Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention
Die
Erfindung betrifft eine Kurzbogen-Entladungslampe für eine UV-Bestrahlung,
welche beispielsweise bei der Herstellung von Halbleitern sowie Flüssigkristallen
verwendet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung
eines Siegelbereiches auf der Kathodenseite einer großen Kurzbogen-Entladungslampe.The
The invention relates to a short-arc discharge lamp for UV irradiation,
which, for example, in the production of semiconductors and liquid crystals
is used. The invention particularly relates to an arrangement
a seal area on the cathode side of a large short-arc discharge lamp.
Stand der TechnikState of the art
Unter
den Kurzbogen-Entladungslampen für Halbleiter
sowie Flüssigkristalle
sind große
Kurzbogen-Entladungslampen mit einer Eingangsleistung von beispielsweise
größer als
1 kW im Allgemeinen diejenigen, für die eine Folien-Versiegelung
verwendet wird, um die Abdichtung des Entladungsraums zu gewährleisten.
Bei Kurzbogenlampen unter Verwendung dieser Folienversiegelung ist
jedoch bekannt, dass es einen Defekt gibt, bei welchem aus den Foliensiegelbereichen
Gas austritt und die Lampen zerstört werden. Eine Erklärung für diesen
Defekt ist, dass positive Ionen (d. h. Kationen) metallischer Verunreinigungen
und dergleichen im Quarzglas von der negativen elektrischen Ladung
auf der Kathodenseite angezogen werden und im Foliensiegelbereich
auf der Kathodenseite und dass die auf der Kathodenseite und im
Foliensiegelbereich konzentrierten positiven Ionen die Metallfolie
von dem Quarzröhrenteil ablösen, welcher
die Metallfolie umgibt. Um diesen Defekt zu beseitigen, wird eine
Anordnung eines Drahtes mit demselben elektrischen Potential eingebaut,
welcher auf der Außenoberfläche der
Quarzröhre
auf der Kathodenseite an die Kathode elektrisch angeschlossen wird,
wie z. B. in der Japanischen Patentschrift
HEI 4-40828 und dem parallelen US-Patent 4673843 beschrieben ist.Among the short arc discharge lamps for semiconductors and liquid crystals, large short arc discharge lamps having an input power of, for example, greater than 1 kW are generally those for which a film seal is used to ensure the sealing of the discharge space. However, in short arc lamps using this film seal, it is known that there is a defect in which gas leaks out of the film seal portions and the lamps are destroyed. An explanation for this defect is that positive ions (ie, cations) of metallic impurities and the like in the quartz glass are attracted to the negative electric charge on the cathode side and the film sealing region on the cathode side, and the positive ions concentrated on the cathode side and the film sealing region attract the metal foil from the quartz tube part which surrounds the metal foil. To eliminate this defect, an arrangement of a wire with the same electrical potential is installed, which is electrically connected on the outer surface of the quartz tube on the cathode side to the cathode, such. B. in the Japanese Patent Publication HEI 4-40828 and the parallel one U.S. Patent 4,673,843 is described.
Eine
Entladungslampe mit den in der Präambel von Anspruch 1 beschriebenen
Merkmalen wird in DE
19618967 A1 offenbart. In 5 wird ein
herkömmliches
Beispiel der Anordnung des Foliensiegelbereiches auf der Kathodenseite
einer Kurzbogen-Entladungslampe mit einer Eingangsleistung von größer/gleich
1 kW gezeigt, bei welcher der vorstehend beschriebene Draht mit
demselben elektrischen Potential angeordnet ist. Diese Lampe besteht aus
folgendem:
- – einem Kolbenteil 51,
welcher den Emissionsraum umhüllt;
- – einer
Kathode 52, welche in diesem Kolbenteil 51 angeordnet
ist;
- – einem
Innenanschlussstift 53, welcher an die Kathode 52 angeschlossen
ist;
- – einem
Innenanschlussstift-Haltebauteil 54, welches den Innenanschlussstift 53 festhält;
- – einer
Metallscheibe 55, welche an das der Seite der Kathode 52 des
Innenanschlussstiftes 53 entgegengesetzte Ende angeschlossen
ist;
- – einer
Metallfolie 56, welche an die Metallscheibe 55 angeschweißt ist;
- – einem
Siegel-Quarzbauteil 57, welches mit der Innenseite der
Metallfolie 56 in Kontakt ist;
- – einem
Quarzröhrenteil 58,
welcher mit der Außenseite
der Metallfolie 56 in Kontakt ist;
- – einem
Außenanschlussstift 59,
- – einer
Metallscheibe 60, welche den Außenanschlussstift 59 und
die Metallfolie 56 aneinander anschließt;
- – einem
Foliensiegelbereich 61, welcher die abdichtende Wirkung
der Lampe sicherstellt;
- – einem
metallischen Sockel 62;
- – einer
Leitung 63;
- – einem
Anschlussteil 64, welcher die Leistung 63 an den
vorstehend beschriebenen Anschlussstift anschließt; sowie
- – einem
Draht 65, welcher dasselbe elektrische Potential zwischen
dem metallischen Sockel, welcher an die Kathode 52 elektrisch
angeschlossen ist, und der Außenseite
der Quarzröhre
bereitstellt.
A discharge lamp having the features described in the preamble of claim 1 is disclosed in US Pat DE 19618967 A1 disclosed. In 5 For example, a conventional example of the arrangement of the film sealing portion on the cathode side of a short-arc discharge lamp having an input power of 1 kW or greater in which the above-described wire having the same electric potential is arranged is shown. This lamp consists of the following: - - a piston part 51 which envelops the emission space;
- - a cathode 52 , which in this piston part 51 is arranged;
- - an inner pin 53 which is connected to the cathode 52 connected;
- An inner terminal pin holding member 54 which is the indoor connection pin 53 holds;
- - a metal disc 55 which at the side of the cathode 52 of the internal connection pin 53 opposite end is connected;
- - a metal foil 56 , which are attached to the metal disc 55 welded on;
- - a sealed quartz component 57 , which with the inside of the metal foil 56 is in contact;
- - a quartz tube part 58 , which with the outside of the metal foil 56 is in contact;
- - an external connection pin 59 .
- - a metal disc 60 , which the outside pin 59 and the metal foil 56 adjoining each other;
- A foil sealing area 61 which ensures the sealing effect of the lamp;
- - a metal base 62 ;
- - a line 63 ;
- - a connection part 64 which the performance 63 connects to the above described pin; such as
- - a wire 65 , which has the same electrical potential between the metallic base, which is connected to the cathode 52 is electrically connected, and the outside of the quartz tube provides.
Für die Metallfolie 56,
welche für
den Foliensiegelbereich 61 benutzt wird, wird eine streifenartige Folie
mit einer Dicke von einigen Zehnteln um verwendet. Die Folie besteht
aus einem metallischen Material mit einem hohen Schmelzpunkt, wie
Molybdän
oder dergleichen. Bei dem Foliensiegelbereich 61 wird die
abdichtende Wirkung des Emissionsraums durch die Metallfolie 56 sichergestellt.
Das Siegel-Quarzbauteil 57, welches mit der Innenseite der
Metallfolie 56 in Kontakt ist, sowie der Quarzröhrenteil 58,
welcher mit der Außenseite
der Metallfolie 56 in Kontakt ist, sind unmittelbar aneinander
anliegend dicht angeordnet. Der vorstehend beschriebene Defekt besteht
darin, dass der Haftbereich, in welchem die Metallfolie 56 und
der Quarzröhrenteil 58, der
die Metallfolie umgibt, unmittelbar aneinander anliegend dicht angeordnet
sind, sich ablöst.
Konkret, der Defekt, dass positive Ionen metallischer Verunreinigungen
und dergleichen im Quarzglas von der negativen elektrischen Ladung
auf der Seite der Kathode 52 angezogen werden und auf den
Foliensiegelbereich 61 auf der Seite der Kathode 52 konzentriert
werden, so dass die auf den Foliensiegelbereich 61 konzentrierten
positiven Ionen die Metallfolie 56 von dem Quarzröhrenteil 58,
welcher die Metallfolie 56 umgibt, ablösen, was vermieden wird durch
die Verwendung eines Drahtes 65, wel cher dasselbe elektrische
Potential auf die Außenoberfläche der Quarzröhre auf
der Kathodenseite zur Kathode bereitstellt, indem sie wie vorstehend
beschrieben elektrisch verbunden werden.For the metal foil 56 , which for the foil sealing area 61 is used, a strip-like film with a thickness of a few tenths is used. The film is made of a metallic material having a high melting point, such as molybdenum or the like. In the foil sealing area 61 becomes the sealing effect of the emission space through the metal foil 56 ensured. The sealed quartz component 57 , which with the inside of the metal foil 56 in contact, as well as the quartz tube part 58 , which with the outside of the metal foil 56 is in contact, are arranged directly adjacent to each other tightly. The defect described above is that the adhesion area in which the metal foil 56 and the quartz tube part 58 , which surrounds the metal foil, are arranged directly adjacent to each other tightly, peels off. Specifically, the defect that positive ions of metallic impurities and the like in the quartz glass from the negative electric charge on the side of the cathode 52 and on the foil sealing area 61 on the side of the cathode 52 be concentrated so that the on the foil sealing area 61 concentrated positive ions the metal foil 56 from the quartz tube part 58 which is the metal foil 56 surrounds, peel off what is avoided by using a wire 65 which provides the same electrical potential on the outer surface of the quartz tube on the cathode side to the cathode by being electrically connected as described above.
Entsprechend
dem erhöhtem
Bedarf auf dem Markt werden die Größe und Leistung dieser Kurzbogen-Entladungslampen
immer größer. Entsprechend
der Eingangsleistung der Lampen von beispielsweise größer als
4 kW werden der Durchmesser sowie die Länge des in 5 gezeigten
Foliensiegelbereiches 61 immer größer. Wenn bei einer derartig
großen
Lampe der Betriebsdruck beim Leuchtbetrieb bei größer/gleich
2 × 106 Pa liegt, entsteht ein neues Problem, nämlich, dass
zwischen der Metallfolie 56 und dem Siegel-Quarzbauteil 57,
welches mit der Innenseite der Metallfolie 56 in Kontakt ist,
die Folie schwebt.According to the increased need The size and performance of these short arc discharge lamps are becoming ever larger in the market. Depending on the input power of the lamps of, for example, greater than 4 kW, the diameter and the length of the in 5 shown foil sealing area 61 getting bigger. If, in such a large lamp, the operating pressure during lighting operation is greater than or equal to 2 × 10 6 Pa, a new problem arises, namely that between the metal foil 56 and the sealed quartz component 57 , which with the inside of the metal foil 56 is in contact, the film floats.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die
Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, bei einer großen Lampe
mit einer Eingangsleistung von größer als 4 kW und einem Betriebsdruck beim
Leuchtbetrieb von größer/gleich
2 × 106 Pa das Phänomen des Folienschwebens zwischen
der im Foliensiegelbereich 61 angeordneten Metallfolie 56 und
dem Siegel-Quarzbauteil 57, welches mit der Innenseite
der Metallfolie 56 in Kontakt ist, zu verhindern.The object of the invention is therefore, in a large lamp with an input power of greater than 4 kW and an operating pressure in the lighting mode of greater than or equal to 2 × 10 6 Pa, the phenomenon of film floating between in the film sealing area 61 arranged metal foil 56 and the sealed quartz component 57 , which with the inside of the metal foil 56 in contact is to prevent.
Eine
andere Aufgabe der Erfindung besteht darin Risse, welche im Foliensiegelbereich 61 entstehen,
das Austreten von Gas aus der Lampe sowie ein frühzeitiges Zerbrechen der Lampe
beim Leuchtbetrieb zu verhindern.Another object of the invention is to provide cracks in the film sealing area 61 arise to prevent the escape of gas from the lamp and early breakage of the lamp during lighting.
In
der vorliegenden Erfindung ist daher eine Kurzbogen-Entladungslampe
mit den Merkmalen des vorliegenden Anspruchs 1 angegeben.In
The present invention is therefore a short-arc discharge lamp
specified with the features of present claim 1.
Die
Erfindung wurde gemacht, um das Problem des Defekts des Folienschwebe-Phänomens im Foliensiegelbereich
bei einer großen
Lampe mit einer Eingangsleistung von größer/gleich 4 kW zu beseitigen,
welches im Fall eines Betriebsdrucks beim Leuchtbetrieb von größer/gleich
2 × 106
Pa trotz einer Verwendung des vorstehend beschriebenen Drahtes mit
demselben elektrischen Potential entsteht.The
This invention was made to solve the problem of the film floating phenomenon in the film sealing area
at a big one
To remove a lamp with an input power of 4 kW or more,
which in the case of operating pressure when lighting of greater than / equal
2 × 106
Pa despite using the wire described above with
the same electrical potential arises.
Man
hat herausgefunden, dass im Fall eines derartigen hohen Leuchtdrucks
auf der Innenoberfläche
der Folie des Siegelbereiches das Folienschwebe-Phänomen entsteht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Schwebephänomen auf
der Innenoberfläche
der Metallfolie und dem Siegel-Quarzbauteil, welches mit der Innenseite
der Metallfolie in Kontakt ist, zu unterdrücken.you
has found that in the case of such high luminous pressure
on the inside surface
the film of the sealing area, the film floating phenomenon arises.
The object of the invention is to the floating phenomenon
the inner surface
the metal foil and the seal quartz component, which with the inside
the metal foil is in contact with suppress.
Wie
beschrieben wird durch ein Einstecken eines metallischen Bauteils,
wie eines Außenanschlussstiftes
oder dergleichen, bis zu einer Position, welche größer/gleich
ca. 40 % der Gesamtlänge
des Siegel-Quarzbauteils umfasst, versucht, eine Konzentration der
positiven Ionen auf der Innenoberfläche der Metallfolie zu verhindern.
Wenn das metallische Bauteil bis zu der Position, welche größer/gleich ca.
40 % der Gesamtlänge
des Siegel-Quarzbauteils umfasst, eingesteckt wird, empfängt es Wärme von der
Kathode, wodurch die Temperatur des metallischen Bauteils sich erhöht und infolge
einer Oxidation eine Volumenausdehnung des metallischen Bauteils
auftritt. Wenn in diesem Fall der Durchmesser der Außenanschlussstift-Einstecköffnung des
Siegel-Quarzbauteils kleiner ist als der durch Oxidation einer Volumenausdehnung
unterliegende Außenanschlussstift,
entsteht infolge der Volumenausdehnung eine Spannung. Als Folge
davon entstehen Risse und dergleichen, was zum Zerbrechen der Lampe führt. Man
hat deshalb zwischen dem metallischen Bauteil, wie des Außenanschlussstiftes
oder dergleichen, und dem Siegel-Quarzbauteil einen Spalt angeordnet,
welcher die vorstehend beschriebene Volumenausdehnung in ausreichendem
Maß absorbiert.As
is described by inserting a metallic component,
like an outside pin
or the like, to a position which is greater than or equal to
about 40% of the total length
of the sealed quartz component attempts to achieve a concentration of
to prevent positive ions on the inner surface of the metal foil.
If the metallic component is up to the position which is greater than / equal to approx.
40% of the total length
of the sealed quartz component is plugged in, it receives heat from the
Cathode, whereby the temperature of the metallic component increases and as a result
an oxidation, a volume expansion of the metallic component
occurs. In this case, when the diameter of the outer pin insertion hole of the
Sealed quartz component is smaller than that by oxidation of a volume expansion
underlying outside pin,
arises as a result of the volume expansion, a voltage. As a result
This causes cracks and the like, which leads to the breakage of the lamp. you
Therefore has between the metallic component, such as the outer pin
or the like, and the seal quartz component has a gap,
which the volume expansion described above in sufficient
Measurements absorbed.
In 4 wird
der Entstehungsgrad des Folienschwebe-Phänomens im Fall eines hohen
Leuchtdrucks bei einer herkömmlichen
Lampe gezeigt. Im Fall eines Leuchtdrucks von 1.9 × 106 Pa entsteht kein Folienschweben, während bei
einem Leuchtdruck von größer als
2.0 × 106 das Folienschwebe-Phänomen mit hoher Wahrscheinlichkeit
entsteht. Dieses Folienschwebe-Phänomen ist auf der Innenseite
der Folie entstanden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben.In 4 the degree of emergence of the film floating phenomenon is shown in the case of a high luminous pressure in a conventional lamp. In the case of a luminous pressure of 1.9 × 10 6 Pa, no film floating, while at a luminous pressure of greater than 2.0 × 10 6, the film floating phenomenon is likely to arise. This film float phenomenon has arisen on the inside of the film. The invention will be further described with reference to several embodiments illustrated in the drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 zeigt
eine schematische Darstellung der Anordnung des Siegelbereiches
bei einer erfindungsgemäßen Kurzbogen-Entladungslampe; 1 shows a schematic representation of the arrangement of the sealing region in a short-arc discharge lamp according to the invention;
2(a), (b) und (c) zeigen eine schematische Darstellung
verschiedener Ausführungsformen des
Außenanschlussstiftes
sowie des Halte-Quarzbauteils bei der Erfindung; 2 (a) . (B) and (C) show a schematic representation of various embodiments of the outer terminal pin and the holding quartz component in the invention;
3 zeigt
eine schematische Darstellung der Relation zwischen dem Verhältnis der
Einstecklänge
des Anschlussstiftes und dem Entstehungsgrad der Beschädigung des
Siegelbereiches infolge eines Folienschwebens bei einer erfindungsgemäßen Kurzbogen-Entladungslampe; 3 shows a schematic representation of the relationship between the ratio of the insertion length of the terminal pin and the degree of damage of the seal area due to a film floating in a short-arc discharge lamp according to the invention;
4 zeigt
eine Tabelle des Entstehungsgrades des Folienschwebens durch den
Leuchtdruck bei einer erfindungsgemäßen Kurzbogen-Entladungslampe;
und 4 shows a table of the degree of emergence of the film floating by the luminous pressure in a short-arc discharge lamp according to the invention; and
5 zeigt
eine schematische Darstellung der Anordnung des Siegelbereiches
bei einer herkömmlichen
Kurzbogen-Entladungslampe. 5 shows a schematic representation of the arrangement of the sealing region in a conventional short-arc discharge lamp.
Detaillierte Beschreibung
der ErfindungDetailed description
the invention
1 zeigt
im Wesentlichen die Anordnung des Siegelbereiches einer erfindungsgemäßen Kurzbogen-Entladungslampe
in einer schematischen Darstellung. Diese Lampe besteht aus folgendem:
- – einem
Kolbenteil 1, welcher den Emissionsraum umhüllt;
- – einer
Kathode 2, welche in diesem Kolbenteil 1 angeordnet
ist;
- – einem
Innenanschlussstift 3, welcher an die Kathode 2 angeschlossen
ist;
- – einem
Innenanschlussstift-Haltebauteil 4, welches den Innenanschlussstift 3 festhält;
- – einer
Metallscheibe 5, welche an das der Seite der Kathode 2 des
Innenanschlussstiftes 3 entgegengesetzte Ende angeschlossen
ist;
- – einer
Metallfolie 6, welche an der Metallscheibe 5 angeschweißt ist;
- – einem
Siegel-Quarzbauteil 7, dessen Umfang mit der Metallfolie 6 versehen
ist;
- – einem
Außenanschlussstift 8;
- – einer
Quarzröhre 9;
- – einer
Metallscheibe 10, welche den Außenanschlussstift 8 und
die Metallfolie 6 aneinander anschließt;
- – einem
Foliensiegelbereich 11;
- – einem
metallischen Sockel 12;
- – einer
Leitung 13;
- – einem
Anschlussteil 14, welcher die Leitung 13 an den
Anschlussstift 8 anschließt; sowie
- – einem
Draht 15, welcher eine Art leitendes Bauteil ist, zur Bereitstellung
desselben elektrischen Potentials an die Außenoberfläche der Quarzröhre auf
der Kathodenseite und an die Kathode, indem er sie elektrisch anschließt.
1 essentially shows the arrangement of the sealing region of a short-arc discharge lamp according to the invention in a schematic representation. This lamp consists of the following: - - a piston part 1 which envelops the emission space;
- - a cathode 2 , which in this piston part 1 is arranged;
- - an inner pin 3 which is connected to the cathode 2 connected;
- An inner terminal pin holding member 4 which is the indoor connection pin 3 holds;
- - a metal disc 5 which at the side of the cathode 2 of the internal connection pin 3 opposite end is connected;
- - a metal foil 6 , which on the metal disc 5 welded on;
- - a sealed quartz component 7 whose scope with the metal foil 6 is provided;
- - an external connection pin 8th ;
- - a quartz tube 9 ;
- - a metal disc 10 , which the outside pin 8th and the metal foil 6 adjoining each other;
- A foil sealing area 11 ;
- - a metal base 12 ;
- - a line 13 ;
- - a connection part 14 which the line 13 to the pin 8th joined; such as
- - a wire 15 , which is a kind of conductive member, for providing the same electric potential to the outer surface of the quartz tube on the cathode side and to the cathode by electrically connecting them.
Für das vorstehend
beschriebene leitende Bauteil muss nicht immer ein Draht verwendet
werden, welcher dasselbe elektrische Potential bereitstellt, sondern
es kann beispielsweise auch eine leitende Oberzugsschicht, eine
Metallplatte oder dergleichen verwendet werden.For the above
described conductive component does not always have a wire used
which provides the same electrical potential, but
It may, for example, a conductive Oberzugsschicht, a
Metal plate or the like can be used.
Bei
der Erfindung wird der Außenanschlussstift 8 zumindest
zu 40 % der Gesamtlänge
des Siegel-Quarzbauteils 7 eingesteckt. Durch diese Maßnahme kann
man das elektrische Potential des Siegel-Quarzbauteils, welches
mit der Innenseite der Metallfolie 6 in Kontakt ist, gleich
groß machen
wie das elektrische Potential der Kathode 2. Somit kann man
verhindern, dass positive Ionen im Quarzglas sich auf der Innenseite
der Metallfolie 6 konzentrieren, welche in der Nähe des Siegelbereiches 11 angeordnet
ist. Dadurch kann man das auf der Innenseite der Folie entstehende
Folieschwebe-Phänomen
verhindern.In the invention, the outer pin is 8th at least 40% of the total length of the sealed quartz component 7 plugged in. By this measure, one can the electric potential of the sealed quartz component, which with the inside of the metal foil 6 is in contact, make the same size as the electric potential of the cathode 2 , Thus, one can prevent positive ions in the quartz glass on the inside of the metal foil 6 concentrate, which is near the seal area 11 is arranged. This can prevent the Folieschwebe phenomenon arising on the inside of the film.
Die
Erfindung betrifft nicht nur solche Siegel-Quarzbauteile welche
einstückig
ausgebildet sind, sondern auch solche, in denen das Siegel-Quarzbauteil 7 aus
mehreren Einzelteilen oder Stücken
zusammengesetzt ist. Unter dem Begriff "40 % der Gesamtlänge" soll der entsprechende Prozentanteil
verstanden werden, der sich auf die Gesamtlänge des Siegelbereiches bezieht,
unabhängig
davon, ob letzterer nun einstückig
oder zusammengesetzt ist. Das heißt, es reicht, wenn eine Einstecktiefe von
zumindest 40 % bezüglich
der Gesamtlänge
erreicht wird, welche durch die Zusammensetzung mehrerer Bauteile
entsteht. Ferner soll man unter dem Begriff "Siegel-Quarzbauteil" ein Quarzbauteil verstehen, welches
der Elektrodenseite näher
angeordnet ist als der Metallscheibe 10. Dieser Begriff schließt den Außenanschlussstift-Haltequarzbauteil 16 nicht
ein.The invention relates not only to such sealed quartz components which are integrally formed, but also those in which the sealed quartz component 7 is composed of several individual parts or pieces. The term "40% of the total length" is understood to mean the corresponding percentage that relates to the total length of the sealed area, regardless of whether the latter is in one piece or assembled. That is, it is sufficient if an insertion depth of at least 40% with respect to the total length is achieved, which results from the composition of several components. Furthermore, the term "sealed quartz component" should be understood to mean a quartz component which is arranged closer to the electrode side than the metal disc 10 , This term closes the outer pin holding quartz component 16 not a.
3 zeigt
die Relation zwischen der Einstecklänge des Außenanschlussstiftes 8 in
das Siegel-Quarzbauteil 7 und
dem Entstehungsgrad der Beschädigung
des Siegelbereiches durch ein Folienschweben. Hierbei stellen die
Ordinatenachse den Entstehungsgrad, in Prozent ausgedrückt, der
Beschädigung
des Foliensiegelbereiches durch Folienschweben und die Abszissenachse
das Verhältnis der
Einstecklänge
des Außenanschlussstiftes 8 zur Gesamtlänge des
in dem Foliensiegelbereich 11 angeordneten Siegel-Quarzbauteils 7 dar,
das heißt "Einstecklänge des
Außenanschlussstif tes"/"Gesamtlänge des Siegel-Quarzbauteils"). Aus der Zeichnung
wird ersichtlich, dass bei einem Verhältnis der Einstecklänge des
Außenanschlussstiftes 8 von größer/gleich
0.4 der Entstehungsgrad der Beschädigung des Foliensiegelbereiches 11 durch
ein Folienschweben bei fast 0 liegt, und dass bei einem Verhältnis von
kleiner als 0.4 die Beschädigung
des Foliensiegelbereiches 11 infolge eines Folienschwebens
plötzlich
mit hoher Wahrscheinlichkeit zu entstehen anfängt. Daraus wird ersichtlich,
dass der Foliensiegelbereich 11 eine Anordnung aufweisen muss,
bei welcher das Verhältnis
der Einstecklänge des
Außenanschlussstiftes 8 zur
Gesamtlänge
des Siegel-Quarzbauteils 7 bei größer/gleich 0.4, das heißt, bei
größer/gleich
40 %, liegt. 3 shows the relation between the insertion length of the outer terminal pin 8th in the sealed quartz component 7 and the degree of damage caused by the seal area by a film floating. In this case, the ordinate axis represents the degree of generation, expressed as a percentage, of the damage of the film sealing area by film floating and the abscissa axis the ratio of the insertion length of the outer terminal pin 8th to the total length of the film sealing area 11 arranged seal quartz component 7 ie, "insertion length of Außenanschlussstif tes" / "total length of the sealed quartz component"). From the drawing it can be seen that at a ratio of the insertion length of the outer terminal pin 8th greater than or equal to 0.4 the degree of damage caused by the foil seal area 11 due to a film float is almost 0, and that at a ratio of less than 0.4, the damage of the film sealing area 11 as a result of a film float suddenly begins to emerge with high probability. It can be seen that the film sealing area 11 must have an arrangement in which the ratio of the insertion length of the outer terminal pin 8th to the total length of the sealed quartz component 7 is greater than or equal to 0.4, that is, greater than or equal to 40%.
Die
in 1 gezeigte Lampe umfasst eine Anschlussstift-Spitze 118 mit
einem kleineren Durchmesser, welche die Spitze des Außenanschlussstiftes 8 auf
der Kathodenseite darstellt und mit einem kleineren Durchmesser
versehen ist. Bei der Erfindung wird der Außenanschlussstift 8 wenigstens
zu 40 % bezüglich
der Gesamtlänge
des Siegel-Quarzbauteils 7 eingesteckt. Dies bedeutet,
dass die Spitze des Außenanschlussstiftes 8 der
Seite der Kathode 2 näher
ist als bei einer herkömmlichen
Kurzbogen-Entladungslampe. Durch diese Anordnung empfängt der
Außenanschlussstift 8 die
Wirkung der von der Kathode 2 erzeugten Wärme, und
die Temperatur des Außenanschlussstiftes 8 erhöht sich.
Diese Temperaturerhöhung
ist bei großen
Kurzbogen-Entladungslampen signifikant, wodurch Fälle entstehen,
in welchen die Kathodenseite des Außenanschlussstiftes 8 oxidiert
wird. Infolge dieser Oxidation tritt eine Volumenausdehnung der
Kathodenseite des Außenanschlussstiftes 8 in
Radialrichtung auf. Als Folge davon wird das Siegel-Quarzbauteil 7 einer
Spannung ausgesetzt, Risse bilden sich darin, Gas tritt aus der Lampe
aus und die Lampe zerbricht.In the 1 The lamp shown includes a pin tip 118 with a smaller diameter, which is the tip of the outside pin 8th represented on the cathode side and is provided with a smaller diameter. In the invention, the outer pin is 8th at least 40% of the total length of the sealed quartz component 7 plugged in. This means that the tip of the outside pin 8th the side of the cathode 2 closer than in a conventional short-arc discharge lamp. By this arrangement, the outside pin receives 8th the effect of the cathode 2 generated heat, and the temperature of the outer pin 8th increases. This temperature increase is at large short-bow Entla tion lamps significantly, creating cases arise in which the cathode side of the outer pin 8th is oxidized. As a result of this oxidation occurs a volume expansion of the cathode side of the outer pin 8th in the radial direction. As a result, the sealed quartz component becomes 7 subjected to stress, cracks are formed therein, gas escapes from the lamp and the lamp breaks.
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird eine Anschlussstift-Spitze 118 mit einem kleineren
Durchmesser dadurch gebildet, dass der Durchmesser des Außenanschlussstiftes 8 auf
der Kathodenseite verringert wird. Durch diese Maßnahme wird
ein Spalt in ausreichendem Maß gebildet, welcher
das Ausüben
der Spannung auf das Siegel-Quarzbauteil 7 trotz einer
Entstehung der Volumenausdehnung durch Oxidation verhindert. Dadurch
wird ein Zerbrechen der Lampe oder Ähnliches verhindert.In this embodiment of the invention, a pin tip 118 with a smaller diameter formed by the diameter of the outer pin 8th is reduced on the cathode side. By this measure, a gap is formed to a sufficient extent, which is the exertion of the voltage on the sealed quartz component 7 despite the emergence of volume expansion prevented by oxidation. This prevents breakage of the lamp or the like.
Nachfolgend
wird das Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wie es in 1 gezeigt wird, konkret beschrieben.
Der Siegel-Quarzbauteil 7 weist eine Gesamtlänge von
45 mm, einen Durchmesser auf der Seite der Speisestelle von 23 mm,
einen Durchmesser der Außenanschlussstift-Einstecköffnung 711 von
6.4 mm sowie eine Tiefe dieser Einstecköffnung 711 von 34
mm auf. Der Durchmesser des Außenanschlussstiftes 8 auf
der Seite der Speisestelle liegt bei 6 mm. Der Durchmesser des Außenanschlussstiftes 8 auf
der Kathodenseite liegt bei 4 mm. Die Länge des Bereiches des Außenanschlussstiftes mit
dem kleineren Durchmesser liegt bei 22 mm. Bei einer Kurzbogen-Entladungslampe,
bei welcher es ein Siegel-Quarzbauteil 7 mit einer derartigen
Form gibt, sind 5 Blätter
streifenförmige
Metallfolien 6 mit einer Größe von 61 mm × 10 mm × 40 μm angeordnet.
In diese Kurzbogen-Entladungslampe ist 0.04 g cm3 Quecksilber
eingefüllt.
In den Emissionsraum ist als inertes Gas 1 × 105 Xenon eingefüllt.Hereinafter, the embodiment of the invention, as it is in 1 is shown, concretely described. The sealed quartz component 7 has a total length of 45 mm, a diameter on the side of the feed point of 23 mm, a diameter of the outer pin insertion opening 711 of 6.4 mm and a depth of this insertion 711 of 34 mm. The diameter of the outer pin 8th on the side of the feed point is 6 mm. The diameter of the outer pin 8th on the cathode side is 4 mm. The length of the area of the outer pin with the smaller diameter is 22 mm. In a short-arc discharge lamp in which there is a sealed quartz component 7 with such a shape, 5 sheets of strip-shaped metal foils 6 having a size of 61 mm × 10 mm × 40 μm. In this short-arc discharge lamp 0.04 g cm 3 mercury is filled. In the emission space is filled as inert gas 1 × 105 xenon.
Diese
Lampe wurde einer Leuchtprüfung
unterzogen. Bei einem Leuchtbetrieb mit einer Eingangsleistung von
5 kW ist auch nach Ablauf von 780 Stunden weder Folienschweben noch
Rissbildung durch vom Außenanschlussstift 8 auf
das Siegel-Quarzbauteil 7 ausgeübte Spannung entstanden. Bei
der Kathodenseite des Außenanschlussstiftes 8 wird
ein Bereich, welcher sich von der Spitze der Kathodenseite ca. um
10 mm erstreckt, durch eine Oxidation verfärbt. Der Außendurchmesser der Spitze auf
der Kathodenseite lag am Anfang des Leuchtbetriebs bei 4 mm, während er
infolge einer Volumenausdehnung 4.15 mm erreichte. Die Volumenausdehnung
des Außenanschlussstiftes
als metallisches Bauteil durch die Oxidation liegt also bei 0.15
mm (Durchmesser 4.15 mm – Durchmesser
4 mm). Bei diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die auf das Siegel-Quarzbauteil 7 ausgeübte Spannung in
ausreichendem Maß absorbiert,
wenn zwischen dem metallischen Bauteil und dem Siegel-Quarzbauteil
ein Spalt mit einer Größe von größer/gleich
0.15 mm vorhanden ist.This lamp was subjected to a lighting test. In a lighting operation with an input power of 5 kW, even after 780 hours, neither film floating nor cracking from the outside pin 8th on the sealed quartz component 7 applied tension emerged. At the cathode side of the outer pin 8th For example, an area extending about 10 mm from the tip of the cathode side is colored by oxidation. The outer diameter of the tip on the cathode side was 4 mm at the beginning of the lighting operation, while it reached 4.15 mm due to a volume expansion. The volume expansion of the outer terminal pin as a metallic component by the oxidation is therefore 0.15 mm (diameter 4.15 mm - diameter 4 mm). In this embodiment of the invention, the seal on the quartz component 7 absorbed stress is sufficiently absorbed if between the metallic component and the sealed quartz component, a gap with a size of greater than or equal to 0.15 mm is present.
2(a), (b) und (c) zeigen jeweils in einer vergrößerten Darstellung
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Anordnung des Außenanschlussstiftes sowie
des Siegel-Quarzbauteils bei der Erfindung. 2(a) zeigt
einen aus einem Stab bestehenden Außenanschlussstift 81 mit
einem gleichmäßigen Durchmesser.
Hierbei ist der Durchmesser einer Öffnung 712 auf der
Elektrodenseite der Einstecköffnung 711 eines
Siegel-Quarzbauteils 71, in welche der Außenanschlussstift 81 eingesteckt
wird, größer als
der Durchmesser der anderen Einstecköffnung 711. Dadurch
wird der Außenanschlussstift 81 wenigstens
zu 40 % bezüglich
der Gesamtlänge
des Siegel-Quarzbauteils 71 eingesteckt. Somit kann verhindert
werden, dass positive Ionen des Quarzglases sich auf dem Folienbereich
konzentrieren. Ferner wird dadurch, dass die Öffnung 712 auf der
Elektrodenseite größer ist
als der Durchmesser der anderen Einstecköffnung 711, verhindert,
dass der Außenanschlussstift 81 wegen
einer Temperaturerhöhung
und einer dadurch entstehenden Oxidation einer Volumenausdehnung
unterliegt, dass dadurch auf das Siegel-Quarzbauteil 71 eine
Spannung ausgeübt wird,
und infolgedessen werden Risse sowie ein Zerbrechen der Lampe verhindert. 2 (a) . (B) and (C) each show in an enlarged view a further embodiment of the arrangement of the outer terminal pin and the sealed quartz component in the invention. 2 (a) shows an outer pin consisting of a rod 81 with a uniform diameter. Here is the diameter of an opening 712 on the electrode side of the insertion opening 711 a sealed quartz component 71 into which the external connection pin 81 is inserted, larger than the diameter of the other insertion opening 711 , This will be the outside pin 81 at least 40% of the total length of the sealed quartz component 71 plugged in. Thus, it can be prevented that positive ions of the quartz glass concentrate on the film portion. Further, this is due to the fact that the opening 712 on the electrode side is greater than the diameter of the other insertion opening 711 , prevents the outside pin 81 due to a temperature increase and the resulting oxidation of a volume expansion is subject to that on the sealed quartz component 71 a tension is applied, and as a result, cracks and breakage of the lamp are prevented.
In 2(b) wird in die in dem Siegel-Quarzbauteil 7 gebildete
Außenanschlussstift-Einstecköffnung 711 ein
Außenanschlussstift 82 eingesteckt, dessen
Länge ungefähr gleich
groß wie
im herkömmlichen
Fall ist. An die Kathodenseite des Außenanschlussstiftes 82 ist
eine Metallfolie 31 elektrisch angeschlossen. Die Position
der Metallfolie 31 auf der Kathodenseite, welche in die
Außenanschlussstift-Einstecköffnung 711 des
Siegel-Quarzbauteils 7 eingesteckt wird, umfasst wenigstens
40 % der Gesamtlänge
des Siegel-Quarzbauteils 7. Durch diese Anordnung kann
eine Konzentration von positiven Ionen im Quarzglas verhindert werden.
Auch wenn der kathodenseitige Bereich der Metallfolie 31 infolge
einer Oxidation durch eine Temperaturerhöhung einer Volumenausdehnung
unterliegt, kann die Metallfolie auf einfache Weise verformt werden.
Dies verhindert, dass auf das Siegel-Quarzbauteil 7 eine
Spannung ausgeübt
wird und dass Risse entstehen. Man kann somit ein Lecken der Lampe
sowie ein Zerbrechen der Lampe verhindern.In 2 B) gets into the in the sealed quartz component 7 formed external pin insertion opening 711 an outside pin 82 inserted, whose length is about the same size as in the conventional case. To the cathode side of the outer pin 82 is a metal foil 31 electrically connected. The position of the metal foil 31 on the cathode side, which in the outer pin insertion opening 711 of the sealed quartz component 7 is at least 40% of the total length of the sealed quartz component 7 , By this arrangement, a concentration of positive ions in the quartz glass can be prevented. Even if the cathode-side region of the metal foil 31 As a result of oxidation by a temperature increase is subject to a volume expansion, the metal foil can be easily deformed. This prevents the seal quartz component 7 a tension is exerted and that cracks arise. It is thus possible to prevent the lamp from leaking and breaking the lamp.
2(c) zeigt einen Fall, in welchem bei der vorstehend
beschriebenen Anordnung gemäß 2(b) statt der Metallfolie 31 eine Metallleitung 32 verwendet
wird. Im Fall der Verwendung einer Metallleitung, eines Drahtes
oder dergleichen kann man den Bereich auf der Seite der Kathode 2 der
Außenanschlussstift-Einstecköffnung 711,
welche im Siegel-Quarzbauteil 72 gebildet ist, kleiner
machen als den Durchmesser des Außenanschlussstiftes 83.
In diesem Fall wird verhindert, dass auf das Siegel-Quarzbauteil 72 eine
Spannung ausgeübt
wird, wenn der Durchmesser der Öffnung 713 auf
der Elektrodenseite größer ist
als das Ausmaß der
Volumenausdehnung durch eine Oxidation der Metallleitung. Somit
wird dieselbe Wirkung wie in 2(b) erhalten. 2 (c) shows a case in which in the above-described arrangement according to 2 B) instead of the metal foil 31 a metal pipe 32 is used. In the case of using a metal line, a wire, or the like, one can see the area on the side of the cathode 2 the outside pin insertion hole 711 which in you gel quartz component 72 is made smaller than the diameter of the outer terminal pin 83 , In this case, prevents the seal quartz component 72 a tension is exerted when the diameter of the opening 713 on the electrode side is greater than the extent of volume expansion by oxidation of the metal line. Thus, the same effect as in 2 B) receive.
Wie
oben dargelegt, wird bei einer großen Kurzbogen-Entladungslampe
mit einer Eingangsleistung von größer/gleich 4 kW und einem Betriebsdruck
während
des Leuchtbetriebes von größer/gleich
2 x 106 Pa, ein Folienschweben der Innenoberfläche der
Metallfolie verhindert, welches zwischen der Metallfolie und dem
Siegelquarzbauteil, welches in Kontakt mit der Innenseite der Metallfolie ist,
entsteht. Ferner kann, wie vorstehend dargelegt, bei der vorliegenden
Erfindung das Entstehen von Rissen im Foliensiegelbereich verhindert
werden. Darüber
hinaus kann das Austreten von Gas aus der Lampe durch Risse und
Bruch der Lampe durch die vorliegende Erfindung verhindert werden,
selbst wenn das metallische Bauteil, welches verwendet wird, um
ein Folienschweben zu verhindern, wie z. B. ein Metallstab, eine
Metallfolie, eine Metallleitung oder dergleichen, einer Oxidationsausdehnung
durch die von der Kathodenseite empfangene Wärme unterliegt.As stated above, in a large short-arc discharge lamp having an input power of 4 kW or more and an operating pressure of 2 x 10 6 Pa during lighting operation, film floating of the inner surface of the metal foil prevented between the metal foil and the film is prevented Sealed quartz component, which is in contact with the inside of the metal foil is formed. Further, as stated above, in the present invention, the occurrence of cracks in the film sealing portion can be prevented. In addition, the leakage of gas from the lamp by cracks and breakage of the lamp can be prevented by the present invention, even if the metallic member used to prevent film floating such. As a metal rod, a metal foil, a metal line or the like, an oxidation expansion is subjected by the heat received from the cathode side.
Nachdem
die Erfindung nun vollständig
beschrieben wurde, wird einem Durchschnittsfachmann ersichtlich
sein, dass hieran viele Änderungen
und Modifikationen gemacht werden können, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen, wie sie in den Ansprüchen dargelegt ist.After this
the invention now completely
will be apparent to one of ordinary skill in the art
be that many changes here
and modifications can be made without departing from the scope of the invention
to leave as set forth in the claims.