DE19727428A1 - Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Lampen, deren Betriebstemperatur relativ hoch ist, und in der Größenordnung von bis zu 1000°C liegt.

Stand der Technik

Ein wesentliches Problem bei derartigen Lampen ist die dauerhafte Abdich­ tung der Durchführung im keramischen Entladungsgefäß mittels eines ke­ ramischen Stopfens. Hierfür sind bereits viele Lösungsvorschläge angeboten worden. Häufig wird dabei ein Rohr oder Stift aus Metall (Wolfram oder Molybdän) als Durchführung in einem Stopfen aus Keramik mittels Glas­ lot/Schmelzkeramik eingelötet oder direkt eingesintert. Dabei entsteht aber keine Verbindungsschicht zwischen Keramik und Metall, so daß keine dau­ erhafte Abdichtung erzielt werden kann. Als Material für den Stopfen ist daher auch Cermet, also ein Verbundmaterial aus Keramik und Metall, vor­ geschlagen worden (US-PS 5404 078 und US-PS 5 592 049).

Zur besseren Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten wur­ den auch schon Stopfen erprobt, die aus mehreren Schichten Cermet mit unterschiedlichem Verhältnis Metall/Keramik bestehen. Aus der EP-A 650 184 ist ein nichtleitender Cermet-Stopfen bekannt mit axial angeordneten Schichten. Die Abdichtung ist jedoch sehr kompliziert und verwendet eine Durchführung mit Gewinde, eine äußere Metallscheibe (Flansch) und ein Metall- oder Glaslot.

Aus der US-PS 4 602 956 ist bereits eine Metallhalogenidlampe mit kerami­ schem Entladungsgefäß bekannt, bei der die Elektrode in eine Durchfüh­ rung, die als Scheibe aus elektrisch leitendem Cermet ausgeführt ist, ein­ gesintert ist. Die Durchführung ist außerdem von einem ringförmigen Stop­ fen aus Cermet umgeben, der mit dem keramischen Entladungsgefäß aus Aluminiumoxid mittels Glaslot verbunden ist. Das Glaslot wird jedoch durch die aggressiven Füllungsbestandteile (insbesondere Halogene) kor­ rodiert. Die Lebensdauer ist aus diesen Gründen eher gering. Nachteilig an dieser Anordnung ist weiterhin, daß das Einbetten der Elektrode in die Cermet-Durchführung zu Spannungen und schließlich zu Rissen und Sprüngen im Cermet führen kann. Aufgrund des großen Durchmessers der scheibenartigen Durchführung, die elektrisch leitend ist, kann außerdem der Entladungsbogen leicht bis zur Durchführung zurückschlagen, was zur schnellen Schwärzung führt.

Aus der Fig. 16 der US-PS 4 155 758 ist eine spezielle Anordnung für eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß ohne Außenkol­ ben bekannt, bei der eine Durchführung als Stift aus elektrisch leitendem Cermet ausgebildet ist. Die Elektrode ist in das Cermet eingesintert. Der Cermet-Stift ist in einen Stopfen aus reinem Aluminiumoxid eingesintert. Dieser ist mittels Glaslot mit dem Entladungsgefäß verbunden. Diese An­ ordnung besitzt ähnliche Nachteile wie oben erwähnt.

In der EP-A 587 238 ist eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entla­ dungsgefäß beschrieben, die ein extrem langgezogenes Kapillarrohr aus Aluminiumoxid als inneres Stopfenteil benötigt, in dem mittels Glaslot eine stiftartige metallische Durchführung am äußeren Ende (Einschmelzbereich) befestigt ist. Dabei kommt es entscheidend darauf an, daß der Einschmelz­ bereich auf ausreichend niedriger Temperatur liegt. Der Durchführungsstift kann aus zwei Teilen bestehen, von denen der der Entladung zugewandte Teil aus elektrisch leitendem Cermet, das Carbid, Silizid oder Nitrid enthält, gefertigt sein kann. Diese Abdichtungstechnik bewirkt eine große Gesamt­ länge des Entladungsgefäßes. Sie ist sehr aufwendig herzustellen und basiert zudem ebenfalls auf dem korrosionsanfälligen Glaslot. Ein besonders gra­ vierender Nachteil ist, daß im Spalt zwischen Kapillarrohr und Durchfüh­ rung ein erhebliches Totvolumen entsteht, in dem ein großer Teil der Fül­ lung kondensiert, so daß zum einen eine erhebliche Überdosierung der Fül­ lung notwendig ist. Außerdem hat die aggressive Füllung von vornherein intensiven Kontakt mit korrosionsanfältigen Komponenten im Abdichtungs­ bereich. Diese Technik ist nur bei kleinen Wattstufen (bis 150 W) zu gebrau­ chen, weil bei größeren Innendurchmessern des Kapillarrohrs der Unter­ schied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Durchfüh­ rungsstift aus Cermet und dem Kapillarrohr zu groß wird.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die eine lange Lebensdauer besitzt und dabei auf Glaslot nahezu völlig verzichtet. Insbesondere soll der Abdichtungsbereich vaku­ umdicht und hochtemperaturbeständig und nicht korrosionsanfällig sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängi­ gen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß besteht der Stopfen an mindestens einem Ende des Entla­ dungsgefäßes aus mindestens vier axial geschichteten Lagen aus einem Cermet, bestehend aus Aluminiumoxid und Metall (Wolfram oder Mo­ lybdän). Der Metallgehalt nimmt nach außen hin (also mit zunehmender Entfernung von der Entladung) zu. Unter Cermet ist dabei hier der Einfach­ heit halber auch eine innerste bzw. äußerste Lage aus reinem Aluminiu­ moxid bzw. aus reinem Metall zu verstehen. Wesentlich für die Erfindung ist dabei, daß die äußerste Schicht des Stopfens einen derart hohen Gehalt an Metall aufweist, daß sie eine Verschweißbarkeit dieser Schicht mit der Durchführung ermöglicht. Zu diesem Zweck ist eine elektrische Leitfähig­ keit dieser Schicht von mindestens 5 mΩ erforderlich. Dies entspricht einem Anteil des Metalls von mindestens 50 Vol.-%. Mit zunehmender Zahl der Schichten kann auch der Metallgehalt der äußersten Schicht angehoben wer­ den. Ab einer Gesamtzahl von sechs Schichten kann die äußerste Schicht aus reinem Metall bestehen, da dann die relativen Ausdehnungsunterschiede genügend klein gehalten werden können.

Die Durchführung ist mit dieser letzten Schicht vakuumdicht durch Schwei­ ßen verbunden. Von den anderen weiter innen liegenden Schichten ist die Durchführung durch einen Kapillarspalt (einige µm breit) beabstandet. Der Vorteil einer Abdichtung des Entladungsgefäßes durch Schweißen liegt in der hohen Korrosionsbeständigkeit, hohen Temperaturbetastbarkeit und ho­ hen Festigkeit einer solchen Schweißung.

Als Durchführung kann ein Stift oder Rohr, das elektrisch leitend ist, ver­ wendet werden. Das Material der Durchführung sollte, zumindest was den thermischen Ausdehnungskoeffizienten betrifft, möglichst gut an die äußer­ ste Schicht des Stopfens, insbesondere an dessen Zusammensetzung, ange­ paßt sein. Im Idealfall stimmt sie mit ihr überein, doch sind Abweichungen möglich. Beispielsweise kann die äußerste Schicht und ebenso die Durchfüh­ rung aus reinem Metall bestehen. Alternativ können beide jeweils aus schweißbarem Cermet mit einem Metallgehalt von mindestens 50 Vol.-% bestehen.

Die innerste Schicht des Stopfens ist mit dem Ende des Entladungsgefäßes glaslotfrei verbunden. Im allgemeinen geschieht dies durch Direkteinsinte­ rung.

Ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß bei Ähnlich­ keit des für die äußerste Schicht des Stopfens und für die Durchführung verwendeten Materials garantiert ist, daß keine nennenswerten thermischen Ausdehnungsunterschiede auftreten. Die Abdichtung ist besonders dauer­ haft, weil durch Verschweißen eine feste und dauerhafte Verbindung erzielt wird, die in dieser Hinsicht der Technik des Einsinterns oder Einschmelzens überlegen ist. Außerdem führen kleine Dehnungsunterschiede bei reinen Metallen wie Molybdän und Wolfram und bei hoch mit Metall angereicher­ ten Cermets nicht so schnell zu Rissen, da Spannungen durch die Elastizität des Metalls leichter abgebaut werden. Andererseits kann für die innerste Schicht des Stopfens ein Material gewählt werden, das dem des Entladungs­ gefäßes ähnelt, so daß auch in diesem Bereich die Abdichtung dauerhaft ist.

Die Durchführung kann ein Stift aus hochtemperaturbeständigem Metall, insbesondere Wolfram bzw. Molybdän, oder aus einem Cermet sein, das aus einer Mischung von Aluminiumoxid und Wolfram bzw. Molybdän besteht.

In einer zweiten Ausführungsform ist die Durchführung ein Rohr aus hochtemperaturbeständigem Metall. Diese Form ist bei hochwattigen Lam­ pen (typisch 250 bis 400 W) besonders vorteilhaft. Die Verwendung eines Rohrs als Durchführung hat den Vorteil, daß auch größere Bohrungen im Stopfen, die zum Durchführen großer Elektroden für hochwattige Lampen notwendig sind, ohne allzu große Wärmeverluste für die Elektrode abge­ dichtet werden können. Wenn man ein Elektrodensystem, bestehend aus rohrförmiger Durchführung und Elektrode, verwendet und dieses proviso­ risch mit einsintert wenn der Stopfen im Ende des Entladungsgefäßes ein­ gesintert wird, kann diese Öffnung unabhängig von der Elektrodengröße gewählt werden. In diesem Fall wird die Öffnung nachträglich mit einem Füllstift verschlossen, wobei Füllstift, Rohr und Cermet in einem Schritt ver­ schweißt werden können. Auf eine separate Füllbohrung im Stopfen, wie bisher oft notwendig, kann daher ganz verzichtet werden.

Im einzelnen handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Me­ tallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß (aus Aluminiu­ moxid), das üblicherweise von einem Außenkolben umgeben ist. Das Entla­ dungsgefäß besitzt zwei Enden, die mit Mitteln zum Abdichten verschlossen sind. Üblicherweise sind dies ein- oder mehrteilige Stopfen. Zumindest bei einem Ende des Entladungsgefäßes ist folgende Konstruktion verwirklicht. Durch eine zentrale Bohrung des Abdichtmittels ist eine elektrisch leitende Durchführung vakuumdicht hindurchgeführt, an der eine Elektrode mit ei­ nem Schaft befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt. Die Durchführung ist ein Bauteil aus einem Metall oder einem Cermet, des­ sen Metallgehalt so hoch ist, daß es wie ein Metall verschweißbar ist, wobei die Durchführung mittels einer Schweißverbindung, also ohne Glaslot, im Stopfen befestigt ist. Außerdem ist auch der Stopfen selbst ohne Glaslot im Entladungsgefäß befestigt. Dies geschieht üblicherweise durch Direkteinsin­ terung.

Der keramische Anteil des Cermets besteht aus Aluminiumoxid, der metalli­ sche Anteil aus Wolfram, Molybdän oder Rhenium. Die prinzipielle Struktur von geeigneten Materialien für Cermets ist an sich bekannt, siehe beispiels­ weise den eingangs erwähnten Stand der Technik oder die Schriften EP-A 528 428 und EP-A 609 477. Das Material des erfindungsgemäß geeigneten Cermet-Bauteils muß aber sowohl schweißbar, als auch elektrisch leitend sein. Ein konkretes Beispiel ist ein Cermet mit einem Anteil von 50 Vol.-% Molybdän, Rest Aluminiumoxid. Andere Beispiele hierzu finden sich in den eingangs erwähnten Parallelanmeldungen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Durchführung ein Stift aus elektrisch leitendem Cermet, wobei der Schaft der Elektrode an der Stirnfläche des Stifts stumpf verschweißt ist. Der Stift selbst ist mit dem Stop­ fen verschweißt. Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß der thermische Aus­ dehnungsunterschied zwischen Stift und Stopfen relativ gering ist. Außer­ dem ist Cermet nicht so gut wärmeleitend wie Metall. Schließlich ermöglicht ein Stift aus Cermet, daß weniger Schichten des Stopfens benötigt werden. Statt fünf oder sechs Schichten für den Stopfen, die bei einer metallischen Durchführung notwendig sind, genügen hier bereits vier Schichten.

Vorteilhaft ist die Durchführung in den Stopfen vertieft eingesetzt, so daß der Kontakt mit der Füllung minimiert und die Temperaturbelastung redu­ ziert wird.

In einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform, die sich insbe­ sondere für kleinwattige Lampen eignet, ist die Durchführung ein elektrisch leitender Stift aus Metall. Der Stift kann selbst als Elektrodenschaft dienen oder mit diesem verbunden sein. Er kann auch über den Stopfen außen hin­ ausragen um die Verbindung zur äußeren Stromzuführung zu erleichtern. Dieser Durchführungsstift besteht bevorzugt aus Wolfram oder Molybdän.

Figuren

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Darstellung des Endbereichs des Entladungsgefäßes der Lampe nach Fig. 1,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endbereichs für ein ke­ ramisches Entladungsgefäß, vor (Fig. 3a) und nach (Fig. 3b) dem Einsetzen der Durchführung

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endbereichs für ein ke­ ramisches Entladungsgefäß,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endbereichs für ein ke­ ramisches Entladungsgefäß.

Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist schematisch eine Metallhalogenidlampe mit einer Leistung von 150 W dargestellt. Sie besteht aus einem eine Lampenachse definierenden zylindrischen Außenkolben 1 aus Quarzglas, der zweiseitig gequetscht (2) und gesockelt (3) ist. Das axial angeordnete Entladungsgefäß 4 aus Al₂O₃- Keramik ist in der Mitte 5 ausgebaucht und besitzt zwei zylindrische Enden 6a und 6b. Es ist mittels zweier Stromzuführungen 7, die mit den Sockeltei­ len 3 über Folien 8 verbunden sind, im Außenkolben 1 gehaltert. Die Strom­ zuführungen 7 sind mit Durchführungen 9, 10 verschweißt, die jeweils in einem Stopfen 11 am Ende des Entladungsgefäßes eingepaßt sind.

Die Durchführungen 9, 10 sind Stifte aus Cermet mit einem Durchmesser von ca. 1 mm. Das Cermet ist leitfähig und schweißbar und besteht aus etwa 50 Vol.-% Wolfram (oder auch Molybdän), Rest Aluminiumoxid.

Beide Durchführungen 9, 10 stehen außen am Stopfen 11 über und haltern entladungsseitig Elektroden 14, bestehend aus einem Elektrodenschaft 15 aus Wolfram und einer am entladungsseitigen Ende aufgeschobenen Wen­ del 16. Die Durchführung 9, 10 ist jeweils mit dem Elektrodenschaft 15 sowie mit der äußeren Stromzuführung 7 stumpf verschweißt. Der Durchmesser der Wendel ist etwas kleiner als der der Durchführung, so daß das ganze Elektrodensystem nachträglich in die entsprechende zentrale Bohrung des Stopfens eingeführt werden kann.

Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht neben einem inerten Zündgas, z. B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden. Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung einer Metallhalogenid-Füllung ohne Quecksilber, wobei für das Zündgas Xenon ein hoher Druck gewählt wird.

Die Endstopfen 11 bestehen im wesentlichen aus einem axial geschichteten Cermet mit der keramischen Komponente Al₂O₃ und der metallischen Kom­ ponente Wolfram oder auch Molybdän. Sie sind in die Enden 6 direkt ein­ gesintert.

In Fig. 2 ist ein Endbereich des Entladungsgefäßes im Detail gezeigt. Der Stopfen 11 besteht aus vier axial übereinander geschichteten Kreisringen, Schichten oder Lagen, deren innerster der Entladung zugewandt ist. Der innerste Kreisring 11a besteht aus reinem Aluminiumoxid oder einem Cer­ met mit geringem Metallgehalt. Vorzugsweise enthält das Cermet des in­ nersten Kreisrings maximal 8 Vol.-% Metall, Rest Aluminiumoxid. Der Kreisring 11a ist im Ende 6a des Entladungsgefäßes teilweise eingesetzt und mit dem zylindrische Ende 6a des Entladungsgefäßes direkt (also ohne Glaslot) versintert. Der zweite Kreisring 11b enthält 10 bis 25 Vol.-% Metall, der dritte Kreisring 11c zwischen 25 und 40 Vol.-% Metall. Der vierte Kreis­ ring 11d enthält mindestens 50 Vol.-% Metall und ist daher schweißbar. Er ist an seiner Außenfläche mit der Durchführung 9 durch Laserschweißen verbunden.

Im konkreten Fall der Fig. 2 besteht der Stopfen 11 aus einer innersten Schicht 11a mit 7,5 Vol.-% Molybdän. Die zweite Schicht 11b hat 15 Vol.-% Molybdän, die dritte (11c) 30 Vol.%, die äußerste (11d) 50 Vol.-%.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen derartigen Endbe­ reich dargestellt. Die Durchführung 20 ist ein Stift aus reinem Molybdän. Hier besteht der Stopfen 21 aus sechs Schichten eines Cermets, die jeweils einen Kreisring bilden. Die innerste Schicht 21a enthält 5 bis 8 Vol.-% Mo­ lybdän, Rest Aluminiumoxid. Der zweite Kreisring 21b enthält 10-25 Vol.-% Molybdän, der dritte Kreisring 21c zwischen 25 und 40 Vol.-%. Der vierte Kreisring 21d enthält 50 bis 70 Vol.-% Molybdän, der fünfte 21e 70 bis 90 Vol.-%. Der äußerste Kreisring 21 f besteht aus reinem Molybdän und ist daher sehr gut schweißbar. Er ist an seiner Außenfläche mit der Durchfüh­ rung 20 durch eine Schweißung 19 verbunden.

In einem konkreten Fall besteht der Stopfen 21 aus einer innersten Schicht 21a mit 5 Vol.-% Molybdän. Die zweite Schicht 21b hat 15 Vol.-% Molybdän, die dritte (21c) 30 Vol.-%, die vierte (21d) hat 55 Vol.-%, die fünfte (21e) etwa 80 Vol.-%. Die äußerste (21f) ist reines Molybdän. Bei diesem Ausführungs­ beispiel sind die relativen Unterschiede im thermischen Ausdehnungskoef­ fizienten sehr gering.

Bei dieser Variante wird der Durchführungsstift 20 so weit in die zentrale Bohrung 22 des Stopfens hineingesteckt, daß er außen bündig mit dem Stop­ fen abschließt. Das Verschließen erfolgt durch Verschweißen (19 bezeichnet die Schweißnaht) des Stiftendes mit der letzten Cermetschicht 21f. Die Kon­ taktierung der äußeren Stromzuführung (7) kann hier problemlos direkt an der äußersten Schicht des Stopfens erfolgen, da diese ebenfalls gut leitfähig ist. Fig. 3a zeigt, daß die Bohrung selbst zunächst zum Evakuieren und Füllen hergenommen wird. Erst dann (Fig. 3b) wird der Stift selbst einge­ führt und außen verschweißt. Diese Schweißtechnik ist im Vergleich zur Sintertechnik schnell und einfach ausführbar und erfordert keine hohen Temperaturen außerhalb des Schweißbereichs.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist an beiden Enden 6a und 6b des Entladungsgefäßes die Durchführung ein Molybdänrohr 30, das in einem sechslagigen Cermet-Stopfen 31 am äußeren Ende eingeschweißt (19) ist.

Das Molybdänrohr 30 hält die Elektrode 32 mittels einer Crimpung 33, in die die Elektrode gasdicht eingeschweißt ist. Auch hier wird die Bohrung im Stopfen zunächst zum Füllen benutzt. Erst dann wird das rohrförmige Elek­ trodensystem eingesetzt und der Ringspalt am äußeren Ende zugeschweißt.

Das Durchführungsrohr 35 aus Molybdän kann in einem weiteren Ausfüh­ rungsbeispiel einer hochwattigen Lampe mit 250 W Leistung (Fig. 5) auch durchgehend zylindrisch geformt sein. An seinem entladungsseitigen Ende ist außen die Elektrode 32 mit breitem Kopf 39 (zweilagige Wendel) exzen­ trisch befestigt. Zur provisorischen Fixierung im Stopfen 37 wird die äußer­ ste Schicht 37f des Stopfens mit dem Molybdänrohr 35 zunächst durch Sin­ tern verbunden.

Das Rohr 35 wird nach dem Evakuieren und Füllen mit einem Metallstift 36 verschlossen, der mit dem Rohr 35 verschweißt wird. Das Rohr 35 wird gleichzeitig mit der äußersten Schicht 37f des Stopfens 37 verschweißt. Das heißt, daß die endgültige, dauerhafte Abdichtung der Bohrung des Stopfens durch Schweißen erfolgt, da diese Technik einer Direkteinsinterung überle­ gen ist.

Die Verwendung eines Rohrs als Durchführung hat den Vorteil, daß an ihm die Elektrode sehr leicht befestigt werden kann. Das hat den zusätzlichen Vorteil, daß die relativ breite Elektrode trotzdem mittels einer viel kleineren Bohrung im Stopfen in das Entladungsgefäß eingebracht werden kann. Da­ bei wird der Stopfen zusammen mit dem bereits vorher lose darin eingesetz­ ten Elektrodensystem in das Ende 6 des Entladungsgefäßes eingeführt und direkt eingesintert. Gleichzeitig erfolgt dabei die provisorische Einsinterung der Durchführung im äußersten Stopfenende (letzte Schicht des Stopfens). Alternativ kann das Ende der Durchführung mit einem querliegenden Anschlag versehen sein um eine provisorische Halterung zu erzielen.

Somit ist die Größe der Elektrode nicht durch die Stopfenbohrung limitiert. Außerdem dient die rohrförmige Durchführung vor dem Einführen des Metallstifts 36 als Füllöffnung.

Insbesondere ist dadurch sichergestellt, daß die Füllöffnung unabhängig von der Elektrodengröße, die von der Wattage der Lampe abhängt, gewählt werden kann.

Die Rohrtechnik ist auch für große Wattagen sehr gut geeignet, bei denen die Elektrode eine großen Durchmesser und große Querabmessungen be­ sitzt. Der Rohrdurchmesser ist deswegen relativ unkritisch, weil die Diffe­ renz im thermischen Ausdehnungsverhalten zwischen Durchführung und äußerster Schicht am Stopfenende sehr klein gehalten werden kann. Dabei wird für Rohr und äußerste Schicht des Stopfens ein ähnliches Material, ins­ besondere das gleiche Material, gewählt.

Das Zuschweißen des Ringspalts zwischen Rohr und Stopfen bzw. Rohr und Füllstift ist auch bei großen Durchmessern dieser Teile problemlos möglich.

Bei großen Wattagen sind Rohre als Durchführung bevorzugt, weil Stifte, die an den benötigten großen Durchmesser der Elektrode angepaßt sind, zuviel Wärme entziehen würden. Dies würde zu erheblichen Anlaufschwie­ rigkeiten beim Zünden der Lampe führen. Damit ist die hier vorgestellte Rohrtechnik zum erstenmal in der Lage, Metallhalogenidlampen mit kera­ mischem Entladungsgefäß auch bei großen Wattagen (mehr als 150 W) zu­ verlässig abzudichten. Bekanntlich nimmt die Größe der Elektrode (insbesondere ihr Außendurchmesser) mit der Leistung zu, aber erfindungs­ gemäß muß jetzt der Durchmesser der Durchführung nicht mehr entspre­ chend vergrößert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Durchführung aus reinem Molybdän (Stift oder Rohr). Der Stopfen besteht aus einem Cermet mit sechs Schichten. Der Metallanteil des Cermets ist Wolfram, da sich mit diesem Metall wegen seiner im Vergleich zu Molybdän größeren Ausdeh­ nung der thermische Ausdehnungskoeffizient der einzelnen Schicht leichter steuern läßt. Die innerste Schicht besteht aus 2 Vol.-% Wolfram (entsprechend 10 Gew.-% Wolfram), Rest Aluminiumoxid. Sie ist damit dem Ende des Entladungsgefäßes sehr gut angepaßt, das aus reinem Aluminiu­ moxid besteht. Die zweite Schicht enthält etwa 15 Vol.-% Wolfram, entspre­ chend 46 Gew.-% Wolfram. Die dritte Schicht enthält etwa 28 Vol.-% Wolf­ ram, entsprechend 67 Gew.-% Wolfram. Die vierte Schicht enthält etwa 42 Vol.-% Wolfram, entsprechend 78 Gew.-% Wolfram. Die fünfte Schicht ent­ hält etwa 56 Vol.-% Wolfram, entsprechend 88 Gew.-% Wolfram. Die äußer­ ste Schicht enthält etwa 69 Vol.-% Wolfram, entsprechend 90 Gew.-% Wolf­ ram. Diese letzte Schicht ist daher dem thermischen Ausdehnungskoeffizien­ ten der Durchführung aus Molybdän ideal angepaßt.

Die obigen Werte sind so gewählt, daß die Differenz im thermischen Aus­ dehnungskoeffizienten für alte Schichten des Stopfens etwa gleichen Ab­ stand zueinander haben. Die Belastung ist daher gleichmäßig verteilt. Dabei ist eine Temperatur von 1000°C als Maßstab genommen.

Claims (10)

1. Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß (4) aus Aluminiumoxid, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden (6) besitzt, die mit Stopfen (11) verschlossen sind, und wobei durch diese Stopfen eine elektrisch leitende Durchführung (9, 10; 20; 30; 35) vakuumdicht hindurchgeführt ist, an der eine Elektrode (14) mit einem Schaft (15) befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt, wobei der Stopfen aus axial angeordneten Schichten oder Lagen besteht, wo­ bei das Material der Schichten aus Cermet besteht, dessen Metallgehalt von innen nach außen zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen zumindest bei einem Ende (6) des Entladungsgefäßes aus min­ destens vier axial angeordneten Schichten oder Lagen besteht, und daß die äußerste Schicht (11d) des Stopfens aus einem verschweißbaren Material mit mindestens 50 Vol.-% Metall (Rest Keramik) besteht, wo­ bei die Durchführung (9) mit der äußersten Schicht des Stopfens durch eine Schweißung (19) verbunden ist und wobei die innerste Schicht (11a) des Stopfens ohne Glaslot im Ende des Entladungsgefäßes befe­ stigt ist.

2. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung ein Stift (9, 10) aus hochtemperaturbeständigen Me­ tall, insbesondere Wolfram oder Molybdän, oder aus elektrisch leiten­ dem Cermet ist, wobei insbesondere das Material des Stifts nähe­ rungsweise mit dem der äußersten Schicht des Cermet-Stopfens über­ einstimmt.

3. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen aus bis zu sechs Lagen besteht, deren Metallgehalt nach außen hin zunimmt.

4. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Schicht des Stopfens aus reinem Metall besteht.

5. Metallhalogenidtampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Schicht des Stopfen aus reinem Aluminiumoxid besteht.

6. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Schicht (11a) des Stopfens im Ende des Entladungsgefäßes direkt eingesintert ist.

7. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung ein Rohr (30; 35) aus hochtemperaturbeständigem Metall, insbesondere Wolfram oder Molybdän, ist.

8. Metallhalogenidtampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkopf breiter als der Außendurchmesser des Rohrs ist.

9. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die rohrförmige Durchführung (35) ein Füllstift (36) eingesetzt ist.

10. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Durchführung für eine Lampe mit hoher Wattage, ins­ besondere mindestens 150 W, verwendet ist.