DE202009013108U1

DE202009013108U1 - Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe

Info

Publication number: DE202009013108U1
Application number: DE200920013108
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2019-10-01

Abstract

Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, mit einem Entladungsgefäß, das in einem Außenkolben untergebracht ist, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden mit Abdichtungen aufweist, in denen Elektroden befestigt sind, wobei ein Gestell mit Bügeldraht das Entladungsgefäß in dem Außenkolben haltert, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß aus Quarzglas gefertigt ist, wobei der Bügeldraht zur Abdichtung der gegenpoligen Elektrode hin soweit gebogen ist, dass das dadurch gebildete Verbiegungsteil als Zündhilfe wirkt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen für Allgemeinbeleuchtung oder für fotooptische Zwecke.
Stand der Technik
Aus der WO 2008/044197 ist eine Hochdruckentladungslampe mit keramischem Entladungsgefäß bekannt, bei der eine Zündhilfe von einem langen Gestelldraht ausgeht. Die Zündhilfe ist ein separates Drahtstück, das sich in Höhe einer Kapillare in Richtung des Entladungsgefäßes erstreckt.
Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass die Zündhilfe aufwendig und kostenträchtig installiert werden muss.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, deren Zündung mit einfachen kostengünstigen Mitteln sichergestellt ist Dies gilt insbesondere für Metallhalogenidlampen, wobei das Material des Entladungsgefäßes Keramik oder Quarzglas sein kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Die Abdichtungen des Entladungsgefäßes können als Einschmelzungen oder als Quetschungen ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß wird jetzt ein Teil des Gestells direkt so verbogen, dass ein Verbiegungsteil sich in Richtung einer Kapillare erstreckt, und zwar die Kapillare, die zum erwähnten Gestell die entgegengesetzte elektrische Polung aufweist. Das Verbiegungsteil hat zwei Zuführungsteile und ein Peakteil, das die hauptsächliche Wirkung als Zündhilfe entwickelt. Die zwei Zuführungsteile sind gegen die lange Stromzuführung, dem sog. Bügeldraht des Gestells, abgewinkelt, das Peakteil ist in der Nähe der Kapillare angeordnet, und zwar bevorzugt in einem Bereich, in dem der Schaft der Elektrode in der Kapillare sitzt, aber von der Wand der Kapillare beabstandet ist.
Mit zunehmender Lebensdauer steigt die notwendige Spannung zur Zündung von Hochdruckentladungslampen an. Dies kann dazu führen, dass alte Lampen an konventionellen Zündgeräten nicht mehr starten. Die Zündfähigkeit muss jedoch über die gesamte Lebensdauer gewährleistet sein, was durch die erfindungsgemäße Anordnung sichergestellt wird, ohne dass nennenswerte Zusatzkosten entstehen.
Bisher gab es dafür verschiedene Lösungsansätze.

a) Dem Brennerfüllgas wird ein radioaktives Gas wie beispielsweise Kr85 beigemischt. Die Radioaktivität bewirkt eine Ionisierung des Füllgases, welche die Durchschlagsspannung herabsetzt und so die Zündfähigkeit sicherstellt. Jedoch wird der Gebrauch von Radioaktivität gesetzestechnisch zunehmend eingeschränkt.
b) Im Außenkolben wird ein sog. UV-Enhancer eingebaut. Dieser besteht aus einer miniaturisierten Entladungsröhre, die beim Anlegen der Zündspannung UV-Strahlung emittiert. Diese UV-Strahlung bewirkt ebenfalls eine Ionisierung des Brennerfüllgases und stellt so die Zündfähigkeit sicher, siehe EP-A 922296 .
c) Vom Bügeldraht wird ein Draht um die Kapillare mit der gegenpoligen Elektrode gewickelt. Beim Anlegen der Zündspannung entsteht so im Bereich dieser Elektrode eine dielektrisch behinderte Entladung, welche das Brennerfüllgas ionisiert und die Zündspannung herabsetzt, siehe z. B. EP-A 967631 .

Die jetzige Anordnung greift das Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung auf, vereinfacht es jedoch entscheidend.
Der Bügeldraht wird so gestaltet, dass er möglichst nahe an der Kapillare mit der gegenpoligen Elektrode verläuft bzw. diese berührt. Dort entsteht, ähnlich wie bei den unter c) genannten Drahtwicklungen, eine dielektrische behinderte Entladung, die das Füllgas im Brenner ionisiert und einen Durchschlag ermöglicht. Kennzeichnend für den Lösungsansatz ist, dass im Gegensatz zu bisherigen Lösungen kein zusätzliches Bauteil als Zündhilfe benötigt wird, sondern der Bügeldraht durch seine Biegungsform die zusätzliche Funktionalität als Zündhilfe übernimmt.
Der Bügeldraht kann in Bezug auf die Kapillare anliegen, überlappen oder die Kapillare umschlingen. Bevorzugt ist jedoch eine möglichst einfache Geometrie, die die Herstellung nicht beeinträchtigt.
Das Peakteil des Bügeldrahtes weist bevorzugt einen geringsten Abstand zur gegenpoligen stromführenden Elektrode auf, wobei der Ort des geringsten Abstands möglichst in der Nähe des eigentlichen Entladungsgefäßes liegen sollte.
Es werden erfindungsgemäß keine radioaktiven Beimischungen mehr benötigt. Ein an der Kapillare geführter Bügeldraht ist bei einseitig gesockelten Lampen fertigungstechnisch sehr einfach zu realisieren und zwar wesentlich einfacher als eine Drahtumwicklung der Kapillare. Außerdem benötigt der Bügeldraht im Gegensatz zu UV-Enhancern keinen zusätzlichen Platz in Außenkolben. Das Risiko, dass die Zündhilfe aufgrund einer schlechten Fügeverbindung zum Bügeldraht während der Lebensdauer seine Funktionalität oder Lage verliert, ist praktisch nicht gegeben, da es kein separates Bauteil ist, sondern integraler Bestandteil des Bügeldrahts.
Die Abdichtungen des Entladungsgefäßes sind häufig als Quetschung ausgebildet, jedoch ist auch die Gestalt einer Einschmelzung möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, erstes Ausführungsbeispiel.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
1 zeigt den Aufbau einer Hochdruckentladungslampe 1 stark schematisiert. Sie besitzt ein Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, das in einem Außenkolben 3 untergebracht ist. Die äußeren Zuführungen 4 des Entladungsgefäßes, die Elektroden im Innern kontaktieren, sind mit zwei Gestelldrähten 5 und 6 verbunden. Ein kurzer Gestelldraht 5 führt zu einer ersten Folie 7 in einer Quetschung 8 des Außenkolbens. Ein langer Gestelldraht 6, häufig Bügeldraht genannt, führt zu einer zweiten Folie 7 in der Quetschung 8. Das Entladungsgefäß 2 besitzt eine Füllung aus einem ionisierbaren Gas, in der Regel Argon oder Xenon, Quecksilber und Metallhalogeniden, wie ebenfalls an sich bekannt. Zwei Elektroden 9 stehen sich im Innern des Entladungsgefäßes gegenüber, wie ebenfalls an sich bekannt.
Dabei ist darauf zu achten, dass die Füllung möglichst wenig Na enthält, das sonst meist als Jodid vorliegt, sondern bevorzugt Na-frei ist. Bevorzugt werden Seltenerdmetall-Halogenide, oft in Verbindung mit Thalliumhalogenid u. ä. verwendet.
Der Bügeldraht 6 ist im wesentlichen parallel zur Achse A des Entladungsgefäßes an diesem entlanggeführt zur von der ersten Quetschung 8 entfernten zweiten Quetschung 10. Dort ist er mit der Zuführung 4 verbunden.
Der Bügeldraht 6 ist im Bereich des Endes des Entladungsgefäßes nahe der ersten Quetschung 8 in Richtung zur Quetschung hin in einer Ebene gebogen, so dass das entstehende Verbiegungsteil 11 ähnlich einem V geformt ist. Dadurch entstehen zwei gerade. Aber schräg zur Achse angeordnete Zuführungsteile 12 und ein Winkelteil 13, nämlich die Biegung zwischen den Zuführungsteilen 12. Das Verbiegungsteil liegt in einer Ebene. Die Zuführungsteile 12 sind schräg, insbesondere 30 bis 60°, gegen den Bügeldraht 6 bzw. Achse A abgewinkelt. Typisch ist ein Winkel von 45°. Dieses Ausführungsbeispiel ist materialschonend und am einfachsten und kostengünstig herzustellen. Erstaunlich ist, dass diese einfache Anordnung bereits genügt, um die Zündung ausreichend zu unterstützen.
Möglich ist auch ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Verbiegungsteil nach Art eines U geformt ist. Die beiden Zuführungsteile sind hier etwa um 45° bis 90° gegen den Bügeldraht abgewinkelt. Das Winkelteil ist um 90° bis 135° gegen die Zuführungsteile abgewinkelt und läuft parallel an der Quetschung entlang. Damit wird ein größeres Volumen im Entladungsgefäß ionisiert. Das Winkelteil sollte hier zumindest in den Bereich der Quetschung hineinragen.
Möglich ist auch ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die grundsätzliche Anordnung ähnlich wie in 1 ist. Das Verbiegungsteil ist V-förmig. Jedoch ist die Ebene des Verbiegungsteils nicht so gewählt, dass die kürzeste Verbindung, wie in 1, in Richtung der Quetschung gesucht wird. Sondern die Ebene des Verbiegungsteils ist so gewählt, dass es tangential an der Quetschung vorbeigeführt ist. Bevorzugt liegt das Winkelteil in der Projektion der Quetschung in Seitenansicht. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass ein Bereich mit inhomogener Feldstärke in einem relativ großen Volumen wirken kann.
Möglich ist auch ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem das Verbiegungsteil nicht in einer Ebene liegt. Vielmehr ist das Verbiegungsteil schraubenartig oder nach Art einer Wendel um die Quetschung herumgeführt, das Verbiegungsteil ähnelt einem Halbkreis, ohne dass ein Winkelteil konstruktiv ausgezeichnet wäre. Vielmehr ergibt sich das Winkelteil hier funktionell durch den Punkt, der der Quetschung am nächsten ist.
Ein Abwandlung dieser Konstruktion kann Elemente des Ausführungsbeispiels der 1 mit Elementen der anderen Ausführungsbeispiele verbinden, indem das Verbiegungsteil zwar im Prinzip V-förmig gebogen ist, die beiden Zuführungsteile aber nicht einer Ebene liegen, sondern das Peakteil um die Kapillare herumgeführt ist. Dabei kann der Bügeldraht ebenfalls so gebogen sein, dass ein erster Teil, der quetschungsnah ist, und ein zweiter Teil, der quetschungsfern ist, zueinander parallelverschoben sind. Zwischen beiden Teilen sitzt das Verbiegungsteil.
Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer numerierten Aufzählung sind:

1. Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, mit einem Entladungsgefäß, das in einem Außenkolben untergebracht ist, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden mit Abdichtungen aufweist, in denen Elektroden befestigt sind, wobei ein Gestell mit Bügeldraht das Entladungsgefäß in dem Außenkolben haltert, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß aus Quarzglas gefertigt ist, wobei der Bügeldraht zur Abdichtung der gegenpoligen Elektrode hin soweit gebogen ist, dass das dadurch gebildete Verbiegungsteil als Zündhilfe wirkt.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil zwei Zuführungsteile und ein Winkelteil dazwischen aufweist.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil V-förmig oder U-förmig gebogen ist.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil in einer Ebene liegt.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil die Abdichtung des Entladungsgefäßes schlaufenartig umgibt, wobei die Abdichtung bevorzugt eine Einschmelzung ist.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß eine Metallhalogenidfüllung aufweist, die im wesentlichen frei von Na ist.

Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung eine Quetschung ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2008/044197 [0002]
- EP 922296 A [0009]
- EP 967631 A [0009]

Claims

Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, mit einem Entladungsgefäß, das in einem Außenkolben untergebracht ist, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden mit Abdichtungen aufweist, in denen Elektroden befestigt sind, wobei ein Gestell mit Bügeldraht das Entladungsgefäß in dem Außenkolben haltert, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß aus Quarzglas gefertigt ist, wobei der Bügeldraht zur Abdichtung der gegenpoligen Elektrode hin soweit gebogen ist, dass das dadurch gebildete Verbiegungsteil als Zündhilfe wirkt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil zwei Zuführungsteile und ein Winkelteil dazwischen aufweist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil V-förmig oder U-förmig gebogen ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil in einer Ebene liegt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbiegungsteil die Abdichtung des Entladungsgefäßes schlaufenartig umgibt, wobei die Abdichtung bevorzugt eine Einschmelzung ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß eine Metallhalogenidfüllung aufweist, die im wesentlichen frei von Na ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung eine Quetschung ist.