum Beispiel gegenüber dieser Senkrechten geneigt sind, lässt sich eine deutlich effizientere Kühlung der Elektrode durch diese durch die jeweiligen Vertiefungen bereitgestellten Rillen beziehungsweise Strukturen bereitstellen. Zudem ergeben sich durch solche Strukturen beziehungsweise Vertiefungen gerade im konusförmigen Bereich einer Elektrode noch weitere Vorteile, insbesondere gegenüber Beschichtungen zur Erhöhung der Wärmeemission. Wolframschichten leiten dabei die Wärme nur in einem sehr unzureichenden Maße ab. Die Keramikschichten weisen bezüglich der Wärmeabfuhr zwar große Vorteile auf, allerdings haben sie den Nachteil, dass sie nicht so temperaturstabil sind wie beispielsweise Wolframschichten. Kritische Temperaturen finden sich besonders nahe der Elektrodenspitzen, insbesondere bis zu 2.700 Grad Celsius. So gibt es sowohl auf der Anodenseite als auch auf der Kathodenseite einen spitzennahen Bereich, der sinnvollerweise nicht mit einer Keramik beschichtet werden sollte, weil sich diese sonst im Laufe des Lampenbetriebs zersetzt oder abdampft. Zudem können sich Schichtbestandteile am Kolben niederschlagen und hier die Transmission mindern. Für die Beschichtung kritische Temperaturen können ebenfalls beim Zünden der Lampe auftreten. Setzt der heiße Bogen, der mehrere 1000 Grad Celsius besitzt, auf der Beschichtung an, so kann diese partiell zerstört werden, woraus die zuvor beschriebenen Probleme entstehen. Strukturierte Oberflächen, das heißt also die die Vertiefungen aufweisende Oberfläche, zeigen diese Temperaturempfindlichkeit vorteilhafterweise nicht. Da gerade der Konusteil einer Elektrode in der Regel sehr nahe an dem Elektrodenplateau angeordnet ist, ist es besonders vorteilhaft, in diesem Elektrodenabschnitt derartige, eine Struktur bereitstellende Vertiefung vorzusehen.The invention is based on the recognition that the previous structures oriented perpendicular to the surface, especially in the cone-shaped part of the electrodes, have the disadvantage that the heat input is increased by absorption of the radiation from the arc. In contrast, if the plurality of patterning recesses are not inclined perpendicular to the surface but at a different angle to the surface and, for example, perpendicular to the electrode axis, the plasma radiation will be reflected to a greater extent in the direction of the bulb. This improves the heat dissipation in the rear area of the lamp, that is to say in the direction of the holding elements and the base. Thus, as the respective recesses do not extend in their main extension direction at a right angle to the surface, but at a second angle such that the respective recesses are asymmetrically shaped with respect to a normal to the surface, ie, for example, inclined with respect to that perpendicular, a significantly more efficient one can be achieved Provide cooling of the electrode by these provided by the respective recesses grooves or structures. In addition, such structures or depressions, especially in the cone-shaped region of an electrode, give rise to further advantages, in particular over coatings for increasing the heat emission. Tungsten layers dissipate the heat only to a very inadequate extent. Although the ceramic layers have great advantages in terms of heat dissipation, they have the disadvantage that they are not as temperature-stable as, for example, tungsten layers. Critical temperatures are found especially near the electrode tips, in particular up to 2,700 degrees Celsius. Thus, there is an area close to the tip on both the anode side and the cathode side, which should not be coated with a ceramic, because otherwise it decomposes or evaporates during lamp operation. In addition, layer components can precipitate on the piston and reduce the transmission here. Critical temperatures for the coating can also occur when the lamp is ignited. If the hot arc, which has several 1000 degrees Celsius, on the coating, so this can be partially destroyed, resulting in the problems described above. Structured surfaces, ie the surface having the recesses, advantageously do not show this temperature sensitivity. Since the cone part of an electrode is usually arranged very close to the electrode plateau, it is particularly advantageous to provide such a structure-providing depression in this electrode section.
Die Senkrechte zur Oberfläche des ersten Elektrodenabschnitts, bezüglich welcher eine jeweilige Vertiefung asymmetrisch geformt ist, kann so definiert sein, dass diese durch den Mittelpunkt einer Verbindungslinie zwischen zwei Punkten der Oberfläche verläuft, die beidseitige Randpunkte oder Begrenzungspunkte einer betreffenden Vertiefung betrachtet im Querschnitt durch die Elektrodenachse darstellen, wobei diese Senkrechte weiterhin senkrecht auf dieser Verbindungslinie steht. Grenzen die Vertiefungen in der Oberfläche zum Beispiel unmittelbar aneinander an, so ist zwischen je zwei Vertiefungen ein Maximum gebildet, welches einen solchen Randpunkt definiert. Die Oberfläche des ersten Elektrodenabschnitts kann im Querschnitt betrachtet zum Teil auch nur aus solchen Randpunkten oder Randbereichen bestehen. Die Haupterstreckungsrichtung kann beispielsweise so definiert sein, dass diese im Querschnitt durch die Elektrodenachse betrachtet durch den Mittelpunkt oben definierter Verbindungslinie zwischen zwei Punkten der Oberfläche verläuft, die beidseitige Randpunkte oder Begrenzungspunkte einer betreffenden Vertiefung betrachtet im Querschnitt durch die Elektrodenachse darstellen, und durch das Minimum der betreffenden Vertiefung in diesem Querschnitt betrachtet, wobei das Minimum den Punkt oder Bereich der Vertiefung darstellt, der den größten Abstand zur Oberfläche bzw. zur oben definierten Verbindungslinie aufweist. Weiterhin stellt diese Oberfläche des ersten Elektrodenabschnitts vorzugsweise eine Konusfläche dar.The perpendicular to the surface of the first electrode portion, with respect to which a respective recess is asymmetrically shaped, may be defined to pass through the center of a connecting line between two points of the surface, the two-sided edge points or boundary points of a respective recess viewed in cross-section through the electrode axis represent, this vertical is still perpendicular to this connecting line. If, for example, the depressions in the surface directly adjoin one another, a maximum is formed between each two depressions, which defines such an edge point. The surface of the first electrode section can, seen in cross-section, in part only consist of such edge points or edge regions. The main direction of extension can for example be defined so that it extends in cross section through the electrode axis through the center defined above connecting line between two points of the surface, the two-sided edge points or boundary points of a respective depression considered in cross section through the electrode axis represent, and by the minimum of considered in this cross section, wherein the minimum represents the point or area of the recess, which has the greatest distance from the surface or to the above-defined connecting line. Furthermore, this surface of the first electrode section preferably represents a conical surface.
Die Elektrode kann im Allgemeinen als eine Kathode oder auch eine Anode ausgebildet sein. Weiterhin ist die Elektrode vorzugsweise rotationssymmetrisch um die in der Längserstreckungsrichtung verlaufende Rotationsachse ausgebildet. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Vertiefungen die Elektrodenachse nicht nur zum Teil sondern vollständig umlaufen, zum Beispiel ringförmig. Dadurch kann die durch die Vertiefungen bereitgestellte vergrößerte Oberfläche maximiert werden.The electrode may be generally formed as a cathode or an anode. Furthermore, the electrode is preferably formed rotationally symmetrical about the axis of rotation extending in the longitudinal direction. Furthermore, it is advantageous if the depressions not only partially but completely circulate the electrode axis, for example annularly. Thereby, the increased surface provided by the recesses can be maximized.
Zudem ist die Elektrode oder zumindest der Grundkörper vorzugsweise zum Großteil aus Wolfram gebildet, insbesondere im Wesentlichen vollständig aus Wolfram. Insbesondere kann die Elektrode beziehungsweise ihr Grundkörper vollständig bis auf optionale Dotierungen des Wolframmaterials, zum Beispiel Thoriumoxid, Lanthanoxid, Zirkonoxid, Kohlenstoff und/oder Kalium, aus Wolfram bestehen. Die Dotierung kann zum Beispiel kleiner als 2% sein. Durch Dotierungen lässt sich zum Beispiel die Elektronenemissivität der Elektrode erhöhen.In addition, the electrode or at least the main body is preferably formed largely of tungsten, in particular substantially entirely of tungsten. In particular, the electrode or its basic body can be made entirely of tungsten, except for optional dopings of the tungsten material, for example thorium oxide, lanthanum oxide, zirconium oxide, carbon and / or potassium. The doping can for Example be less than 2%. By doping, for example, the electron emission of the electrode can be increased.
Darüber hinaus können die jeweiligen Vertiefungen derart geformt sein, dass die jeweiligen Haupterstreckungsrichtungen in dem Querschnitt entlang der Elektrodenachse betrachtet ausgehend von der Oberfläche in Richtung der Elektrodenachse in einer zu dem Elektrodenplateau hinweisenden Richtung gegenüber der Senkrechten zur Oberfläche geneigt sind. Dadurch ergibt sich also beispielswiese eine sägezahnähnliche Oberflächenstruktur mit Zacken, die vom Elektrodenplateau weggeneigt sind. Diese Struktur ist bezüglich der Reflexion der Plasmastrahlung besonders effizient.Moreover, the respective recesses may be formed such that the respective main extension directions in the cross section along the electrode axis, starting from the surface in the direction of the electrode axis, are inclined in a direction toward the electrode plateau with respect to the normal to the surface. Thus, for example, this results in a sawtooth-like surface structure with teeth, which are inclined away from the electrode plateau. This structure is particularly efficient with respect to the reflection of the plasma radiation.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schließen die jeweiligen Haupterstreckungsrichtungen in ihrer theoretischen Verlängerung in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse mit der Elektrodenachse einen dritten Winkel ein, der zwischen 70° und 110°, vorzugsweise zwischen 80° und 100°. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein Bereich um 90° erwiesen, so dass es besonders bevorzugt ist, wenn dieser dritte Winkel zwischen 85° und 95° liegt, besser noch zwischen 88° und 92° liegt und besonders bevorzugt 90° beträgt. Es hat sich gezeigt, dass die Wärmeabfuhr gerade dann optimal ist, wenn sich die Vertiefungen im Wesentlichen senkrecht zur Elektrodenachse erstrecken. Daher kann durch eine derartige Ausbildung der Vertiefungen, die sich senkrecht zur Elektrodenachse erstrecken, oder zumindest in einem Winkelbereich nahe eines rechten Winkels die Wärmeabfuhr besonders effizient gestaltet werden.In a further advantageous embodiment of the invention include the respective main extension directions in their theoretical extension in a cross section along the electrode axis with the electrode axis a third angle, between 70 ° and 110 °, preferably between 80 ° and 100 °. In this case, a region around 90 ° has proven to be particularly advantageous, so that it is particularly preferred if this third angle lies between 85 ° and 95 °, better still lies between 88 ° and 92 ° and particularly preferably is 90 °. It has been shown that the heat dissipation is optimal just when the recesses extend substantially perpendicular to the electrode axis. Therefore, by such a configuration of the recesses, which extend perpendicular to the electrode axis, or at least in an angular range near a right angle, the heat dissipation can be made particularly efficient.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist eine jeweilige Vertiefung eine erste Flankenfläche auf, welche von der Oberfläche zu einem Minimum der Vertiefung , zum Beispiel geradlinig oder auch gekrümmt, verläuft und welche dem Elektrodenplateau abgewandt ist, wobei eine jeweilige Vertiefung weiterhin eine der jeweiligen ersten Flankenfläche gegenüberliegende zweite Flankenfläche aufweist, welche von der Oberfläche zu dem jeweiligen Minimum der jeweiligen Vertiefung verläuft und welche dem Elektrodenplateau zugewandt ist, wobei eine jeweilige erste Länge der ersten Flankenfläche vom Minimum bis zur Oberfläche in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse kleiner ist als eine jeweilige zweite Länge der zweiten Flankenfläche vom Minimum zur Oberfläche im Querschnitt entlang der Elektrodenachse. Im Querschnitt entlang der Elektrodenachse betrachtet können die jeweiligen Vertiefungen also zum Beispiel sägezahnartig verlaufen, zum Beispiel zickzackförmig, wobei die dem Elektrodenplateau zugewandten Flanken länger sind als die dem Elektrodenplateau abgewandten Flanken, sodass die letztendlich so gebildeten Vertiefungen beziehungsweise Stege vom Elektrodenplateau weggeneigt sind.In a further advantageous embodiment of the invention, a respective recess has a first flank surface, which extends from the surface to a minimum of the recess, for example rectilinear or curved, and which faces away from the electrode plateau, wherein a respective recess further one of the respective first Flank surface opposite second flank surface which extends from the surface to the respective minimum of the respective recess and which faces the electrode plateau, wherein a respective first length of the first flank surface from the minimum to the surface in a cross section along the electrode axis is smaller than a respective second Length of the second flank surface from the minimum to the surface in cross section along the electrode axis. Viewed in cross-section along the electrode axis, the respective recesses can thus extend, for example, sawtooth-like, for example, zigzag, the flanks facing the electrode plateau being longer than the flanks facing away from the electrode plateau, so that the recesses or webs ultimately formed are inclined away from the electrode plateau.
Das Minimum stellt insbesondere den in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse am weitesten von der Oberfläche entfernten Punkt bzw. Bereich der Vertiefung dar. Das Minimum einer Vertiefung bildet also vorzugsweise eine um die Elektrodenachse umlaufende Linie oder einen umlaufenden Bereich.In particular, the minimum represents the point or region of the depression furthest away from the surface in a cross section along the electrode axis. The minimum of a depression thus preferably forms a line running around the electrode axis or a circumferential region.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Verhältnis der ersten Länge zur zweiten Länge höchstens 0,9 beträgt. Ist das Verhältnis größer als 0,9,so kommt der Vorteil der verringerten Absorption der Plasmastrahlung gegenüber von senkrecht zur Oberfläche ausgerichteten Vertiefungen nur noch geringfügig zum Tragen. Durch ein Längenverhältnis kleiner als 0,9 kann so eine besonders effiziente Verringerung der Absorption bereitgestellt werden.It is furthermore particularly advantageous if the ratio of the first length to the second length is at most 0.9. If the ratio is greater than 0.9, the advantage of the reduced absorption of the plasma radiation compared to depressions aligned perpendicular to the surface is only marginally significant. By an aspect ratio smaller than 0.9, a particularly efficient reduction of the absorption can be provided.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Verhältnis der ersten Länge zur zweiten Länge mindestens 0,6 beträgt. Hierdurch kann eine besonders effiziente thermische Emission erreicht werden. Dies ist dadurch bedingt, dass im Wesentlichen der Bereich der Rillen zu der erhöhten thermischen Emission beiträgt, bei dem die beiden Flankenflächen zweier benachbarter Vertiefungen, also einander zugewandter Flankenflächen zweier benachbarter Vertiefungen, sich noch gegenüberstehen, aufgrund der durch den so gebildeten Hohlraum bedingten Schwarzkörperstrahlung. Je kleiner also das Verhältnis der ersten Länge zur zweiten Länge wird, desto mehr Material muss abgetragen werden, ohne dass sich bei einem Verhältnis kleiner als 0,6 ein weiter zunehmender positiver Einfluss auf das Emissionsverhalten einstellt.Furthermore, it is preferred that the ratio of the first length to the second length is at least 0.6. As a result, a particularly efficient thermal emission can be achieved. This is due to the fact that substantially the region of the grooves contributes to the increased thermal emission, in which the two flank surfaces of two adjacent depressions, ie mutually facing flank surfaces of two adjacent depressions, still face each other, due to the black body radiation caused by the cavity thus formed. Thus, the smaller the ratio of the first length to the second length becomes, the more material has to be removed, without a further increasing positive influence on the emission behavior being established at a ratio smaller than 0.6.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die erste und die zweite Flankenfläche einer jeweiligen Vertiefung im Querschnitt entlang der Elektrodenachse geradlinig und schneiden sich im Minimum der jeweiligen Vertiefung, wobei eine Winkelhalbierende der ersten und zweiten Flankenfläche einer jeweiligen Vertiefung im Querschnitt entlang der Elektrodenachse in der Haupterstreckungsrichtung verläuft. Die Vertiefungen können also gewissermaßen eine geneigte Zickzackstruktur haben beziehungsweise in ihrem Querschnitt dreiecksförmig ausgebildet sein, wobei dann die Haupterstreckungsrichtung dieser Vertiefungen durch die Winkelhalbierende definiert ist. Geradlinig verlaufende Flankenflächen, insbesondere in Bezug auf den Querschnitt entlang der Elektrodenachse betrachtet, lassen sich herstellungstechnisch besonders einfach realisieren. Im Allgemeinen sind aber auch andere Formgebungen denkbar.In a further advantageous embodiment of the invention, the first and the second flank surface of a respective recess in the cross section along the electrode axis rectilinear and intersect at the minimum of the respective recess, wherein an angle bisector of the first and second flank surface of a respective recess in cross section along the electrode axis in the Main extension direction runs. The depressions can thus have a kind of inclined zigzag structure or triangular shape in their cross section, in which case the main extension direction of these depressions is defined by the bisecting line. Straight flank surfaces, in particular Considered with respect to the cross section along the electrode axis, manufacturing technology can be implemented particularly easily. In general, however, other shapes are conceivable.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn im Querschnitt entlang der Elektrodenachse eine Breite einer jeweiligen Vertiefung kleiner ist als die erste Länge der ersten Flankenfläche einer jeweiligen Vertiefung, insbesondere wobei die Breite höchstens halb so groß ist wie die erste Länge. Wenn die Höhe der Erhöhungen beziehungsweise die korrespondierende Tiefe zwischen den Vertiefungen im Verhältnis zur Strukturbreite deutlich größer ist, kann dadurch vorteilhafterweise ebenfalls eine erhöhte Abstrahlung erzielt werden, da hierdurch eine vergrößerte Oberfläche bereitgestellt werden kann.Furthermore, it is particularly advantageous if, in cross section along the electrode axis, a width of a respective depression is smaller than the first length of the first flank surface of a respective depression, in particular wherein the width is at most half as large as the first length. If the height of the elevations or the corresponding depth between the depressions is significantly greater in relation to the structure width, an increased radiation can advantageously also be achieved, since an enlarged surface can thereby be provided.
Die Vertiefungen müssen aber nicht notwendigerweise im Minimum spitz zulaufen, sondern können auch mehr oder weniger abgerundet ausgebildet sein. Daher ist es auch denkbar, dass der erste Flankenbereich im Minimum der jeweiligen Vertiefung kontinuierlich in den zweiten Flankenbereich übergeht, sodass die jeweilige Vertiefung eine Rundung im Bereich des Minimums aufweist. In gleicher Weise kann dies auch für die zwischen je zwei benachbart angeordneten Vertiefungen befindlichen Maxima gelten.However, the depressions do not necessarily have to be tapered to a minimum, but may also be more or less rounded. Therefore, it is also conceivable that the first flank region merges continuously in the minimum of the respective depression into the second flank region, so that the respective depression has a rounding in the region of the minimum. In the same way, this can also apply to the maxima located between two adjacently arranged depressions.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schließt ein jeweiliger erster Flankenbereich einer jeweiligen Vertiefung sich an den zweiten Flankenbereich der Vertiefung unmittelbar an. Zudem können auch benachbarte Vertiefungen direkt aneinander anschließen. Diese Ausführungsform hat den großen Vorteil, dass so sehr viele Vertiefungen auf möglichst geringer Oberfläche angeordnet werden können, wodurch die durch die Vertiefungen beziehungsweise durch diese bereitgestellte Strukturierung der Oberfläche eine möglichst große Oberfläche zur Abstrahlung von Wärme zur Verfügung steht.In a further advantageous embodiment of the invention, a respective first flank region of a respective depression directly adjoins the second flank region of the depression. In addition, adjacent wells can connect directly to each other. This embodiment has the great advantage that so many depressions can be arranged on the smallest possible surface, so that the largest possible surface for the radiation of heat is available through the depressions or through these provided structuring of the surface.
Aber auch hier sind andere Ausgestaltungen denkbar. Zum Beispiel kann es auch vorgesehen sein, dass ein jeweiliger erster Flankenbereich einer jeweiligen Vertiefung von dem zweiten Flankenbereich der gleichen oder einer benachbarten Vertiefung räumlich getrennt ist und mit dem zweiten Flankenbereich der gleichen oder der benachbarten Vertiefung über einen, insbesondere im Querschnitt entlang der Elektrodenachse betrachtet geradlinig oder gekrümmt verlaufenden, Abschnitt der Oberfläche verbunden ist. Dabei ist es bevorzugt, dass dieser Abschnitt dennoch möglichst kurz ist, zum Beispiel maximal so lang wie die Breite einer Vertiefung, um eine möglichst große Oberfläche bereitstellen zu können.But here too, other embodiments are conceivable. For example, it can also be provided that a respective first flank region of a respective depression is spatially separated from the second flank region of the same or an adjacent depression and viewed with the second flank region of the same or adjacent depression over one, in particular in cross-section along the electrode axis straight or curved extending portion of the surface is connected. It is preferred that this section is still as short as possible, for example, as long as the width of a depression in order to provide the largest possible surface.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Elektrode einen zweiten Elektrodenabschnitt auf, insbesondere einen zylinderförmigen Elektrodenabschnitt, wobei der erste Elektrodenabschnitt in der Längserstreckungsrichtung zwischen dem zweiten Elektrodenabschnitt und dem Elektrodenplateau angeordnet ist. Theoretisch kann auch dieser zweite Elektrodenabschnitt auf seiner Mantelfläche entsprechende Erhebungen beziehungsweise Vertiefungen, zumindest bereichsweise, aufweisen, was jedoch aus den später noch beschriebenen Gründen weniger bevorzugt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the electrode has a second electrode section, in particular a cylindrical electrode section, wherein the first electrode section is arranged in the longitudinal direction between the second electrode section and the electrode plateau. Theoretically, this second electrode section can also have corresponding elevations or depressions, at least in regions, on its lateral surface, which however is less preferred for reasons which will be described later.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der erste Elektrodenabschnitt als konusförmiger Elektrodenabschnitt ausgebildet ist, das heißt also als Kegel oder Kegelstumpf. Dabei kann der erste Elektrodenabschnitt an den zweiten Elektrodenabschnitt und an das Elektrodenplateau angrenzen. Mit anderen Worten stellt das Elektrodenplateau den Stumpf bzw. die Deckfläche des konusförmigen ersten Elektrodenabschnitts dar, und zudem stellt der erste Elektrodenabschnitt den einzigen konusförmigen Elektrodenabschnitt der Elektrode dar. Jedoch sind auch hier wiederum andere Geometrien denkbar, die unter Umständen aus verschiedenen prozesstechnischen Gründen sinnvoll sein können. Beispielsweise kann die Elektrode auch mehrere, vorzugsweise zwei, Konusflächen besitzen. Mit anderen Worten kann die Elektrode einen konusförmigen dritten Elektrodenabschnitt aufweisen, der einen Öffnungswinkel aufweist, der sich vom Öffnungswinkel des ersten Elektrodenabschnitts, der durch den ersten Winkel bereitgestellt ist, verschieden ist, wobei der erste Elektrodenabschnitt entweder zwischen dem zweiten Elektrodenabschnitt und dem dritten Elektrodenabschnitt angeordnet ist oder der dritte Elektrodenabschnitt zwischen dem zweiten Elektrodenabschnitt und dem ersten Elektrodenabschnitt angeordnet ist. Die Elektrode kann also mehrere konusförmige Abschnitte aufweisen, die sich in ihrem Öffnungswinkel zueinander unterscheiden. Die im Rahmen der Erfindung und ihren Ausgestaltungen beschriebenen Vertiefungen können dabei in entsprechender Weise auf jedem dieser mehreren konusförmigen Abschnitte oder auch nur auf einem einzigen dieser konusförmigen Abschnitte angeordnet sein. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass nur der erste konusförmige Elektrodenabschnitt die beschriebenen Vertiefungen aufweist, wobei dieser Elektrodenabschnitt zwischen dem zylinderförmigen zweiten Elektrodenabschnitt und dem ebenfalls konusförmigen dritten Elektrodenabschnitt angeordnet ist. Hierdurch kann zum Beispiel ein Schutz der Strukturierung, zum Beispiel bei der Verbindung mit anderen Lampenteilen, bereitgestellt werden.Furthermore, it is preferred that the first electrode section is designed as a cone-shaped electrode section, that is to say as a cone or truncated cone. In this case, the first electrode section can adjoin the second electrode section and the electrode plateau. In other words, the electrode plateau represents the stump or the top surface of the cone-shaped first electrode portion, and moreover, the first electrode portion is the only cone-shaped electrode portion of the electrode. However, again other geometries are conceivable here, which may make sense for different process engineering reasons can. For example, the electrode may also have a plurality, preferably two, conical surfaces. In other words, the electrode may have a cone-shaped third electrode portion having an opening angle different from the opening angle of the first electrode portion provided by the first angle, wherein the first electrode portion is disposed either between the second electrode portion and the third electrode portion or the third electrode portion is disposed between the second electrode portion and the first electrode portion. The electrode can thus have a plurality of cone-shaped sections, which differ in their opening angle to each other. The recesses described in the context of the invention and its embodiments can be arranged in a corresponding manner on each of these several conical sections or even on a single one of these conical sections. For example, it may be provided that only the first cone-shaped electrode section has the recesses described, wherein this electrode section is arranged between the cylindrical second electrode section and the likewise cone-shaped third electrode section. In this way, for example, a protection of structuring, for example, in the connection with other lamp parts, can be provided.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der zweite Elektrodenabschnitt zumindest in einem Bereich eine keramische Beschichtung zur Erhöhung der Wärmeemission aufweist. Hierdurch lässt sich die Wärmeabfuhr noch zusätzlich steigern. Zudem sind die Keramikbeschichtungen in Bezug auf die Wärmeabfuhr deutlich effizienter als zum Beispiel Wolframbeschichtungen. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die keramische Beschichtung zum Beispiel eine Teilchenverbund-Beschichtung aus einer Matrixschicht und in die Matrixschicht eingelagerten Partikeln ausgebildet ist. Die die Matrixschicht bereitstellende Substanz kann zum Beispiel durch ZrO2 bereitgestellt werden. Als eingelagerte Partikel eignen sich vor allem Wolframpartikel. Besonders bevorzugt ist die keramische Beschichtung zu mindestens 10 Volumenprozent aus der keramischen Substanz gebildet, und die Wolframpartikel stellen vorzugsweise zwischen 2 Volumenprozent und 40 Volumenprozent der Beschichtung bereit. Eine solche Beschichtung hat sich als besonders effizient bezüglich der Erhöhung der Wärmeemission gezeigt. Als Matrixwerkstoffe kommen neben ZrO2 auch andere in Betracht. Der Schmelzpunkt solcher Werkstoffe sollte möglichst hoch sein, bevorzugt größer als 2.000 Grad Celsius, besonders bevorzugt größer als 2.500 Grad Celsius. Geeignete Werkstoffklassen sind unter anderem Oxide, Fluoride, Karbide und Nitride, beispielsweise auch MgF2, SiC beziehungsweise AIN. Als besonders geeignet für eine oxydische Matrixschicht hat sich jedoch ZrO2 erwiesen, da es eine hohe mechanische Stabilität mit hoher Transparenz verbindet. Die Matrix verleiht der Metallstruktur der eingelagerten Wolframpartikel Stabilität. Dies kann durch Zugabe von Y2U3 und/oder MgO weiter erhöht werden. Alternativ kann die Matrixschicht auch nur aus Y2U3 beziehungsweise MgO anstelle von ZrO2 bestehen. Furthermore, it is advantageous if the second electrode section has a ceramic coating for increasing the heat emission, at least in one area. As a result, the heat dissipation can be further increased. In addition, the ceramic coatings are much more efficient in terms of heat dissipation than, for example, tungsten coatings. Furthermore, it is particularly advantageous if the ceramic coating, for example, a particle composite coating of a matrix layer and in the matrix layer embedded particles is formed. The substance providing the matrix layer may be provided by ZrO 2 , for example. As embedded particles are especially tungsten particles. More preferably, the ceramic coating is at least 10% by volume formed from the ceramic substance, and the tungsten particles preferably provide between 2% and 40% by volume of the coating. Such a coating has been found to be particularly efficient in increasing heat emission. Other suitable matrix materials besides ZrO 2 are others. The melting point of such materials should be as high as possible, preferably greater than 2,000 degrees Celsius, more preferably greater than 2,500 degrees Celsius. Suitable classes of materials include oxides, fluorides, carbides and nitrides, for example, MgF 2 , SiC or AIN. However, ZrO 2 has proven to be particularly suitable for an oxidic matrix layer since it combines high mechanical stability with high transparency. The matrix gives stability to the metal structure of the embedded tungsten particles. This can be further increased by adding Y 2 U 3 and / or MgO. Alternatively, the matrix layer may consist only of Y 2 U 3 or MgO instead of ZrO 2 .
Eine keramische Beschichtung weist gerade im zylinderförmigen Bereich der Elektrode besonders große Vorteile, vor allem auch gegenüber dem Vorsehen einer Strukturierung bzw. von Erhöhungen auf. Zum einen ist die keramische Beschichtung deutlich günstiger. Zudem kann aber auch eine effizientere Kühlung der Elektrode bereitgestellt werden. Da zudem der zylindrische Elektrodenabschnitt deutlich weiter vom Elektrodenplateau entfernt ist als der konische Elektrodenabschnitt, ist auch die Gefahr einer Beschädigung der Beschichtung durch zu hohe Temperaturen nicht gegeben oder zumindest deutlich verringert. Daher ist es bevorzugt, dass ein möglichst großer Bereich der Mantelfläche des zylindrischen Elektrodenabschnitts, zum Beispiel mindestens 90% der Oberfläche des zweiten Elektrodenabschnitts, eine solche keramische Beschichtung aufweist.A ceramic coating has especially in the cylindrical region of the electrode particularly great advantages, especially against the provision of structuring or elevations. First, the ceramic coating is much cheaper. In addition, however, a more efficient cooling of the electrode can be provided. In addition, since the cylindrical electrode portion is significantly further away from the electrode plateau than the conical electrode portion, the risk of damage to the coating due to excessive temperatures is not given or at least significantly reduced. Therefore, it is preferred that the largest possible area of the lateral surface of the cylindrical electrode section, for example at least 90% of the surface of the second electrode section, has such a ceramic coating.
Weiterhin ist es deshalb auch besonders vorteilhaft, wenn, wie dies gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Fall ist, der zweite Elektrodenabschnitt keine Oberflächenstrukturen, das heißt also keine eingelaserte Rillenstruktur oder ähnliches, aufweist, da so eine möglichst große Fläche für die keramische Beschichtung zur Verfügung steht.Furthermore, it is therefore also particularly advantageous if, as is the case according to a further preferred embodiment of the invention, the second electrode section has no surface structures, that is to say no lasered groove structure or the like, since in this way the largest possible area for the ceramic coating is available.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Entladungslampe, insbesondere eine Hochdruckentladungslampe, mit einer erfindungsgemäßen Elektrode oder einer ihrer Ausgestaltungen. Insbesondere kann die Entladungslampe auch zwei der erfindungsgemäßen Elektroden oder zwei ihrer Ausgestaltungen aufweisen, wobei dann vorzugsweise eine der Elektroden als Anode und eine als Kathode ausgebildet ist.Furthermore, the invention relates to a discharge lamp, in particular a high-pressure discharge lamp, with an electrode according to the invention or one of its embodiments. In particular, the discharge lamp may also have two of the electrodes according to the invention or two of their embodiments, wherein then preferably one of the electrodes is formed as an anode and one as a cathode.
Die Elektroden können dabei in einem Lampenkolben der Entladungslampe angeordnet sein, wobei dieser Lampenkolben mit einem Gasgemisch gefüllt ist. Die Entladungslampe kann zudem wie die eingangs beschriebenen Lampen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Entladungslampe als Xenon-Kurzbogenlampe ausgebildet sein. Eine solche Lampe, die auch OSRAM XBO®-Lampe genannt wird, kann im Allgemeinen zum Beispiel mit einem Gasgemisch, welches ein Edelgas, wie Argon, Xenon, Krypton, enthält, ausgebildet sein. OSRAM XBO®-Lampen emittieren Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich und werden beispielsweise bei der klassischen und digitalen Filmprojektion eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Entladungslampe als Lampe mit einem Quecksilber umfassenden Gasgemisch ausgebildet ist, wie zum Beispiel OSRAM HBO®-Lampen. Die Entladungslampe kann zum Beispiel als Quecksilberkurzbogenlampe ausgebildet sein. Solche Lampen emittieren Licht zumindest zum Teil im UV-Bereich und können zum Beispiel bei der lithografischen Strukturierung von Halbleitern verwendet werden. Da OSRAM HBO®-Lampen üblicherweise in einem deutlich höheren Preissegment als OSRAM XBO®-Lampen angesiedelt sind, ist die Verwendung der lebensdauererhöhenden erfindungsgemäßen Elektrode oder einer ihrer Ausgestaltungen hier besonders rentabel.The electrodes can be arranged in a lamp envelope of the discharge lamp, this lamp envelope being filled with a gas mixture. The discharge lamp can also be designed as the lamps described above. For example, the discharge lamp may be formed as a xenon short-arc lamp. Such a lamp, which is also called an OSRAM XBO® lamp, may generally be formed, for example, with a gas mixture containing a noble gas such as argon, xenon, krypton. OSRAM XBO® lamps emit light in the visible wavelength range and are used, for example, in classical and digital film projection. However, it is particularly advantageous if the discharge lamp is designed as a lamp with a mercury-comprising gas mixture, such as OSRAM HBO® lamps. The discharge lamp may be formed, for example, as a mercury short-arc lamp. Such lamps emit light at least partially in the UV range and can be used, for example, in the lithographic patterning of semiconductors. Since OSRAM HBO® lamps are usually located in a significantly higher price segment than OSRAM XBO® lamps, the use of the lifetime-enhancing electrode according to the invention or one of its embodiments is particularly profitable here.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für eine Entladungslampe, wobei ein Elektrodengrundkörper bereitgestellt wird, der eine Längserstreckungsrichtung aufweist und ein Elektrodenplateau, welches die Elektrode an einem Ende in ihrer Längserstreckungsrichtung begrenzt. Darüber hinaus weist der Elektrodengrundkörper eine in der Längserstreckungsrichtung verlaufende Elektrodenachse auf und einen in der Längserstreckungsrichtung ersten Elektrodenabschnitt mit einem sich entlang der Elektrodenachse in Richtung des Elektrodenplateaus verjüngenden Querschnitt. Weiterhin weist der erste Elektrodenabschnitt eine Oberfläche auf, die in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse einen ersten Winkel größer als 0° und kleiner als 90° mit der Elektrodenachse einschließt und in welchen mittels eines Lasers mehrere Vertiefungen eingebracht werden, sodass eine jeweilige Vertiefung zumindest teilweise um die Elektrodenachse verläuft. Weiterhin werden die jeweiligen Vertiefungen mit einer Haupterstreckungsrichtung in einem zweiten Winkel zur Oberfläche angebracht, der von einem rechten Winkel verschieden ist, so dass eine jeweilige Vertiefung in dem Querschnitt entlang der Elektrodenachse betrachtet bezüglich einer Senkrechten zur Oberfläche asymmetrisch geformt wird.In addition, the invention also relates to a method for manufacturing an electrode for a discharge lamp, wherein an electrode main body is provided, which has a longitudinal extension direction and an electrode plateau, which limits the electrode at one end in its longitudinal direction. In addition, the electrode base body has an electrode axis extending in the longitudinal extension direction and a first electrode section in the longitudinal extension direction with a cross section that tapers along the electrode axis in the direction of the electrode plateau. Further points the first electrode section has a surface that encloses in a cross section along the electrode axis a first angle greater than 0 ° and less than 90 ° with the electrode axis and in which a plurality of recesses are introduced by means of a laser, so that a respective recess at least partially around the electrode axis runs. Further, the respective recesses are attached with a main extension direction at a second angle to the surface other than a right angle, so that a respective recess in the cross section along the electrode axis is asymmetrically shaped with respect to a normal to the surface.
Die für die erfindungsgemäßen Elektrode und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Entladungslampe und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren. Zudem ermöglichen die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrode und ihren Ausgestaltungen genannten gegenständlichen Merkmale die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens durch weitere Verfahrensschritte.The advantages mentioned for the electrode according to the invention and its embodiments apply in the same way to the discharge lamp according to the invention and the production method according to the invention. In addition, the subject features mentioned in connection with the electrode according to the invention and its embodiments make possible the development of the production method according to the invention by further method steps.
Besonders bevorzugt werden die Vertiefungen in die Oberfläche des Elektrodengrundkörpers mittels Ultrakurzzeitlaser erzeugt. Die optionale Keramikbeschichtung kann in nachfolgenden Schritten oder auch zuvor durch ein geeignetes Beschichtungsverfahren, zum Beispiel durch Aufsintern, auf den zylindrischen Abschnitt der Elektrode aufgetragen werden.Particularly preferably, the recesses are produced in the surface of the electrode body by means of ultra-short-time laser. The optional ceramic coating can be applied to the cylindrical portion of the electrode in subsequent steps or else beforehand by a suitable coating method, for example by sintering.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Elektrode für eine Entladungslampe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung der Elektrode aus1 in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung eines konusförmigen Elektrodenabschnitts der Elektrode aus1 in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4 eine schematische Darstellung einer Elektrode mit zwei konusförmigen Abschnitten in einer Seitenansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
5 eine schematische Darstellung der Elektrode aus4 in einem Querschnitt entlang der Elektrodenachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
6 eine schematische Detailansicht eines der konusförmigen Bereiche der Elektrode aus4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
7 eine schematische Darstellung einer Entladungslampe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
8 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Intensität in Abhängigkeit von der Brenndauer für zwei verschiedene Entladungslampen im Vergleich.
-
1 a schematic representation of an electrode for a discharge lamp according to an embodiment of the invention; -
2 a schematic representation of the electrode1 in a cross section along the electrode axis according to an embodiment of the invention; -
3 a schematic representation of a cone-shaped electrode portion of the electrode1 in a cross section along the electrode axis according to an embodiment of the invention; -
4 a schematic representation of an electrode with two cone-shaped sections in a side view according to another embodiment of the invention; -
5 a schematic representation of the electrode4 in a cross section along the electrode axis according to an embodiment of the invention; -
6 a schematic detail view of one of the cone-shaped portions of the electrode4 according to an embodiment of the invention; -
7 a schematic representation of a discharge lamp according to an embodiment of the invention; and -
8th a graphical representation of the course of the intensity as a function of the burning time for two different discharge lamps in comparison.
Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr weist die Elektrode
Die Rillenstruktur
Diese Rillenstruktur
Weiterhin weist eine jeweilige Vertiefung
Im Übrigen lässt sich das Längenverhältnis
Zudem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn auch das Längen-Breiten-Verhältnis einer jeweiligen Vertiefung
Das Verhältnis der ersten Länge
Anhand der folgenden Tabelle sind verschiedene mögliche Kombinationen der Winkel α1 bzw. α2 und
Die Länge
Die beschriebene Strukturierung beziehungsweise Rillenstruktur
Bezüglich der Formgebung der Vertiefungen
Weiterhin weist die Entladungslampe
Darüber hinaus weisen die jeweiligen Elektroden
Insgesamt werden so eine Elektrode, eine Entladungslampe und ein Herstellungsverfahren bereitgestellt, die es durch das Vorsehen von im Wesentlichen senkrecht zur Elektrodenachse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10a10a
- Elektrodeelectrode
- 10b10b
- Elektrodeelectrode
- 10c10c
- Anodeanode
- 10d10d
- Kathodecathode
- 1212
- Elektrodenplateauelectrodes plateau
- 1414
- konischer Elektrodenabschnittconical electrode section
- 14a14a
- Oberflächesurface
- 14b14b
- GrundflächeFloor space
- 1616
- zylindrischer Elektrodenabschnittcylindrical electrode section
- 1818
- Rillenstrukturgroove structure
- 2020
- Vertiefungdeepening
- 2121
- Erhebungsurvey
- 2222
- weiterer konischer Elektrodenabschnittanother conical electrode section
- 2424
- Entladungslampedischarge lamp
- 2626
- Entladungsgefäßdischarge vessel
- 2828
- Entladungsraumdischarge space
- AA
- Elektrodenachseelectrode axis
- BB
- Breite der VertiefungWidth of the recess
- B1B1
- Abstanddistance
- B2B2
- Abstanddistance
- F1F1
- erster Flankenflächefirst flank surface
- F2F2
- zweiter Flankenflächesecond flank surface
- HH
- Haupterstreckungsrichtung einer VertiefungMain extension direction of a depression
- H'H'
- Haupterstreckungsrichtung einer ErhebungMain extension direction of a survey
- II
- Intensitätintensity
- I1I1
- Intensitätsverlaufintensity curve
- I2I2
- Intensitätsverlaufintensity curve
- LL
- LängserstreckungsrichtungLongitudinal extension
- 1111
- erste Länge des zylindrischen Elektrodenabschnittsfirst length of the cylindrical electrode portion
- 1212
- zweite Länge des zylindrischen Elektrodenabschnittssecond length of the cylindrical electrode portion
- MM
- Maximummaximum
- NN
- Minimumminimum
- T1 T1
- erste Länge des ersten Flankenbereichsfirst length of the first flank area
- T2T2
- zweite Länge des zweiten Flankenbereichssecond length of the second flank area
- tt
- Brenndauerburning time
- WW
- Winkelhalbierendebisecting
- αα
- Winkelangle
- ββ
- Winkelangle
- γγ
- Winkelangle
- φφ
- Winkelangle
- φ1φ1
- Winkelangle
- φ2φ2
- Winkelangle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
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