DE10331510B4 - Kurzbogen-Entladungslampe sowie Lichtquellenvorrichtung - Google Patents

Kurzbogen-Entladungslampe sowie Lichtquellenvorrichtung Download PDF

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Abstract

Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) mit einem von einer Leuchtröhre (10) umschlossenen Entladungsraum (20), in dem – eine erste Elektrode (3), die einen kegelartigen Bereich an ihrer Spitze aufweist und an welche eine Hochspannung angelegt ist und welche ein elektrisches Potenzial aufweist, und – eine ihr in einem Abstand gegenüberliegende zweite Elektrode (2) angeordnet sind, – wobei in dem Entladungsraum (20) zumindest ein leitendes Bauteil (15) mit einer Spitze angeordnet ist, – wobei die Spitze des leitenden Bauteils entweder innerhalb des Entladungsraumes endet und nicht in Kontakt mit einer Innenwand der Leuchtröhre (10) steht oder ausgehend von einem Elektrodenträger durch den Entladungsraum (20) bis zu einer Wand des Entladungsraumes (20) verläuft und – wobei das elektrische Potenzial des leitenden Bauteils (15) mit dem elektrischen Potenzial der ersten Elektrode (3) identisch ist und – wobei die Spitze des leitenden Bauteils (15) von der zweiten Elektrode (2) um einen Abstand entfernt ist, der größer ist als der Abstand zwischen der ersten (3) und der zweiten Elektrode (2), – wobei auf der Außenseite des Entladungsraumes (20) kein Triggerdraht vorhanden ist, – wobei die Spitze des leitenden Bauteils (15) einen Spitzenwinkel aufweist, welcher kleiner ist als der Winkel des kegelartigen Bereiches der Spitze der ersten Elektrode (3), – wobei das leitende Bauteil (15) während eines Startvorganges der Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) dazu dient, vor der Hauptentladung, die zwischen den beiden gegenüberliegenden Elektroden entsteht, eine Koronaentladung zu erzeugen und die erforderliche Durchbruchspannung während des Startvorganges zu verringern, und – wobei das leitende Bauteil (15) entweder an eine mit der ersten Elektrode (3) elektrisch leitend verbundene Molybdänfolie (13, 14, 24) oder an einen mit der ersten Elektrode (3) elektrisch leitend verbundenen Außenanschluss angeschlossen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kurzbogen-Entladungslampe sowie eine Lichtquellenvorrichtung unter Verwendung dieser Lampe. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbesserung der Starteigenschaft dieser Kurzbogen-Entladungslampe.
  • Bei einer Kurzbogen-Entladungslampe ist im Allgemeinen, wie in der schematischen Darstellung gemäß 1 gezeigt, auf der Außenseite einer Leuchtröhre 10 ein Triggerdraht 5 zwei hermetisch abschließende Teile überbrückend angebracht und um die hermetisch abschließenden Teile 6 gewickelt. Dieser Triggerdraht 5 hat die Funktion, die Durchschlagsspannung beim Starten der Lampe abzusenken. In 1 bezeichnet H·V einen Hochspannungsimpuls-Erzeuger. Als Kurzbogen-Entladungslampe, welche für einen DLP®-Projektor (Marke der Fa. Texas Instruments) gebraucht wird, wird eine Hochdruck-Edelgas-Entladungslampe verwendet. Da bei einer Hochdruck-Edelgas-Entladungslampe der Einfülldruck des Edelgases hoch ist und da hierbei die Möglichkeit groß wird, dass die Lampe leicht zerbricht, ist es nicht erwünscht, mit der Außenseite der Leuchtröhre 10 einen Fremdkörper in Kontakt zu bringen. Da sich jedoch entsprechend einer Erhöhung des Einfüllgasdrucks auch die Durchschlagsspannung erhöht, ist eine Triggeranordnung unentbehrlich, um das Starten zu erleichtern. Man bringt deshalb den Triggerdraht 5 an, wie vorstehend beschrieben wurde.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik hat man jedoch folgende Nachteile:
  • Es gibt Fälle, in welchen die Leuchtröhre verkratzt wird, in welchen auf der Außenseite der Leuchtröhre 10 im Lauf des Betriebs in dem mit dem Triggerdraht 5 kontaktierten Bereich eine Kristallisation erfolgt und dadurch eine Entglasung auftritt, weil auf der Außenseite der Leuchtröhre 10 in der vorstehend beschriebenen Weise der Triggerdraht 5 angebracht ist.
  • In dem Bereich, in welchem der Triggerdraht 5 vorhanden ist, welcher entlang der Außenseite der Leuchtröhre 10 verlegt wurde, wird das Strahlungslicht, welches von der Leuchtröhre 10 ausgestrahlt wird, abgeschirmt.
  • Dadurch, dass beim Betrieb die Leuchtröhre 10 eine hohe Temperatur erreicht, wird der Triggerdraht 5 oxidiert und verschlechtert. Die Starteigenschaft wird deshalb mit zunehmender Betriebsdauer verschlechtert.
  • Wenn auf der Außenseite der Leuchtröhre ein Triggerdraht vorhanden ist, schlägt die Hochspannung durch, was gefährlich ist, wenn man eine Kurzbogen-Entladungslampe mit einem konkaven Reflektor kombiniert, somit eine Lichtquellenvorrichtung bildet und die Spiegelfläche der Leuchtröhre annähert. Eine Vergrößerung des Fokussierbereiches war deshalb schwierig.
  • Aus dem Stand der Technik ist gemäß der DE 196 10 387 A1 eine Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer bekannt. Diese Gasentladungslampe weist ein Gas enthaltendes Brennergefäß aus Glas oder dergleichen auf, in das über gasdichte Elektrodendurchführungen zwei Hauptelektroden hineinragen. Zwischen den im Brennergefäß angeordneten Endbereichen der Hauptelektroden wird eine Brennstrecke gebildet, entlang der sich im Betrieb ein Lichtbogen ausbildet. Um eine möglichst geringe Zündspannung zu erreichen, sind Mittel zur Erzeugung einer Gleitfunkenstrecke entlang der inneren Gefäßwandung oder einer gegenüber der Brennstrecke kürzeren Funkenstrecke als Zündstrecke vorgesehen, die von der Brennstrecke räumlich getrennt ist. Offenbart werden mehrere Ausführungsbeispiele. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ragt ein leitendes Bauteil in den Entladungsraum hinein. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein leitendes Bauteil mit einer Spitze mit geringem Spitzenwinkel vorgesehen, und diese Spitze ist weiter von der zweiten Elektrode entfernt als die erste Elektrode. Allerdings ist es nicht bekannt, ein leitendes Bauteil an eine leitend verbundene Molybdänfolie oder einen leitend verbundenen Außenanschluss anzuschließen. Eine solche Verbindung wird auch nicht nahegelegt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kurzbogen-Entladungslampe mit einer guten Starteigenschaft anzugeben, bei welcher die Gefahr einer Beschädigung der Leuchtröhre nicht besteht und bei welcher das Strahlungslicht aus der Leuchtröhre nicht beeinträchtigt wird, sowie eine Lichtquellenvorrichtung anzugeben, bei der diese Entladungslampe verwendet und der Fokussierbereich vergrößert wird.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bei einer Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach handelt es sich um eine Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) mit einem von einer Leuchtröhre (10) umschlossenen Entladungsraum (20), in dem eine erste Elektrode (3), die einen kegelartigen Bereich an ihrer Spitze aufweist und an welche eine Hochspannung angelegt ist und welche ein elektrisches Potenzial aufweist, und eine ihr in einem Abstand gegenüberliegende zweite Elektrode (2) angeordnet sind, wobei in dem Entladungsraum (20) zumindest ein leitendes Bauteil (15) mit einer Spitze angeordnet ist, wobei die Spitze des leitenden Bauteils entweder innerhalb des Entladungsraumes endet und nicht in Kontakt mit einer Innenwand der Leuchtröhre (10) steht oder ausgehend von einem Elektrodenträger durch den Entladungsraum (20) bis zu einer Wand des Entladungsraumes (20) verläuft und wobei das elektrische Potenzial des leitenden Bauteils (15) mit dem elektrischen Potenzial der ersten Elektrode (3) identisch ist und wobei die Spitze des leitenden Bauteils (15) von der zweiten Elektrode (2) um einen Abstand entfernt ist, der größer ist als der Abstand zwischen der ersten (3) und der zweiten Elektrode (2), wobei auf der Außenseite des Entladungsraumes (20) kein Triggerdraht vorhanden ist, wobei die Spitze des leitenden Bauteils (15) einen Spitzenwinkel aufweist, welcher kleiner ist als der Winkel des kegelartigen Bereiches der Spitze der ersten Elektrode (3), und wobei das leitende Bauteil (15) während eines Startvorganges der Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) dazu dient, vor der Hauptentladung, die zwischen den beiden gegenüberliegenden Elektroden entsteht, eine Koronaentladung zu erzeugen und die erforderliche Durchbruchspannung während des Startvorganges zu verringern, und wobei das leitende Bauteil (15) entweder an eine mit der ersten Elektrode (3) elektrisch leitend verbundene Molybdänfolie (13, 14, 24) oder an einen mit der ersten Elektrode (3) elektrisch leitend verbundenen Außenanschluss angeschlossen ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das leitende Bauteil außerhalb des Bereiches, welcher von der Lichtbogenmitte aus in einem Bereich des Lichtnutzwinkel um die Elektrodenachse liegt, angeordnet.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die technische Aufgabe durch die Lichtquellenvorrichtung gemäß Anspruch 5 gelöst. Diese weist eine Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe wie oben beschrieben mit zwei hermetisch abschließenden Teilen auf und umfasst des weiteren einen konkaven Reflektor, wobei eines der hermetisch abschließenden Teile in eine Öffnung im Hals des konkaven Reflektors eingeschoben ist.
  • Unter dem Begriff ”Kurzbogen-Entladungslampe” der Erfindung soll eine Entladungslampe verstanden werden, bei welcher als Einfüllgas Xe, Kr oder Ar oder ein Gasgemisch derselben ausgewählt ist, oder eine Entladungslampe, bei der man diese Gase als Puffergas benutzt und bei der Quecksilber und/oder wenigstens ein halogeniertes Metall einfüllt ist. Der Abstand zwischen den Elektroden liegt beispielsweise bei ca. einigen mm bis ca. 10 und einigen mm.
  • Der ”Bereich des Lichtnutzwinkels” ist der so genannte Lichtverteilungswinkel. In 13 wird er durch einen Querschnitt dargestellt, welcher durch die Elektrodenachse hindurchgeht. Der Bereich mit einem wirksamen Lichtnutzwinkel, ist, von der Lichtbogenmitte betrachtet, ein Bereich mit einem Winkel α, d. h. ein Bereich, welcher mit diesem Winkel α um die Elektrodenachse rotiert.
  • Das im Entladungsraum angeordnete leitende Bauteil außer den Elektroden weist dasselbe elektrische Potenzial wie die Elektrode auf der Seite auf, an welche die Hochspannung angelegt wird. Die Hochspannung wird an das vorstehend beschriebene elektrische Bauteil angelegt. Das elektrische Feld der Spitze dieses leitenden Bauteils wird örtlich verstärkt. Das Gas an diesem Ort erreicht die Durchschlagsspannung, wodurch eine Ionisierung und eine Koronaentladung (lokale Entladung) entstehen. Bei der erfindungsgemäßen Lampe wird vermutet, dass durch elektromagnetische Wellen, welche durch die vorstehend beschriebene Koronaentladung entstehen, von der Kathode oder der Anode durch den fotoelektrischen Effekt eine Elektronenemission induziert wird. Die Durchschlagsspannung zwischen den Hauptelektroden wird also verringert und somit erfolgt die Hauptentladung. Die Anordnung ist so, dass die Spitze des leitenden Bauteils von der Elektrode, welche der Elektrode entgegengesetzt ist, an die die Hochspannung angelegt wird, um einen Abstand entfernt ist, der größer ist als der Abstand zwischen der Elektrode auf der Hochspannungs-Anlegeseite und der ihr entgegengesetzten Elektrode. Wenn die Hauptentladung beginnt, wird deshalb die Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden, an welche beim Starten einige 10 kV angelegt wurden, auf einigen zehn V abgesenkt, wodurch die Feldstärke am Anfang der Ionisierung nicht erreicht wird und wodurch die Koronaentladung gestoppt wird.
  • Bei einer Hochdruck-Edelgas-Entladungslampe, welche durch eine Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe vertreten ist, ist der Einfülldruck hoch. An der Spitze des leitenden Bauteils wird deshalb eine Koronaentladung auf einfache Weise beschränkt.
  • Nachfolgend wird die Ausführung der Erfindung anhand von Zeichnung weiter beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Hochdruck-Entladungslampe;
  • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochdruck-Entladungslampe;
  • 3(a) und (b) jeweils eine schematische Darstellung eines Beispiels des Einbaus eines leitenden Bauteils;
  • 4(a) und (b) jeweils eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels des Einbaus eines leitenden Bauteils;
  • 5(a) und (b) jeweils eine schematische Darstellung noch eines Beispiels des Einbaus eines leitenden Bauteils;
  • 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels des Einbaus eines leitenden Bauteils;
  • 7 eine schematische Darstellung eines Beispiels der Spitzenform eines leitenden Bauteils;
  • 8 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels der Spitzenform eines leitenden Bauteils;
  • 9 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochdruck-Entladungslampe;
  • 10(a) und (b) jeweils eine schematische Darstellung einer Ausführung eines Versuchsbeispiels, welches die Wirkung der Erfindung bestätigt;
  • 11 eine schematische Darstellung einer Lichtquellenvorrichtung vom herkömmlichen Typ;
  • 12 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lichtquellenvorrichtung und
  • 13 eine schematische Darstellung eines wirksamen Lichtnutzwinkels.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lampe. Hierbei weist eine Hochdruck-Entladungslampe 1 einen Entladungsraum 20 auf, in welchem ein Paar Elektroden 2 und 3 gegenüberliegend angeordnet sind und in welchem außer der Anode 2 und der Kathode 3 ein leitendes Bauteil 15 mit einer scharfen Spitze angeordnet ist, dessen elektrisches Potenzial mit dem elektrischen Potenzial der Elektrode (in diesem Fall 3) auf der Seite identisch ist, an welche eine Hochspannung aus einem Hochspannungsimpuls-Erzeuger H·V angelegt wird. Die Spitze des leitenden Bauteils 15 befindet sich dieser Elektrode mit einem Abstand L2 gegenüber, welcher größer ist als ein Abstand L1 zwischen der Hochspannungsanlege-Elektrode (in diesem Fall 3) und der ihr gegenüberliegenden Elektrode (in diesem Fall 2) (L1 < L2). Der Fußpunkt des leitenden Bauteils 15 ist an einem Elektrodenträger 11 befestigt.
  • Als Anschlussmethode für das leitende Bauteil 15 gibt es die folgende:
    • – um die Elektrode 2 (oder 3) auf der Seite, an welche die Hochspannung angelegt wird (auf der H·V-Seite) wickeln und anschließen, wie in 3(a) und (b) gezeigt;
    • – an den Elektrodenträger 11 (oder 12), welcher an die Elektrode 2 (oder 3) auf der Seite, an welche die Hochspannung angelegt wird, angrenzt, anschließen, wie in 4(a) und (b) gezeigt;
    • – an die hermetisch abzuschließende Folie 13 (oder 14) anschließen, wie in 5(a) und (b) gezeigt wird; sowie
    • – außerhalb der Lampe anschließen an eine Speiseleitung 16 der Elektrode auf der Seite, an welche die Hochspannung angelegt wird, wie in 6 gezeigt.
  • Wenn als Material des leitenden Bauteils Metalle mit einem hohen Schmelzpunkt wie Mo, W, Ta, Zr und dergleichen als Träger(Substrat-)metall benutzt wird und wenn zumindest der Spitzenbereich dieses Bauteils Stoffe mit einer niedrigen (Elektronen-)Austrittsarbeit wie Th, La, Ce, Hf, Ba und dergleichen enthält, kann die Entladung mit einer niedrigeren Spannung gestartet werden als im Fall, dass nur Metalle mit einem hohen Schmelzpunkt wie Mo, W, Ta, Zr und dergleichen enthalten sind.
  • Zweckmäßig ist die Form des leitenden Bauteils, wie in 7 gezeigt, so, dass es einen kleineren Durchmesser aufweist als die zwei Elektroden in der Leuchtröhre und dass seine Spitze einen Spitzenwinkel θ1 aufweist, welcher kleiner ist als der Winkel θ des kegelartigen Bereiches (Konusteils) der Spitze der Elektrode, welche sich in der Nähe des leitenden Bauteils befindet (θ > θ1). Der Grund hierfür liegt darin, dass das elektrische Feld sich desto mehr konzentriert und verstärkt, je kleiner der Winkel ist. Ferner ist es, wie in 8 gezeigt, erwünscht, dass die Spitzendurchmesser (Φ1, Φ2) kleiner sind als der Spitzendurchmesser (Φ) der Elektrode, welche sich in der Nähe des leitenden Bauteils befindet (Φ > Φ1 > Φ2). Der Grund hierfür liegt auch darin, dass das elektrische Feld sich desto mehr konzentriert, je kleiner der Spitzendurchmesser ist. Das leitende Bauteil ist hierbei stabartig und nadelartig mit einer scharfen Spitze. Die Spitze muss jedoch nicht immer scharf sein, sondern kann auch, wie in 8 gezeigt, rund oder eckig sein, wenn das leitende Bauteil an sich schmal ist. Der Bereich außerhalb der Spitze des leitenden Bauteils kann auch plattenartig sein. Wenn man mehrere leitende Bauteile anordnet, beginnt von der Spitze des jeweiligen leitenden Bauteils her eine Koronaentladung.
  • 9 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer aus Keramik hergestellten Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe mit einem einteilig eingebauten Spiegel. Das leitende Bauteil bei dieser Lampe wird dadurch gebildet, dass eine Stützsäule 22 der Kathode 3 mit einem Metalldraht 23 umwickelt wird. Die Spitze dieses Metalldrahtes 23 ist parallel zur Kathode 3 in Richtung auf die Anode 2 angeordnet. Oder das leitende Bauteil kann, wie in 9 gezeigt, in der Weise gebildet sein, dass die Stützsäule 22 der Kathode 3 verformt wird und dass auf diese Weise Vorsprung 23' mit einem spitzen Winkel gebildet wird. Ferner kann das leitende Bauteil auch unmittelbar in die Kathode 3 eingebaut werden (in der Zeichnung nicht dargestellt). Mit Bezugszeichen 25 ist eine lichtdurchlässige Frontplatte aus Saphir und mit Bezugszeichen 29 eine Reflektorfläche bezeichnet.
  • 11 zeigt eine herkömmliche Lichtquellenvorrichtung für eine Kurzbogen-Entladungslampe. 12 zeigt eine erfindungsgemäße Kurzbogen-Entladungslampe. Bei der in 11 gezeigten herkömmlichen Lichtquellenvorrichtung 90 wird die Durchschlagsspannung zwischen dem Draht und dem Spiegel niedriger als die Durchschlagsspannung zwischen den Elektroden, wenn der Abstand zwischen einem Außentriggerdraht 5, welcher um einen hermetisch abschließenden Teil 6' gewickelt ist, und einer Öffnung 31 im Hals eines konkaven Reflektors 30 klein ist. Dadurch tritt vorzeitig eine Entladung auf, wodurch die Gefahr eines Durchschlagens der Hochspannung besteht. Herkömmlicherweise hat man deshalb den Öffnungsdurchmesser der Öffnung 31 des Halses groß gemacht. Andererseits besteht bei einer erfindungsgemäßen Lichtquellenvorrichtung 100 keine Gefahr eines Hochspannungsdurchschlags. Hierbei kann man den Öffnungsdurchmesser der Öffnung 41 des Halses kleiner machen als bei der herkömmlichen Lichtquellenvorrichtung. Dadurch wird ein kleiner konkaver Reflektor 40 erhalten. Man kann den Durchmesser der vorderen Öffnung des konkaven Reflektors 40 klein machen. Als Folge davon erhöht sich der Fokussier-Wirkungsgrad.
  • 13 zeigt ein geeignetes Beispiel der Anordnung des leitenden Bauteils. Eine Anordnung des leitenden Bauteils außerhalb eines Bereiches mit einem wirksamen Lichtnutzwinkel ausgehend von der Lichtbogenmitte um die Elektrodenachse rotierend, das heißt, außerhalb eines Bereiches mit einem Winkel α in der Zeichnung, wo die Strahlung von der Hauptelektrode nicht gestört wird, ist im Hinblick auf den Ausnutzungsgrad des Lichtes aus der Lampe vorteilhaft.
  • Als nächstes wurde als konkretes Beispiel in einer Hochdruck-Xenonlampe für einen DLP-Projektor mit einer Ausgangsleistung von 2 kW, einem Xenon-Einfülldruck von 2 MPa und einem Abstand zwischen den Elektroden von 5 mm ein erfindungsgemäßes leitendes Bauteil innerhalb einer Leuchtröhre angeordnet. Eine Molybdän(Mo)-Leitung 27 wurde zum Befestigen einer Glasröhre, welche eine Lampenmaterialkomponente ist und welche einen Durchmesser von 0.2 mm aufweist, sich in die Leuchtröhre erstreckend angeordnet und zu einem leitenden Bauteil gemacht. Die Mo-Leitung 27 für eine Befestigung der Glasröhre, welche um einen Elektrodenträger 28 gewickelt ist, wurde gezogen und ihre Spitze mit einem Abstand von der Elektrode angeordnet, welche der Hochspannungs-Anlege-Elektrode gegenüberliegt, wobei dieser Abstand größer ist als der Abstand zwischen der Hochspannungs-Anlege-Elektrode und der ihr gegenüberliegenden Elektrode. Die Mo-Leitung 27 wurde in der Weise schräg abgeschnitten, dass ihre Spitze scharf wird. In diesem Fall ist die Mo-Leitung 27 um den Elektrodenträger 28 gewickelt und deshalb an den Elektrodenträger 28 angeschlossen. Mit den folgenden drei Ausführungen wurde einen Versuch zur Bestätigung der Starteigenschaft durchgeführt.
  • Versuch zur Bestätigung der Starteigenschaft
  • Wie in 10(a) gezeigt, wurde die Mo-Leitung 27 parallel zur Kathode 3 und ihre Spitze in der Nähe einer Stelle angeordnet, an welcher die Schräge des kegelartigen Bereichs der Kathode anfängt.
  • Wie in 10(b) gezeigt, wurde die Spitze der Mo-Leitung 27 so angeordnet, dass sie mit der Innenwand der Leuchtröhre 10 in Kontakt kommt.
  • Ähnlich wie die Ausführung gemäß 10(b) wurde die Spitze der Mo-Leitung 27 so angeordnet, dass sie sich in einem sehr geringen Abstand von bis zu 1 mm von der Leuchtröhre 10, aber ohne Kontakt zu dieser befindet.
  • Es wurden jeweils zwei Lampen hergestellt mit herkömmlicher Anordnung des Triggerdrahtes außerhalb der Leuchtröhre und mit den vorstehend beschriebenen drei Ausführungen. Für diese wurde die Durchschlagsspannung bestimmt.
  • Nachfolgend wird das Ergebnis der Messung der Durchschlagsspannung beim Starten des Betriebs beschrieben. Im Fall einer herkömmlichen Wicklung des Triggerdrahtes außerhalb der Leuchtröhre lag die Durchschlagsspannung der Lampen bei 30 kV bis 33 kV. Dagegen lag die Durchschlagsspannung bei den erfindungsgemäßen Ausführungen im Fall 1 bei 25 kV bis 27 kV und in Fällen 2 und 3 bei 22 kV bis 24 kV. Sie hat sich also in großem Maß verringert.
  • Im Fall der erfindungsgemäßen Ausführungen 1, 2 und 3 tritt keine Verschlechterung des leitenden Bauteils durch eine Oxidation auf, weil das leitende Bauteil innerhalb der Lampe angeordnet ist. Die Starteigenschaft wird deshalb bis zum Ende der Lampenlebensdauer nicht verschlechtert. Folgendes Phänomen, welches in der Leuchtröhre entstanden ist, wurde beobachtet:
  • Im Fall 1 ist beim Anlegen einer Hochspannung an der Spitze der Mo-Leitung 27 des leitenden Bauteils eine Entladung ähnlich einem Feuerwerk entstanden. Im Fällen 2 und 3 hat sich auf der Innenwand des Kolbens eine Entladung von der Spitze des leitenden Bauteils spinnennetzartig sich ausgebreitet. Man kann vermuten, dass dies dadurch entstand, dass eine Koronaentladung einen Übergang der Entladungsform in eine Kriechentladung entlang der Glasinnenseite durchführte.
  • Aus dem vorstehend beschriebenen Ergebnis kann man folgendes vermuten: Bei einer Spannung (ca. 10 kV), welche niedriger ist als die Durchschlagsspannung zwischen den Hauptelektroden, entsteht von der Spitze der Mo-Leitung ausgehend eine Koronaentladung. Durch elektromagnetische Wellen, welche durch diese Entladung erzeugt werden, kann man durch den fotoelektrischen Effekt von der Kathode oder der Anode eine Elektronenemission induzieren und somit die Durchschlagsspannung zwischen den Hauptelektroden verringern. Wenn die Hauptentladung beginnt, sinkt die Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden, an welche beim Starten einige 10 kV angelegt wurde, auf einigen zehn V ab, wodurch die Feldstärke am Anfang der Ionisierung nicht erreicht wird und wodurch die Koronaentladung gestoppt und nur die Hauptentladung fortgesetzt wird.
  • In der vorstehenden Beschreibung wurde zwar eine Lampe vom Gleichstromtyp beispielhaft gezeigt. Das leitende Bauteil im inneren ist jedoch unabhängig von Gleichstrom oder Wechselstrom wirksam, wenn auch bei einer Lampe vom Wechselstromtyp die Lampe durch Anlegen einer Hochspannung an die Lampe gestartet wird. Man kann sich vorstellen, dass die Wirkung der Erfindung selbstverständlich auch hierbei erzielt wird.

Claims (5)

  1. Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) mit einem von einer Leuchtröhre (10) umschlossenen Entladungsraum (20), in dem – eine erste Elektrode (3), die einen kegelartigen Bereich an ihrer Spitze aufweist und an welche eine Hochspannung angelegt ist und welche ein elektrisches Potenzial aufweist, und – eine ihr in einem Abstand gegenüberliegende zweite Elektrode (2) angeordnet sind, – wobei in dem Entladungsraum (20) zumindest ein leitendes Bauteil (15) mit einer Spitze angeordnet ist, – wobei die Spitze des leitenden Bauteils entweder innerhalb des Entladungsraumes endet und nicht in Kontakt mit einer Innenwand der Leuchtröhre (10) steht oder ausgehend von einem Elektrodenträger durch den Entladungsraum (20) bis zu einer Wand des Entladungsraumes (20) verläuft und – wobei das elektrische Potenzial des leitenden Bauteils (15) mit dem elektrischen Potenzial der ersten Elektrode (3) identisch ist und – wobei die Spitze des leitenden Bauteils (15) von der zweiten Elektrode (2) um einen Abstand entfernt ist, der größer ist als der Abstand zwischen der ersten (3) und der zweiten Elektrode (2), – wobei auf der Außenseite des Entladungsraumes (20) kein Triggerdraht vorhanden ist, – wobei die Spitze des leitenden Bauteils (15) einen Spitzenwinkel aufweist, welcher kleiner ist als der Winkel des kegelartigen Bereiches der Spitze der ersten Elektrode (3), – wobei das leitende Bauteil (15) während eines Startvorganges der Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) dazu dient, vor der Hauptentladung, die zwischen den beiden gegenüberliegenden Elektroden entsteht, eine Koronaentladung zu erzeugen und die erforderliche Durchbruchspannung während des Startvorganges zu verringern, und – wobei das leitende Bauteil (15) entweder an eine mit der ersten Elektrode (3) elektrisch leitend verbundene Molybdänfolie (13, 14, 24) oder an einen mit der ersten Elektrode (3) elektrisch leitend verbundenen Außenanschluss angeschlossen ist.
  2. Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Bauteil (15) außerhalb eines Bereiches angeordnet ist, welcher von der Lichtbogenmitte ausgehend um die Elektrodenachse rotierend in einem wirksamen Lichtnutzwinkel (α) liegt.
  3. Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Bauteil (15) einen kleineren Durchmesser aufweist als die zwei Elektroden (2, 3).
  4. Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Bauteil (15) aus wenigstens einem der Metalle Mo, W, Ta und Zr hergestellt ist und zumindest der Spitzenbereich des leitenden Bauteils (15) wenigstens eines der Metalle Th, La, Ce, Hf und Ba enthält.
  5. Lichtquellenvorrichtung (100), die Folgendes aufweist: einen konkaven Reflektor (30) und eine Hochdruck-Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 mit zwei hermetisch abschließenden Teilen (6), wobei eines der hermetisch abschließenden Teile (6) in eine Öffnung (31) im Hals des konkaven Reflektors (30) eingeschoben ist.
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