DE3032147A1 - Mettallhalogenid-bogenentladungslampe mit verbesserter farb-gleichfoermigkeit - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Metal!halogenid - Bogenentladungslampen. Beispiele solcher Lampen sind in den US PS 37 61 758 und 38 86 309 beschrieben. Solche Lampen weisen ein Bogenrohr mit Elektroden und Quetschfußdichtungen an den Enden auf. Das Bogenrohr besteht aus Glas mit hohem Kieselerdegehalt, beispielsweise Quarz oder geschmolzener Kieselerde, und enthält Quecksilber, ein Startgas und eines oder mehrere Metallhalogenide.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft besonders die Bogenrohr-Quetschfüße von Metallhalogenid - Bogenentladungslampen. In solchen Quetschfüßen ist ein dünnes Metallband, gewöhnlich Molybdän, zwischen einen Elektrodenstab und einen äußeren Zuleitungsdraht geschaltet, wobei daß dünne Band es ermöglicht, die notwendige hermetische Abdichtung im Quetschfuß vorzusehen.

Solche Quetschfüße sind über den größten Teil ihrer Fläche allgemein flach, ausgenommen daß Vorsprünge oder/aber Aussparungen vorgesehen sein können, die zur Befestigung von Metallbügeln beitragen, die auf die Quetschfüße aufgeklemmt sind, und ausgenommen Wülste direkt über den eingebetteten Elektrodenstäben. Die bisherigen Arten von Vorsprüngen und/oder Aussparungen sind allgemein nicht über irgend einem der eingebetteten metallischen Leiter angeordnet. Die letzteren Wülste erstrecken sich allgemein von der Bogenrohrendkammer bis jenseits der Verbindung von Elektrodenstab und Metallband, wobei der Zweck des Wulstes darin besteht, Sprünge in der Dichtung während der Lampenlebensdauer zu verhindern.

Andere Typen von Quarzlampen mit Quetschfüßen, beispielsweise Wolfram-Halogen-Lampen, die einen Glühdraht enthalten, können ebenfalls Vorsprünge an den Quetschfüßen aufweisen, der Zweck besteht darin, eine Bewegung der Metall eiter während des Quetschens zu verhindern, oder

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überschüssigen Quarz aufzunehmen. Noch andere Typen von Lampen mit Quetschfüßen sind aus Weich- oder Hartglas hergestellt und erfordern keine dünnen Metallbänder im Quetschfuß, um eine befriedigende hermetische Dichtung zu erhalten. Die Quetschfüße können Vorsprünge oder Aussparungen in den Quetschfüßen aufweisen, wobei der Grund darin besteht, einen Überschuß oder einen Mangel an erweichtem Glas während des Quetschens zu berücksichtigen, oder Montagemittel für die Lampe verfügbar zu haben, oder Punkte zu verstärken, wo Drähte aus dem Quetschfuß austreten. Thermische Wechselbeantspruchung, der Metallhalogenid - Bogenentladungslampen unterworfen sind, ist jedoch stärker als die bei anderen Lampentypen, zwar wegen der höheren Betriebstemperatur des Quetschfußes. Metallhalogenid - Bogenentladungslampen erfordern deshalb allgemein einen Wulst über dem eingebetteten Elektrodenstab, um Sprungbildung zu verhindern.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Es wurde festgestellt, daß bei Lampen mit Quetschfüßen oft ein Spalt innerhalb des Quetschfußes vorhanden ist, der sich von der Endkammer eine kurze Distanz, beispielsweise 70 mil (1,8 mm) längs der Elektrode erstreckt. In den meisten Lampentypen stellt ein solcher Spalt kein Problem dar. In Metallhalogenid - Bogenentladungslampen sind die Metallhalogenide jedoch während des Lampenbetriebes nur teilweise verdampft, und der Dampfdruck wird durch die Temperatur der kältesten Stelle innerhalb des Bogenrohrs während des Betriebes bestimmt. Es wurde festgestellt, daß die Temperatur im Spalt deutlich niedriger ist als an der Stelle des Kammerendes, wobei die letztere Temperatur allgemein als die "cold spot" Temperatur der Lampe angenommen worden ist. In einem typischen Fall für eine 400 W-Lampe betrug die Spalttemperatur 680° C und die Endkammertemperatur 780° C. Es wurde ferner festgestellt, daß es die Spalttemperatur ist, die den Dampfdruck der Metallhalogenid -Additive bestimmt, und daß das Vorhandensein und das

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Ausmaß des Spaltes in kritischer Weise den Lichtstromabfell mit der Lebensdauer und die Lampenfarbe beeinträchtigt. Weiterhin verschärft die Notwendigkeit, eine Entlastung in Form eines Wulstes im Quetschfuß direkt über dem Elektrodenstab vorzusehen,um eine Sprungbildung zu verhindern, das Spaltproblem, weil der erweichte Quarz an dem Punkt, an dem der Elektrodenstab in die Endkammer austritt, weniger gequetscht wird. Beispielsweise war bei einer 175 W-Lampe die Dicke des Quetschfußes 81 mil (2,06 mm), aber am Wulst betrug sie 96 mil (2,44 mm). In einer 400 W-Lampe beträgt die Dicke des Quetschfußes 116 mil (2,95 mm), aber am Wulst betrug sie 141 mil (3,58 mm). Die Dicke des Quetschfußes am Wulst liegt also 15 oder 25 mil (0,38 oder 0,64 mm) höher als der Rest des Quetschfußes, so daß dort weniger gequetscht wird.

Es wurde auch festgestellt, daß es das Ende des Elektrodenstabes innerhalb des Quetschfußes ist, an dem der Punkt höchster Beanspruchung liegt, wo Sprünge durch thermische Wechsel beanspruchung auftreten. Genauer gesagt ist es der Punkt auf dem Elektrodenstab, der dem Punkt gegenüberliegt, an dem der Stab an das dünne Metallband angeschweißt ist. Dementsprechend wurde der Wulst, wie er beim Stand der Technik zu finden ist, weggelassen und nur an diesem hochbeanspruchten Punkt des Quetschfußes eine Verdickung vorgesehen. Dadurch wird das Problem der Sprungbildung durch thermische Wechselbeanspruchung gelöst, während gleichzeitig dem erweichten Quarz an der Kante der Endkammer erlaubt wird, beim Abquetschen ausreichend gequetscht zu werden, um die o.e. Spalte zu eliminieren.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Bogenrohrs für eine Metallhalogenid - Bogenentladung si am pe nach der Erfindung; und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 durch den Quetschfuß des Bogenrohrs nach Fig. 1.

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Wie in der Zeichnung erkennbar ist, weist ein Quarzbogenrohr 1 für eine Metallhalogenid - Bogenentladungslampe nach der Erfindung Quetschfüße 2 an jedem Ende auf. Das Bogenrohr 1 enthält eine Füllung aus Quecksilber, einem Inertgas und einem oder mehreren Metal!halogeniden. Eine gewendelte Wolframelektrode 3 ist auf einem Elektrodenstab 4 an jedem Ende des Bogenrohrs 1 abgestützt. In jedem Quetschfuß 2 ist das üblich dünne Molybdänband 5 eingebettet. Der Stab 4 ist an ein Ende des Bandes 5 angeschweißt, und ein nach außen vorstehender Zuleitungsdraht 6 ist an das andere Ende des Bandes 5 angeschweißt. Der Hauptbeanspruchungspunkt im Quetschfuß 2 liegt, wie oben angesprochen, am Punkt 7, der am Ende des Stabes 4 gegenüber der Schweißverbindung des Bandes 5 mit dem Stab 4 liegt. Der Quarz direkt über dem Punkt 7 ist mittels einer erhabenen Verdickung 8 im Quetschfuß 2 verdickt. Die erhabene Verdickung 8 erstreckt sich nicht bis zur Endkammer 9, damit Spalte beim Quetschen verhindert werden, wie oben besprochen.

In einem speziellen Ausführungsbeispiel wurden 250 W-Lampen mit einer erhabenen Verdickung 8 im Quetschfuß 2 hergestellt wie beschrieben. Die Elektrode 4 bestand aus Wolframdraht von 23 mil (0,58 mm) und war an ein Molybdänband 5 mittels des üblichen Platin-Schweißstreifens angeschweißt. Der Zuleitungsdraht 6 bestand aus Molybdändraht von 30 mil (0,76 mm) und war in ähnlicher Weise an das Molybdänband angeschweißt. Das Bogenrohr 1 war aus 15x17 mm Quarzrohr hergestellt. Der Quetschfuß war 96 mil (2,44 mm) stark. Die erhabene Verdickung 8 stand etwa 25 mil (0,6 mm) über die Oberfläche des Quetschfußes 2 vor und lag etwa 94 mil (2,4 mm) von der Endkammer 9 entfernt. Die erhabene Verdickung 8 wurde durch eine Vertiefung in einer der beiden Backen geformt, die zum Formen der Quetschdichtung 2 verwendet werden; die Vertiefung war etwas ovalförmig; sie maß 35 mil (0,89 mm) Tiefe mal 1/8" (3,2 mm) breit mal 3/16" (4,8 mm) lang. Die Startelektrode 10 war ein Wolframstab von 15 mil (0,38 mn) und hatte einen ausreichend kleinen Durchmesser, so daß hier

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Sprungbildung durch thermische Wechsel beanspruchung kein Problem darstellte. Das Bogenrohr 1 enthielt eine Füllung Argon, Quecksilber, Scandiumiodid und Natriumiodid.

Die 250 W-Lampen, die nach der Erfindung hergestellt waren, wurden mit bekannten 250 W-Lampen verglichen, die einen Wulst auf dem Quetschfuß über dem Elektrodenstab hatten, der sich von der Endkammer aus erstreckte. Die Beseitigung der Spalten nach der Erfindung ergab eine höhere Gleichförmigkeit der Farbe zwischen den Lampen. Für eine statisch signifikante Stichprobe fielen die Farben von Lampen nach der Erfindung in eine fünfstufige MacAdam-Ellipse, während die bekannten Lampen eine achtstufige MacAdam-Ellipse erforderten, um ihre Farbpunkte aufzunehmen.

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PATENTANWÄLTE DR. CLAUS REINLÄNDER DIPL.-ING. KLAUS BERNHARDT

Orthstraß· 12 ■ D-8000 München 40 · Telefon 832024/5 Telex 5212744 · Telegramme Interpatent

S6 P283 D

GTE PRODUCTS CORPORATION Wilmington, Delaware, USA

Metall haiogenid-Bogenentladungslampe mit verbesserter Farb-Gleichförmigkeit

Priorität: 31. August 1979 - USA - Serial No. 71 437 Zusammenfassung

Eine Metallhalogenid - Bogenentladungslampe weist ein Bogenrohr mit Quetschfuß-Dichtungen an den Enden auf. Eine Elektrode an jedem Ende wird von einem Elektrodenstab abgestützt, der sich in den Quetschfuß erstreckt und dort an ein dünnes Metallband angeschlossen ist. Unmittelbar über dem Ende des Elektrodenstabes ist im Quetschfuß ein Vorsprung vorgesehen, um Sprünge durch die thermische Wechselbeanspruchung im Quetschfuß während der Lebensdauer zu verhindern. Der Vorsprung erstreckt sich jedoch nicht bis zum Ende der Kammer des Bogenrohrs, um die Bildung eines Spalts um den Elektrodenstab während des Abquetschens zu verhindern.

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Claims (2)

S6 P283 D Patentansprüche

1. Metal!halogenid - Bogenentladungslampe bestehend aus einem Bogenrohr aus Glas mit hohem Kieselerdegehalt, das eine Füllung aus Quecksilber, Startgas und einem oder mehreren Metallhalogeniden enthält, sowie einer Elektrode in einer Endkammer an jedem Ende des Bogenrohrs, je einem Quetschfuß, der die Endkammer an dem Ende des Bogenrohrs abdichtet, einem Elektrodenstab, der die Elektrode abstützt und sich in den Quetschfuß erstreckt, wo er mit einem dünnen Metallband verbunden ist, daß in den Quetschfuß eingebettet ist, gekennzeichnet durch eine erhabene Verdickung auf der Oberfläche des Quetschfußes direkt oberhalb der Verbindung des Elektrodenstabes mit dem dünnen Metallband, die die Dicke des Glases oberhalb des Verbindungspunktes erhöht, um dort Sprungbildung durch thermische Wechselbeanspruchung zu eliminieren, und die von der Endkammer entfernt ist, um dem Glas zwischen der Verdickung und der Endkammer zu erlauben, während der Quetschung des Fußes ausreichend gequetscht zu werden, um einen Spalt um den Elektrodenstab zu eliminieren.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung auf der Oberfläche des Quetschfußes angeordnet ist, die dem Verbindungspunkt gegenüber liegt.

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