DE19843985A1

DE19843985A1 - Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE19843985A1
Application number: DE1998143985
Authority: DE
Inventors: Walter Thieringer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-07-06

Abstract

Die Gasentladungslampe weist einen Brenner auf, der ein Entladungsgefäß (14) mit einem Hohlraum (15) aufweist, in dem eine Füllung mit Gas und anderen Stoffen angeordnet ist. In den Hohlraum (15) ragen zwei Elektroden (16, 18) hinein, zwischen denen sich im Betrieb der Gasentladungslampe ein Lichtbogen ausbildet. Auf der Außenseite des Entladungsgefäßes (14) sind im Bereich des Hohlraums (15) zwei Hilfselektroden (40, 42) entgegengesetzter Polarität einander gegenüberliegend angeordnet. Die Hilfselektroden (40, 42) sind durch Beschichtung der Außenseite des Entladungsgefäßes (14) mit elektrisch leitfähigem Material gebildet. Vor und gegebenenfalls auch während dem Zünden der Gasentladungslampe wird an die Hilfselektroden (40, 42) hochfrequente Hochspannung angelegt, wodurch das Zünden der Gasentladungslampe erleichtert wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeugscheinwerfer nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Gasentladungslampe ist durch die DE 196 10 387 A1 bekannt. Diese Gasentladungslampe weist ein Brenngefäß auf, mit einem Hohlraum, in den zwei Elektroden entgegengesetzter Polarität hineinragen, zwischen denen sich im Betrieb der Gasentladungslampe ein Lichtbogen ausbildet. Im Hohlraum ist eine Füllung aus Gas und Feststoffen angeordnet. Im Hohlraum ist außerdem wenigstens eine Hilfselektrode angeordnet, die zur Verbesserung des Zündverhaltens der Gasentladungslampe dient. Die wenigstens eine Hilfselektrode ist dabei derart angeordnet, daß sich eine gegenüber der Brennstrecke zwischen den beiden Elektroden eine kürzere Zündstrecke ergibt, die das Zünden oder Gasentladungslampe erleichtert. Hierbei kann es sich als schwierig erweisen, die erforderliche Trennung zwischen den Elektroden und der wenigstens einen Hilfselektrode sowie die Trennung der Brennstrecke und der Zündstrecke sicherzustellen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Anordnung der wenigstens einen Hilfselektrode auf einfache Weise an der Außenseite des Brennergefäßes möglich ist. Durch die an die Hilfselektrode sowie die Gegenelektrode angelegte hochfrequente elektrische Spannung werden im Hohlraum des Brennergefäßes dielektrisch behinderte Entladungen, sogenannte stille Entladungen oder Barrierentladungen, erzeugt. Hierdurch wird das Gas der Füllung des Hohlraums energetisch angeregt. Beim Zünden der Gasentladungslampe mittels Anlegen von Hochspannung an die Elektroden erfolgt der elektrische Durchschlag durch das Gas der Füllung des Hohlraums schneller und/oder bereits bei einer niedrigeren Spannung als dies ohne die Hilfselektrode der Fall wäre.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Gasentladungslampe angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine einfache Herstellung der Hilfselektrode.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Gasentladungslampe in einem Längsschnitt, Fig. 2 einen in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Gasentladungslampe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in vergrößerter Darstellung und Fig. 3 den Ausschnitt II der Gasentladungslampe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gasentladungslampe ist insbesondere zur Verwendung bei Fahrzeugbeleuchtungseinrichtungen wie beispielsweise Scheinwerfern vorgesehen. Die Gasentladungslampe weist einen stark vereinfacht dargestellten Sockel 10 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann und über den sie beispielsweise in einer Öffnung in einem Reflektor des Scheinwerfers angeordnet werden kann. Mit dem Sockel 10 ist ein Brenner 12 verbunden, der ein Entladungsgefäß 14 aufweist. Das Entladungsgefäß 14 weist einen Hohlraum 15 auf, in den wenigstens zwei Elektroden 16, 18 hineinragen und der eine Füllung enthält, die aus einem Edelgas, vorzugsweise Xenon, und Quecksilber sowie gegebenenfalls Metallhalogeniden besteht. Das Entladungsgefäß 14 weist an den Hohlraum 15 anschließende rohrförmige Fortsätze 20, 21 auf, wobei in dem dem Sockel 10 zugewandten Fortsatz 20 eine Zuleitung 22 zu der Elektrode 16 angeordnet ist und in dem dem Sockel 10 abgewandten Fortsatz 21 eine mit der anderen Elektrode 18 verbundene Leitung 23 angeordnet ist. Das Entladungsgefäß 14 mit den Fortsätzen 20, 21 besteht aus Glas, vorzugsweise Quarzglas. Zur Verbindung der Leitungen 22, 23 mit den Elektroden 16, 18 ist zwischen diesen jeweils eine Metallfolie 24 angeordnet, die vorzugsweise aus Molybdän besteht. Der Brenner 12 kann außerdem ein das Entladungsgefäß 14 mit dessen Fortsätzen 20, 21 zumindest teilweise umgebendes Glasrohr 26 aufweisen, das einerseits zum Schutz des Entladungsgefäßes 14 dient und das andererseits zur Abschirmung von im Betrieb der Gasentladungslampe entstehender UV-Strahlung dienen kann. Mit der Leitung 23 ist eine außerhalb des Brenners 12 verlaufende Rückleitung 28 verbunden, die entlang dem Brenner 12 zum Sockel 10 führt und die mit einer Isolierung 29 versehen sein kann. Die Zuleitung 22 zur Elektrode 16 und die Rückleitung 23 von der Elektrode 18 sind mit jeweils einem nicht dargestellten Steckkontakt am Sockel 10 verbunden.

Für den Betrieb der Gasentladungslampe ist eine elektrische Vorschalteinrichtung vorgesehen, die einen Zündteil und einen Steuerteil aufweist. Der Zündteil kann getrennt von der Gasentladungslampe angeordnet sein oder in deren Sockel 10 integriert sein. Der Zündteil dient dazu, die Gasentladungslampe zu zünden und durch diesen wird Hochspannung erzeugt, die an die Elektroden 16, 18 angelegt wird, um einen Durchschlag zwischen diesen zu bewirken. Je nach Zustand der Gasentladungslampe, insbesondere in warmem Zustand, ist hier eine sehr hohe Spannung erforderlich, um die Gasentladungslampe zu zünden. Der Zündteil kann beispielsweise nach dem Prinzip der Resonanzzündung aufgebaut sein. Beim Betrieb der Gasentladungslampe bildet sich im Hohlraum 15 des Entladungsgefäßes 14 zwischen den Elektroden 16, 18 ein Lichtbogen aus.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Hilfselektroden 40, 42 vorgesehen, die außerhalb des Entladungsgefäßes 14 im Bereich von dessen Hohlraum 15 angeordnet sind. In Fig. 2 sind die Hilfselektroden 40, 42 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem diese durch eine elektrisch leitfähige Beschichtung der Außenseite des Entladungsgefäßes 14 im Bereich des Hohlraums 15 gebildet sind. Die Beschichtung zur Bildung der Hilfselektroden 40, 42 kann beispielsweise aus einem Metall mit ausreichender Wärmebeständigkeit bestehen und durch Bedampfen, Lackieren oder in anderer geeigneter Weise auf das Entladungsgefäß 14 aufgebracht sein.

Die beiden Hilfselektroden 40, 42 sind einander zumindest annähernd diametral gegenüberliegend am Entladungsgefäß 14 angeordnet. Es können auch mehr als zwei Hilfselektroden 40,42 vorgesehen werden, wobei beispielsweise jeweils zwei Hilfselektroden einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die die beiden Hilfselektroden 40, 42 bildenden Beschichtungen sind voneinander getrennt und erstrecken sich jeweils über einen Teil des Umfangs des Entladungsgefäßes 14 um den Hohlraum 15 herum. Mit den Hilfselektroden 40, 42 kann jeweils eine auf dem Entladungsgefäß 14 verlaufende Leiterbahn 44 verbunden sein, die zum Sockel 10 der Gasentladungslampe führen. Alternativ können die Hilfselektroden 40, 42 auch in beliebiger anderer Weise kontaktiert sein, beispielsweise mittels an dieser angeschlossener Kabel. Durch die elektrische Vorschalteinrichtung, beispielsweise deren Zündteil, wird an die Hilfselektroden 40, 42 eine hochfrequente Hochspannung angelegt, wobei die beiden Hilfselektroden 40, 42 eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. Es kann vorgesehen sein, daß die Hilfselektroden 40, 42 nur für einen bestimmten Zeitraum vor dem Zünden und gegebenenfalls während des Zündens der Gasentladungslampe mit hochfrequenter Hochspannung versorgt werden oder alternativ kann vorgesehen sein, daß die Hilfselektroden 40, 42 ständig bei ausgeschalteter Gasentladungslampe mit hochfrequenter Hochspannung versorgt werden. Die Hochspannung kann dabei mehr als 1 kV betragen und die Frequenz kann mehr als 10 kHz betragen.

Bei Versorgung der Hilfselektroden 40, 42 mit hochfrequenter Hochspannung werden im Hohlraum 15 des Entladungsgefäßes 14 der Gasentladungslampe dielektrisch behinderte Entladungen, sogenannte stille Entladungen oder Barrierentladungen, in Englisch barrier discharges, erzeugt. Dadurch wird die Füllung des Hohlraums 15, insbesondere das Edelgas, energetisch angeregt. Beim Zünden der Gasentladungslampe mittels des Zündteils der Vorschalteinrichtung durch Anlegen von Hochspannung an die Elektroden 16, 18 erfolgt der dielektrische Durchschlag durch das Edelgas im Hohlraum 15 zwischen den Elektroden 16, 18 schneller und/oder bei einer niedrigeren Zündspannung als dies ohne die Hilfselektroden 40, 42 der Fall wäre. Der Zündteil der Vorschalteinrichtung kann entsprechend schwächer ausgelegt werden, was Kostenvorteile bietet. Auch die Gasentladungslampe kann insgesamt in ihrem Aufbau hinsichtlich Isolierungsmaßnahmen einfacher ausgeführt werden, da geringere Zündspannungen erforderlich sind. Darüberhinaus kann die Gasentladungslampe durch die verringerte Zündbelastung eine längere Lebensdauer erreichen.

Die Hilfselektroden 40, 42 sind zwischen der Außenseite des Entladungsgefäßes 14 und dem Glasrohr 26 angeordnet, so daß diese nicht berührt werden können und von diesen keine Gefahr ausgeht. Alternativ zur vorstehend beschriebenen Ausführung könnten die Hilfselektroden 40, 42 auch durch eine leitfähige Beschichtung der Innenseite des Glasrohrs 26 im dem Bereich des Glasrohrs 26 gebildet sein, der den Hohlraum 15 des Entladungsgefäßes 14 umgibt. Die Kontaktierung der Hilfselektroden 40, 42 kann dann ebenfalls über Leiterbahnen an der Innenseite des Glasrohrs 26 erfolgen oder in beliebiger anderer Weise.

In Fig. 3 ist die Gasentladungslampe ausschnittsweise gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau der Gasentladungslampe ist dabei gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Ausbildung der Hilfselektroden modifiziert ist. Die Hilfselektroden 40, 42 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind als separate Teile an der Außenseite des Entladungsgefäßes 14 im Bereich von dessen Hohlraum 15 angeordnet. Die Hilfselektroden 40, 42 bestehen aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus Metall und können in ihrer Form an die Außenseite des Entladungsgefäßes 14 im Bereich des Hohlraums 15 angepaßt sein, also beispielsweise gekrümmt ausgebildet sein. Die Hilfselektroden 40, 42 können mittels einer Klemm- oder Rastverbindung, durch Verkleben oder in beliebiger anderer Weise mit dem Entladungsgefäß 14 verbunden sein. Die Hilfselektroden 40, 42 können auch zwischen dem Entladungsgefäß 14 und dem Glasrohr 26 eingeklemmt sein. Mit den Hilfselektroden 40, 42 sind elektrische Leitungen 46 verbunden, die zum Sockel 10 der Gasentladungslampe führen und zur Verbindung der Hilfselektroden 40,42 mit der hochfrequenten Hochspannung wie beim ersten Ausführungsbeispiel dienen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist nur eine der Hilfselektroden 40, 42 an der Außenseite des Entladungsgefäßes 14 vorgesehen, die wie vorstehend erläutert ausgebildet sein kann. Als Gegenelektrode zu dieser einen Hilfselektrode 40 oder 42 dient eine der in den Hohlraum 15 hineinragenden Elektroden 16, 18. An die Hilfelektrode 40 oder 42 und die Gegenelektrode 16 oder 18 wird wie bei der ersten Ausführungsform eine hochfrequente Hochspannung entgegengesetzter Polarität angelegt, so daß sich zwischen der Hilfselektrode 40 oder 42 und der Gegenelektrode 16 oder 18 ein elektrisches Feld ausbildet, das den Hohlraum 15 durchsetzt und das Zünden der Gasentladungslampe erleichtert.

Claims

1. Gasentladungslampe, insbesondere für Scheinwerfer für Fahrzeuge, mit einem Brenner (12), der ein Entladungsgefäß (14) mit einem Hohlraum (15) aufweist, in dem eine Füllung aus Gas und anderen Stoffen angeordnet ist und in den wenigstens zwei Elektroden (16, 18) hineinragen, zwischen denen sich im Betrieb der Gasentladungslampe ein Lichtbogen ausbildet, und mit wenigstens einer Hilfselektrode (40, 42) zur Verbesserung des Zündverhaltens der Gasentladungslampe, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Hilfselektrode (40; 42) an der Außenseite des Entladungsgefäßes (14) im Bereich des Hohlraums (15) angeordnet ist, und daß an die wenigstens eine Hilfselektrode (40; 42) und eine Gegenelektrode (42; 40; 16; 18) zu dieser zumindest zeitweise vor und/oder während des Zündens der Gasentladungslampe eine hochfrequente elektrische Spannung angelegt wird.

2. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Hilfselektrode (40; 42) durch Beschichtung der Außenseite des Entladungsgefäßes (14) mit elektrisch leitfähigem Material gebildet ist.

3. Gasentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Hilfselektroden (40, 42) einander gegenüberliegend am Entladungsgefäß (14) angeordnet sind.

4. Gasentladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (14) zumindest teilweise von einem Schutzrohr (26) umgeben ist und daß die wenigstens eine Hilfselektrode (40; 42) zwischen der Außenseite des Entladungsgefäßes (14) und dem Schutzrohr (26) angeordnet ist.

5. Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Hilfselektrode (40; 42) vorgesehen ist und daß als Gegenelektrode zu dieser eine der Elektroden (16, 18) dient.