DE2935980C2

DE2935980C2 - Halterung für ein keramisches Entladungsrohr einer Hochleistungsentladungslampe

Info

Publication number: DE2935980C2
Application number: DE2935980A
Authority: DE
Inventors: William Leroi East Cleveland Ohio Tayloy
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-09-11
Filing date: 1979-09-06
Publication date: 1984-01-12
Also published as: CA1124302A; JPS6023465B2; JPS5539188A; FR2435815A1; GB2035677B; US4254355A; DE2935980A1; FR2435815B1; GB2035677A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Das Entladungsrohr aus kristalliner Aluminiumoxidkeramik in einer Hochleistungs-Natriumdampflampe kann im Betrieb auf eine Durchschnittstemperatur von 1000°C oder mehr erhitzt werden und dieses Material hat einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 8 · 10-⁶cm/cm/°C. Dieses Entladungsrohr ist so heiß, daß der einzige praktische Weg zu seiner Abstützung über die Zuleitungen erfolgen kann, die sich von seinen Endstücken aus erstrecken. In einer typischen 400 Watt Lampe ist das Entladungsrohr etwa cm lang und dehnt sich im Betrieb etwa 1 mm aus. Der Metallstützstab und der gläserne Außenkolben dehen sich nicht entfernt so stark aus und außerdem findet die Ausdehnung der verschiedenen Teile nicht gleichzeitig statt, wenn die Lampe sich erwärmt oder abkühlt.

Es ist daher erforderlich, eine Anpassung an die unterschiedliche Ausdehnung vorzunehmen, um eine unangemessene Belastung der Zuleitungen und Dichtungen, zu vermeiden, die zur Ermüdung und zu einem vorzeitigen Lampenversagen durch Rißbildung in den Dichtungen oder Bruch der Schweißstellen zu den Zuleitungen führen können. Dieses Erfordernis der Anpassung an die unterschiedliche Ausdehnung ist besonders groß bei Keramik-Verschlußstücken, wie sie in der in der US-PS 40 65 691 beschriebenen Lampe benutzt werden.

In der US-PS 38 82 346 ist eine Montageart zur

ίο Kompensation der unterschiedlichen Ausdehnung beschrieben, die beträchtliche Anwendung bei Lampen mit Keramik-Verschlußstücken gefunden hat. Während diese Montagestruktur sich als im Betrieb brauchbar erwiesen hat, ist doch eine billigere und leichter herstellbare Montagestruktur vorzuziehen.

In der DE-OS 26 56 264 ist eine Halterung für ein keramisches Entladungsrohr gemäß der eingangs genannten Art beschrieben. Diese bekannte Halterung erfordert jedoch eine relativ große Anzahl von Teilen, nämlich einen Seitenstab, einen Stützdraht mit einer Schlaufe, ein nachgiebiges Metallband, einen Stützstab, ein Verbindungsstück, einen Isolator und einen Streifen. Der Isolator ist dabei auf den Stützstab geschraubt, so daß er, wenn überhaupt, nicht allein von dem Streifen gehalten ist, der an dem Seitenstab festgeklemmt ist.

Bei einem Massenartikel, wie der eingangs genannten Halterung bedingen bereits geringe Verbesserungen eine beträchtliche Kosteneinsparung.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Halterung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch zu vereinfachen, daß die Zahl ihrer Teile verringert wird.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Halterung finden sich in den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme

auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Halterung innerhalb einer Hochleistungs-Natriumdampflampe und

F i g. 2 eine vergrößerte Detailansicht der isolierenden Hülse und der sich gleitend durch diese erstreckenden drahtförmigen Zuführung.

In Fig. 1 ist eine Hochleistungs-Natriumdampflampe 1 mit einer beispielhaften Größe von 400 Watt gezeigt. Diese Lampe umfaßt einen Außenkolben 2 aus Glas mit einem Standard-Mogulschraubsockel 3, der am Fußende des Außenkolbens angebracht ist, das sich in der Zeichnung oben befindet. Ein eingestülpter Quetschfuß

so 4 enthält ein Paar relativ schwerer Zuleitungsdrähte 5 und 6, die sich durch diesen Quetschfuß 4 erstrecken und deren äußere Endstücke mit der Sockelhülse 7 und dem Zentralkontakt 8 des Sockels verbunden sind.

Das Entladungsrohr 9 ist zentral innerhalb des Außenkolbens 2 angeordnet und besteht aus lichtdurchlässiger Keramik, geeigneterweise aus einer polykristallinen Aluminiumoxidkeramik, die durchscheinend ist oder einem einkristallinenen Aluminiumoxid, das klar und'transparent ist. Das obere Ende des Entladungsrohres 9 ist durch ein Verschlußstück 10 aus Aluminiumoxid verschlossen, durch das sich hermetisch abgedichtet ein Zuführungsdraht 11 aus Niob erstreckt, der die nicht dargestellte obere Elektrode trägt. Der Verschluß des unteren Endes des Entladungsrohres umfaßt ebenfalls ein Verschlußstück, durch das sich ein dünnwandiges Niobrohr 12 erstreckt, das sowohl als Zuführung als auch als Reservoir für überschüssiges Alkalimetall und Quecksilber dient. Der Schaft der unteren Elektrode

erstreckt sich in das Rohr 12 und ist durch Anwürgen des Rohres um diesen Schaft herum bei 13 festgelegt. Das Anwürgen läßt enge Kanäle offen, die den Durchgang von Alkalimetall und Quecksilber in Dampfform gestatten, die Bewegung des flüssigen Amalgams jedoch verhindern, wodurch die Lampe in irgendeiner Orientierung sowohl mit dem Sockel nach oben als auch mit dem Sockel nach unten betrieben werden kann. Ein Metallreflektor, wie das Band 14 um das obere Ende des Entladungsrohres herum, kann erforderlich sein, um die erwünschte Temperatur an der Enddichtung aufrechterhalten, insbesondere in kleineren Lampen. Die Vorsprünge 15 (vgl. F i g. 2) an dem Band 14 halten es an Ort und Stelle.

Die Halterung gestattet die unterschiedliche thermische Ausdehnung mit einer Minimalzahl leicht zusammenzubauender Teile. Ein stabiler Stützstab 16 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Außenkolbens 2 und ist an den Zuleitungsdraht 5 am Fußende des Kolbens angeschweißt. Am distalen Ende des Außenkolbens 2 ist dieser Stab 16 mittels der Federklemme 17, die im Eingriff mit dem Nippel 18 steht, festgeklemmt. Das Entladungsrohr ist hauptsächlich durch den Leiter 19 abgestützt, der durch Schweißen sowohl am Stützstab 16 als auch der rohrförmigen Zuführung 12 befestigt ist. Dieser Leiter 19 ist ein steifer (ungeglühter) Draht und die rohrförmige Zuführung 12 kann mit bezug auf den Stützstab 16 als fixiert angesehen werden. Am oberen Ende erstreckt sich der axiale Zuführungsdraht 11 durch eine isolierende Hülse 20, die mittels des Metallstreifens 21, der fest um die Hülse gewickelt ist, vom Stab 16 getragen ist. Der Streifen 21 ist bei 22 durch Punktschweißen an dem Stützstab 16 befestigt. Das durchgehende Loch 22 durch die Hülse 20 hat einen solchen Durchmesser, daß es die freie axiale Bewegung des Zuführungsdrahtes 11 gestattet, ihm jedoch kein übermäßiges Seitenspiel erlaubt. Ein elastischer flexibler Leiter 24, der zu einer offenen 180° Schleife gebogen ist, ist mit seinem einen Ende oberhalb der Hülse 20 an den Zuführungsdraht 11 geschweißt und mit dem anderen Ende an den Zuleitungsdraht 6. Die unterschiedliche thermische Ausdehnung wird durch die axiale Bewegung des Zuführungsdrahtes 11 durch die

ίο Hülse 20 und das Biegendes Leiters 24 ausgeglichen, der keine merkliche mechanische Behinderung auf den Zuführungsdraht 11 ausübt. In der Zeichnung ist der flexible Leiter 24 als ein relativ feiner Draht gezeigt. Es kann auch ein dickerer Draht benutzt werden, der

]5 geglüht worden ist, um ihn flexibler zu machen. Auch eine dünne Metallfolie ist für diesen Leiter 24 eingesetzt worden und hat sich als gleichermaßen brauchbar erwiesen.

Die Halterung ist auch brauchbar bei Verwendung von kappenförmigen Verschlußstücken aus Niob. In diesem Fall kann der axiale feine Zuführungsdraht 11 einfach an die obere Niobkappe geschweißt werden und die Halterung bleibt ansonsten unverändert.

Die beschriebene Halterung ergibt eine vollkommene Festlegung am unteren Ende (wie es in der Zeichnung dargestellt ist) des Entladungsrohres und axialen Spielraums sowie eine seitliche Beschränkung am oberen Ende. Der flexible Leiter 24 dient nur der elektrischen Verbindung und sorgt für keinerlei Behinderung. Aufgrund seiner Flexibilität im Verhältnis zu dem anderen Leiter und seiner offenen 180° Schleife kann er sich verbiegen ohne irgendeine Belastung auf entweder die Zuführung, die Zuleitung oder die Schweißverbindungen ausüben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Halterung für ein keramisches Entladungsrohr einer Hochleistungsentladungslampe innerhalb eines Außenkolbens aus Glas mit einem Kolbenfuß, in den ein Paar Zuleitungsdrähte dicht eingeschmolzen ist, wobei das keramische Entladungsrohr seine Enden abdichtende Verschlußstücke aufweist, durch die sich Zuführungen zu den Elektroden erstrecken, eine dieser Zuführungen ein Draht ist, der im wesentlichen axial verläuft und mit einem flexiblen Leiter elektrisch verbunden ist, und die Halterung folgende Teile umfaßt:

einen Metallstützstab, der sich innerhalb des Außenkolbens erstreckt und an einem der Zuleitungsdrähte am Kolbenfuß befestigt ist, einen Verbindungsleiter, der eine starre Verbindung vom Metallstützstab zu der anderen Zuführung herstellt, eine isolierende Hülse mit darum gewickelten und am Metallstützstab befestigten Streifen und eine mechanische Verbindung des Metallstützstabes mit der drahtförmigen Zuführung, die eine axiale Bewegung des Entladungsrohres gestattet, d a durch gekennzeichnet, daß die eine axiale Bewegung gestattende Verbindung aus der isolierenden Hülse (20), die ein durchgehendes Loch (23) aufweist, durch das sich die drahtförmige Zuführung (11) gleitend, jedoch mit eingeschränkter seitlicher Bewegungsfreiheit erstreckt, und dem um die Hülse gewickelten Metallstreifen (2t) besteht und daß der flexible Leiter (24) die drafttformige Zuführung (11) direkt mit dem anderen Zuleitungsdraht (6) am Kolbenfuß verbindet.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Leiter (24), der sich von der drahtförmigen Zuführung (11) zu dem anderen Zuleitungsdraht (6) erstreckt, zu einer offenen Schleife geformt ist.

3. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Leiter (24), der sich von der drahtförmigen Zuführung (11) zu dem anderen Zuleitungsdraht (6) erstreckt, eine dünne Metallfolie ist.