DE69020465T3 - Einseitig gequetschte elektrische Metalldampfentladungslampe. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einfachverschlossene Metalldampfentladungslampen, wie z. B. kleindimensionierte Metallhalogenlampen und insbesondere auf einfach verschlossene Metalldampfentladungslampen mit einem verbesserten Biegeabschnitt des Elektrodenstrabs.
• Herkömmlicherweise sind zur Außenbeleuchtung und zur Fabrikbeleuchtung Hochintensitäts-Entladungslampen (HID), d. h. elektrische Hochdruck-Metalldampfentladungslampen verwendet worden. In jüngster Zeit haben die elektrischen Hochdruck-Metalldampfentladungslampen an Beliebtheit in der Anwendung als Innenraumbeleuchtung von niedrigen Ladendecken gewonnen.
• Die Beliebtheit in der Benutzung der elektrischen Hochdruck-Metalldampfentladungslampen wird der Verkleinerung der Lichtemissionsröhre der Entladungslampe, wobei das externe Lampenrohrmaterial von Hartglas auf Quarz mit einem noch höheren Wärmewiderstand geändert wurde, und der reduzierten Gesamtlampengröße zugeschrieben. Darüber hinaus kann die Verwendung der Hochdruck-Metalldampfentladungslampen anstelle von Leuchtstofflampen und Halogenlampen den Stromverbrauch reduzieren, da die Hochdruck- Metalldampfentladungslampen herkömmliche Eigenschaften, wie hohe Effizienz, gute Farbwiedergabe, hohe Leistung und lange Lebensdauer nutzen können.
• Insbesondere ist die Metallhalogenlampe gegenüber anderen Entladungslampen wegen der hohen Effizienz und guten Farbwiedergabe überlegen, was sehr geeignet zur Beleuchtung ausgestellter Erzeugnisse ist, und ihre Popularität hat schnell zugenommen.
• Übrigens erfordert die Verwendung des herkömmlichen, doppelt versiegelten Hülsenaufbaus für die Verkleinerung der Lichtemissionsröhre nicht nur Zeit und Mühe bei der Formung, sondern erhöht auch die Größe des versiegelten bzw. eingeschlossenen Abschnitts, wodurch die Gesamtgröße zunimmt. Darüber hinaus weist sie einen Nachteil dahingehend auf, daß ein Wärmeverlust von der Lichtemissionsröhre durch diese versiegelten bzw. eingeschlossenen Abschnitte zunimmt.
• Aus diesem Grund wird bei dieser Art von kleindimensionierten Lampen der kompressionsversiegelte Abschnitt in der Form der Lichtemissionsröhre nur auf einer Seite der Hülse geformt, mit der ein Paar Elektroden versiegelt werden; d. h. es wird ein einfach verschlossener Aufbau angewandt.
• Da der versiegelte bzw. verschlossene Abschnitt nur einer ist, erzielt diese Konfiguration einen geringeren Wärmeverlust im Vergleich zu dem doppelt-verschlossenen Formkolben, wodurch eine Verbesserung der Lichtemissionseffizienz ermöglicht wird. Darüber hinaus ist keine zusätzliche Zeit und Mühe zum Formen erforderlich, und der verschlossene Abschnitt, der die Größe im Vergleich zu dem elektrischen Entladeraum eher erhöht, wird auf nur einen (Abschnitt) reduziert, was den Vorteil ergibt, daß sich die gesamte Lampengröße verringert.
• Die einfach verschlossene Lampe dieser Art weist jedoch ein von einem verschlossenen Abschnitt zu dem elektrischen Entladeraum geführtes Paar Elektroden auf. Infolgedessen neigt man dazu, ein Paar Elektrodenstäbe parallel zueinander 3 anzuordnen, was die Möglichkeit der Entladung von Elektrizität zwischen den Elektrodenstäben erhöht. Das heißt, eine elektrische Entladung im Entladeraum erfolgt zwischen einem Paar Elektroden an dem Platz mit einem geringeren Abstand eher, und auch an dem Platz, an dem leicht eine elektrische Entladung stattfindet. Aus diesem Grund erfolgt bei den einfach verschlossenen Lampen die elektrische Entladung manchmal an den Elektrodenstäben, da der Unterschied im Elektroden-Elektroden-Abstand zwischen dem Elektroden-Elektroden-Abstand und den Elektrodenspulen, die an den Vorderenden dieser Elektrodenstäbe gebildet sind, gering ist.
• Eine solche elektrische Entladung an den Elektrodenstäben beschleunigt nicht nur ein Verkohlen aufgrund der Streuung von Elektrodenstabmaterial über die Lichtbogenröhre, sondern bricht auch den Elektrodenstab früher.
• Um diese Erscheinung zu vermeiden, werden die Elektrodenstab-Spitzenenden gebogen, um beide näher zusammenzubringen, und an den Spitzenenden dieser gebogenen Abschnitte werden Elektrodenspulen installiert. Dies macht den Abstand zwischen den Elektrodenspulen geringer als den zwischen Elektrodenstäben, was ermöglicht, daß die Entladung sicher zwischen den Elektrodenspulen erfolgt und die Erzeugung einer Entladung zwischen Stäben verhindert wird.
• Wenn die Elektrodenstab-Spitzenenden jedoch gebogen werden, reduziert ein eszessiv kleiner oder großer Biegungswinkel den Unterschied zwischen dem Spiel an den Biegeabschnitten und dem Abstand zwischen den Basisenden der Elektrodenstäbe, und es wird schwierig, einen klaren Unterschied zwischen dem Abstand zwischen Elektrodenspulen und dem zwischen Elektrodenstäben zu machen, was die Wirkung, eine Entladung zwischen Stäben zu verhindern, zunichte macht.
• Ein zu kleiner Krümmungsradius des Biegeabschnitts beschädigt den Verbindungsabschnitt während des Bondens, was in einem Zerbrechen resultiert, und senkt die Ergiebigkeit.
• Darüber hinaus besteht ein Problem darin, daß ein während des Biegens erzeugter Sprung im Betrieb wächst und einen Bruch im Bandabschnitt verursacht, was schließlich zu einem Herausfallen der Elektroden führt.
• Das vorbekannte Dokument GB-A-2 072 412 offenbart eine Hochintensitäts-Enladelampe, die in jeder beliebigen Orientierung betreibbar ist. Diese Entladelampe verwendet Elektroden, deren größere Abschnitte parallel zueinander sind, und deren kleinere Abschnitte aufeinander zu konvergieren. Die konvergierenden kleineren Abschnitte können Schleifen von Elektrodenmaterial sein. Diese bekannte Hochintensitäts-Entladelampe ist der Entladelampe ähnlich, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist.
• Das Dokument EP-A-0 220 673 beschreibt eine Entladelampe und erwähnt, daß der Krümmungsradius eines Elektrodendrahts aus Wolfram beispielsweise gewisse Minimalanforderungen zu erfüllen hat, um Sprünge zu vermeiden.
• Schließlich offenbart das vorbekannte Dokument EP-A-0 343 625 einen Lichtbogenröhrenkolben, der an einem Ende des Kolbens einen abgedichteten Abschnitt bildet und an dem anderen Ende einen umschlossenen Abschnitt, um einen Entladeraum zu umgeben. Ein paar Metallfolien sind im abgedichteten Abschnitt eingebettet. In den Entladeraum werden ein Edelgas für die Startphase, Quecksilber und ein Metallhalogen gefüllt. Ein Paar Elektroden umfassen ein Paar Elektrodenstäbe, die mit den Metallfolien verbunden sind, und an den Spitzen der Stäbe angeordnete Spulen. Diese Spulen sind innerhalb des Entladebereichs voneinander beabstandet und einander zugewandt positioniert.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach verschlossene Metalldampfentladungslampe bereitzustellen, die es ermöglicht, daß eine sichere Entladung zwischen Spulen stattfindet, ebenso wie sie einen Bruch des Biegeabschnitts während des Formens und im Betrieb verhindert, wobei ein Kriechabstand zwischen Leckspielen, die den Entladeraum nach außen führen, praktisch erhöht wird.
• Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine einfach verschlossene Metalldampfentladungslampe bereit, wie sie in Anspruch 1 spezifiziert ist. Die einfach verschlossene Metalldampfentladungslampe umfaßt insbesondere ein Paar von Elektrodeneinrichtungen mit Biegeabschnitten, deren Spitzenenden einander gegenüberliegend in einem Entladeraum gebogen sind, ein Paar innerer metallischer Folienleitermittel, wobei mit einem Ende derselben die Hinterenden der Elektrodeneinrichtung verbunden sind, ein Paar innerer Verdrahtungselemente, wobei ein Ende derselben mit dem anderen Ende der inneren Metallfolienleitermittel verbunden ist, eine Lichtbogenröhreneinrichtung, die an ihrem einen Ende einen inneren, preßverschlossenen Abschnitt zum Verschließen bzw. Abdichten des Paars Elektrodeneinrichtungen hat, die innere Metalleitereinrichtung sowie die inneren Verdrahtungselemente, und enthält eine Füllung, die Quecksilber, Halogenid und ein Startgas enthält, wobei die Elektrodeneinrichtungen annähernd parallel angeordnet sind, der Biegewinkel 0 des Biegeabschnitts angenähert 60º ≤ θ ≤ 120º beträgt und der Krümmungsradius R des Umfangs des Biegeabschnitts angenähert R ≥ 1,2d ist (wobei d ein Drahtdurchmesser der Elektrodeneinrichtungen ist).
• Diese Erfindung ist aus der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen zeigen:
• Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten kleinen Halogenlampe,
• Fig. 2 eine Schnittansicht zur Darstellung des Elektrodenaufbaus der Lampe von Fig. 1,
• Fig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten kleinen Halogenlampe,
• Fig. 4 eine Schnittansicht einer kleinen Halogenlampe, die eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 5 eine Schnittansicht längs Linie I-I in Fig. 4,
• Fig. 6 eine Schnittansicht längs Linie II-II in Fig. 4 und
• Fig. 7 eine Schnittansicht einer kleinen Halogenlampe zur Darstellung einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen einer Halogenlampe gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben.
• Fig. 1 zeigt beispielsweise eine Metallhalogenlampe mit einer Lampeneingangsleistung von 150 W, bei der der Quarzglas aufweisende äußere Kolben 10 eine Lichtbogenröhre 12 umschließt. Der äußere Kolben 10 bildet einen preßverschlossenen Abschnitt 10a nur an seinem einen Ende, mit dem ein Paar metallischer Folienleiter 14 mit Molybdän (Mo) abdichtend verbunden ist. Mit diesen metallischen Folienleitern 14 sind jeweils die externen Leitungsdrähte 16 verbunden, und die internen Leitungsdrähte 18, die als ein Träger dienen, sind ebenfalls jeweils verbunden. Im allgemeinen ist an den preßverschlossenen Abschnitt 10a des äußeren Kolbens 10 eine Basis bzw. ein Sockel (nicht dargestellt) angebracht.
• Die Lichtbogenröhre 12 bildet denselben einzeln verschlossenen Typ wie der äußere Kolben 10 und weist Quarzglas etc. auf. Die Lichtbogenröhre 12 hat einen Entladeraum von annähernd elliptischer Form mit dem Innenvolumen von beispielsweise 0,5 cc. Der Entladeraum von elliptischer Form weist die Hauptachsrichtung als die Kolbenachse auf, und an einem Ende der Nebenachsrichtung, welche die Kolbenachse in rechtem Winkel schneidet, ist ein preßverschlossener Abschnitt 12a ausgebildet.
• In der Lichtbogenröhre 12 ist ein Paar Elektroden 20 einander gegenüberliegend mit einem bestimmten Spiel zwischen ihnen in der Kolben-Achsenrichtung angeordnet. Diese Elektroden 20 sind mit einem Paar metallischer Folienleiter 22, z. B. aus Mo, jeweils verbunden, die abdichtend mit einer Seite des preßverschlossenen Abschnitts 12a verbunden sind. Die inneren Leitungsdrähte 18, die auch als Träger des äußeren Kolbens 10 dienen, sind jeweils mit dem metallischen Folienleiter 22 verbunden.
• Das Paar Elektroden 20 weist den Elektrodenstab 24 und die im Preßsitz am Elektrodenstab 24 angebrachte und um diesen gewickelte Elektrodenspule 26 auf. Der Elektrodenstab 24 ist entweder aus reinem Rhenium oder einem Rhenium- Wolfram-Legierungsdraht gebildet, dessen Durchmesser d 0,5 mm beträgt, oder aus Wolframdraht, der mit reinem Rhenium oder einer Rhenium-Wolfram-Legierung beschichtet ist. Die Elektrodenstäbe 24 weisen mit den metallischen Folienleitern 22 des preßverschlossenen Abschnitts 12a verbundene Basisenden auf, während die Spitzenenden gebogen sind, um den gebogenen Spitzenendenabschnitt 24a zu bilden, so daß die Elektroden 20 aufeinander zu gerichtet sind.
• Dabei erstrecken sich die Basisenden der Elektrodenstäbe 24 beinahe vertikal zu dem preßverschlossenen Abschnitt 12a. Die am spitzen Ende der Elektrodenstäbe 24 ausgebildeten gebogenen Spitzenendabschnitt 24a sind bzw. werden in einem Winkel θ gegen die Basisenden hin gebogen. Der Biegewinkel θ ist auf etwa 90º ± 30º (60º ≤ θ ≤ 120º) beschränkt, wobei im vorliegenden Fall der Abschnitt um etwa θ = 90º gebogen ist.
• Der Krümmungsradius R des Umfangs des um etwa 90º gebogenen Biegeabschnitts beträgt R ≥ 1,2 d gegenüber dem Drahtdurchmesser d der Elektrodenstäbe 24. Im vorliegenden Fall ist R = 1,2d = 0,6 mm.
• Die Elektrodenspulenabschnitte 26 sind durch eine Wicklung von Wolfram- oder thoriertem Wolframdraht (etwa 2% ThO&sub2; enthalten) in Spulenform mit beispielsweise 3 oder 4 Windungen gebildet. Die Elektrodenspulenabschnitte 26 sind so gewickelt, daß sie an den gebogenen Spitzenenden 24a der Elektrodenstäbe 24 befestigt sind. Dabei sind die Elektrodenstäbe 24 der Elektrodenspulenabschnitte 26 mit einer oder mehreren Wicklungen installiert, und der gebogene Spitzenendabschnitt 24a des Elektrodenstabs 24 ist tiefer gegenüber dem Entladeraum zurückversetzt als die Spitzenenden der Elektrodenspulenabschnitte 26, d. h., der Draht ist so gewunden, daß er ein weiteres Vorstehen der Elektrodenstäbe 24 in den Entladeraum als die Spitzenenden der Elektrodenspulenabschnitte 26 verhindert.
• Im vorliegenden Fall beträgt der Spulendrahtdurchmesser d 0,5 mm und die Axialabmessung zwischen einander zugewandten Elektrodenspulenabschnitten 26, d. h., der Elektrode-zu- Elektrode-Abstand ist auf etwa 6,8 mm festgesetzt.
• Im äußeren Kolben 10 ist ein Start-Edelgas, ein spezifiziertes Volumen von Metallhogenen, wie z. B. Quecksilber, Zinnjodid (SnI&sub2;), Natriumjodid (Nal) Thaliumjodid (TII), Indiumjodid (InI), Natriumbromid (NaBr), Lithiumbromid (LiBr) usw. eingeschlossen. Zusätzlich ist diese Art von einfach verschlossener Metallhalogenlampe so gestaltet, daß sie mit hohen Lampenladungen erleuchtet werden kann, um die Lichtemissionseffizienz zu erhöhen, wobei sie mit einer Ladung von nicht weniger als 20 bis 70 WL/S erleuchtet wird, wobei WL (Watt) die Eingangsleistung und S (qm²) den Innenflächenbereich der Lichtbogenröhre angibt.
• Im vorliegenden Fall ist die Lampenleistung W auf 150 W festgesetzt, wenn der Lampenstrom I 1,8 A während einer stabilen Beleuchtung beträgt. Der Innenflächenbereich S der Lichtbogenröhre beträgt 3,5 cm² und die Lampenladung pro Einheitsflächenbereich der Lichtbogenröhre beträgt etwa 43 W/cm².
• Im folgenden wird die Funktion der wie oben konfigurierten kleinen Metallhalogenlampe beschrieben. Der Elektrodenstab 24 jeder Elektrode 20 weist ein gebogenes Spitzenende auf, wobei der gebogene Spitzenendabschnitt 24a des Elektrodenstabs 24 so angeordnet ist, daß die Spitzenenden einander nahe kommen.
• Infolgedessen wird der Abstand zwischen Elektrodenspulen 26, die an den Spitzenenden dieser Spitzenend-Biegeabschnitte 24 installiert sind, geringer als irgendein anderer Abschnitt der beiden Elektroden 20, was eine sichere elektrische Entladung an den Elektrodenspulenabschnitten 26 stattfinden läßt.
• Der Biegewinkel θ des gebogenen Spitzenendabschnitts 24a ist mit Bezug auf das Basisende des Elektrodenstabs 24 auf 90º ± 30º (60º ≤ θ ≤ 120º) beschränkt und ist in diesem Fall auf etwa θ = 90º ausgebildet. Daher kann die Spitzenendposition des Elektrodenspulenabschnitts 26 in bezug auf das Basisende des Elektrodenstabs 24 weiter vorstehen.
• Infolgedessen kann eine elektrische Entladung zwischen den Elektrodenspulen 26 sicher erzeugt werden, und eine elektrische Entladung an dem Elektrodenstab 24 kann verhindert werden, was einen Bruch des Elektrodenstabs 24 ausschließt.
• Der Krümmungsradius R des Umfangs des Biegeabschnitts wird auf R ≥ 1,2d in bezug auf den Drahtdurchmesser d des Elektrodenstabs 24 festgelegt und beträgt im vorliegenden Fall R = 1,2d = 0,6 mm.
• Demzufolge wird der Krümmungsradius R groß, was einen Bruch und einen Biegeriß während des Formens verhindert. Es verhindert auch einen Bruch und ein Herunterfallen des Biegeabschnitts im Betrieb.
• Die oben beschriebene einfach erschlossene Metallhalogenlampe wird mit hoher Lampenladung erleuchtet, um die Lichtemissionseffizienz zu erhöhen. Zum Beispiel wird sie mit einem WL/S-Wert von nicht weniger als 20-70 erleuchtet, wenn WL (Watt) die Eingangsleistung und S (cm²) den Innenflächenbereich der Lichtemissionsröhre angibt, wobei in diesem Fall die Lampe mit etwa 43 W/cm² erleuchtet wird.
• Nichtsdestoweniger ist im vorliegenden Fall der Elektrodenstab 24 mit einem Draht aus reinem Rhenium oder aus einer Rhenium-Wolfram-Legierung ausgebildet, oder der Elektrodenstab 24 ist auch mit einem mit reinem Rhenium oder mit einer Rhenium-Wolfram-Legierung beschichteten Wolfram- Draht ausgebildet. Der auf diese Weise geformte Elektrodenstab 24 erhöht den Halogenwiderstand, schränkt den Temperaturanstieg des Elektrodenstabs 24 während der Beleuchtung ein und verhindert einen Bruch aufgrund von Gewichtsverlust am Elektrodenstab 24.
• Der oben beschriebene Elektrodenstab 24 weist einen niedrigen Schmelzpunkt auf und liefert eine gute Verbindungseffizienz beim versiegelnden Verbinden des verschlossenen Endes 12a mit der Metallfolie 22, wobei der Schweißvorgang leicht wird.
• Demgegenüber wird die am Spitzenende des Elektrodenstabs 24 ausgebildete Spule entweder mit Wolfram oder mit thoriertem Wolfram ausgebildet. Infolgedessen weist er eine gute Elektronen-Emissionsfähigkeit und einen hohen Schmelzpunkt auf, wobei die Wahrscheinlichkeit der Streuung von Elektrodenmaterialien geringer ist und die Einschwärzung der Röhrenwand reduziert wird.
• Da das gebogene Spitzenende 24a des Elektrodenstabs 24 von der Entladeraumseite her im Vergleich zum Spitzenende des Elektrodenspulenabschnitts 26 vertieft ist, kann eine Erzeugung von Bogenfunken am Spitzenende des mit dem niedrigen Schmelzpunkt geformten Elektrodenstabs 24 verhindert werden. Dies verhindert ein Streuen des Elektrodenstabs 24 und damit eine Verringerung des Leuchtkraft-Erhaltungsfaktors aufgrund der Einschwärzung der Kolbenwand.
• Fig. 3 ist eine Schnittansicht der zweiten kleinen Metallhalogenlampe.
• In den Zeichnungen sind gleiche Teile wie in den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugsziffern versehen und eine Definition ist weggelassen. In Fig. 3 sind der äußere Kolben 10, der preßverschlossene Abschnitt 10a, der metallische Folienleiter 14 und der externe Leitungsdraht 16 nicht dargestellt.
• In Fig. 3 ist der Basisabschnitt der ein Paar bildenden Elektroden 20 mit dem metallischen Folienleiter 22 des preßverschlossenen Abschnitts 12a verbunden und umfaßt den Elektrodenstab 24, dessen Spitzenenden den gebogenen Spitzenendabschnitt 24a bilden und so gebogen sind, daß jede Elektrode 20 einer anderen gegenüberliegt, sowie den im Preßsitz auf den Elektrodenstab 24 aufgebrachten und um diesen gewickelten Elektrodenspulenabschnitt 26. Der Elektrodenstab 24 ist entweder mit einem Draht aus reinem i Rhenium oder einer Rhenium-Wolfram-Legierung eines Durchmessers d von 0,5 mm gebildet, oder mit einem mit reinem Rhenium oder einer Rhenium-Wolfram-Legierung beschichteten Wolframdraht. Die Elektrodenstäbe 24 sind jeweils durch Isolierhülsen 28 bedeckt, die beispielsweise aus Quarzglas, Aluminiumoxid usw. gefertigt sind.
• Die Konfiguration, bei der der Elektrodenstab 24 auf diese Weise mit der Isolierhülse 28 bedeckt ist, verhindert die Erzeugung eines Bogenflecks (arc spot) am Spitzenede des mit dem Material mit niedrigem Schmelzpunkt gebildeten Elektrodenstabs 24, ebenso wie es erfolgreich ein Streuen zwischen Elektrodenstäben 24 mit der Isolierhülse 28 verhindert und des weiteren eine Abnahme des Leuchtkraft- Erhaltungsfaktors, basierend auf einer Einschwärzung der Kolbenwand, verhindert.
• Nun sind in der in den obigen ersten und zweiten Lampen konfigurierten, einfach verschlossenen Lichtbogenröhre die Elektrodenstäbe und die externen Leitungsdrähte, die durch die Elektrodenstäbe geführt sind, an der selben Seite des metallischen Folienleiters angeschweißt. Die einfach verschlossene, kleine Metallhalogenlampe nach obiger Beschreibung ist so gestaltet, daß sie mit erhöhter Lampenlast für eine erhöhte Lichtemissionseffizienz erleuchtet wird. Dies läßt nicht nur die Temperatur der Lichtemissionsröhre ansteigen, sondern erhöht auch den Dampfdruck im Entladeraum. Die in den Entladeraum gepackte Substanz, wie z. B. gepacktes Metallhalogen, leckt am Spalt zwischen den Gläsern und den Dichtungen, wenn der Druck erhöht ist bzw. wird.
• Am preßverschlossenen Abschnitt wird der luftdichte Zustand des Entladeraums durch die Elektrodenstäbe, die metallischen Folienleiter und die mit dem Glas an den Dichtungen gebondeten externen Leitungsdrähte gehalten. Wenn jedoch die Temperatur an den Dichtungen während der Beleuchtung ansteigt, erhöht sich der Gasdruck des Metallhalogens im Entladeraum auf über 20 atmosphärische Druckeinheiten. Dieses Hochdruckgas dringt in die gebondete Oberfläche zwischen Elektrodenstäben und Glas an den Dichtungen ein, beeinträchtigt die Haftung der gebondeten Fläche zwischen den Elektrodenstäben und dem Glas an den Dichtungen und erzeugt einen leckenden Spalt. Der leckende Spalt entwickelt sich allmählich zur gebondeten Oberfläche zwischen dem metallischen Folienleiter und Glas an den Dichtungen, setzt sich weiter zu der gebondeten Oberfläche zwischen dem externen Leitungsdraht und Glas an den Dichtungen fort und erzeugt schließlich einen leckenden Spalt, was den Entladeraum zwischen den Elektrodenstäben, dem metallischen Folienleiter und dem externen Leitungsdraht sowie Glas an den Dichtungen nach außen erweitert, wodurch Metallhalogen in dem Entladeraum nach außen entweicht, obwohl diese Erscheinung nur selten zu beobachten ist.
• Wenn in einem solchen Fall die Elektrodenstäbe und externen Leitungsdrähte an derselben Oberfläche des metallischen Folienleiters verbunden sind, werden die jeweils zwischen den Elektrodenstäben, den metallischen Folienleitern und externen Leitungsdrähten sowie dem Glas an den Dichtungen gebildeten leckenden Spalte auf derselben Oberflächenseite verschoben, was zu dem leckenden Spalt führt, der den Entladeraum auf kürzester Strecke nach außen erweitert. Folglich verkürzt sich die Zeit zur Erzeugung des Lecks und damit die Lebensdauer der Lampe.
• Fig. 4 bis 9 zeigen kleine Metallhalogenlampen von erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit verbesserter Lampen- Lebensdauer. In den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die gleichen Abschnitte wie bei den schon beschriebenen Ausführungsformen mit denselben Bezugsziffern versehen und eine Definition weggelassen. In den Fig. 4 und 7 sind der äußere Kolben 10, der kompressionsverschlossene Abschnitt 10a, der metallische Folienleiter 14 sowie der äußere Leitungsdraht 16 nicht dargestellt.
• Die Fig. 4 bis 6 zeigen die erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, in der die Quarzglas- Lichtbogenröhre 12 der Metallhalogenlampe mit der Lampenleistung von 150 W in einer elliptischen Sphäre von 0,5 cc im Innenvolumen ausgebildet ist. In der Lichtbogenröhre 12 ist ein Paar Elektroden 20&sub1;, 20&sub2; einander gegenüberliegend mit einem gewissen Spiel in der Kolben-Achsrichtung angeordnet und mit dem preßverschlossenen Abschnitt 12a jeweils abdichtend verbunden. Die Elektroden 20&sub1;, 20&sub2; umfassen Elektrodenstäbe 24&sub1;, 24&sub2; und Elektrodenspulenabschnitte 26&sub1;, 26&sub2;. Die Elektrodenstäbe 24&sub1;, 24&sub2; weisen beispielsweise einen reinen Rheniumdraht von 0,5 mm Durchmesser auf, während die Elektrodenspulenabschnitte 26&sub1;, 26&sub2; durch Herumwickeln mehrerer Windungen eines thorierten Wolframdrahts von 0,5 mm Durchmesser um die gebogenen Spitzenenden der Elektrodenstäbe 241, 242 gebildet sind. Die einander zugewandten Elektrodenspulenabschnitte 261, 262 weisen ein längs der Kolben-Achsrichtung vorgesehenes Spiel von etwa 6 mm auf.
• Die Elektrodenstäbe 24&sub1;, 24&sub2; sind mit den metallischen Folienleitern 22&sub1;, 22&sub2;, z. B. Mo, verbunden, das mit dem preßverschlossenen Abschnitt 12a abdichtend verbunden ist. In einem solchen Fall sind die Elektrodenstäbe 241, 242 so angeordnet, daß sie in bezug auf die Seiten des metallischen Folienleiters 22&sub1;, 22&sub2; jeweils gegenüberliegende Oberflächen bilden. Das heißt, unter dem in Fig. 5 gezeigten Blickpunkt betrachtet, daß ein Elektrodenstab 24&sub1; an der Rückfläche eines metallischen Folienleiters 22&sub2; angeschweißt ist, während der andere Elektrodenstab 24&sub2; an der Vorderfläche des anderen metallischen Folienleiters 22&sub2; angeschweißt ist. Die Hauptachsrichtung des metallischen Folienleiters 22&sub2; beträgt etwa 15 mm, die Breite etwa 3 mm und die Verbindungen mit den Elektrodenstäben 241, 242 betragen etwa 1,5 bis 2 mm.
• Mit diesen metallischen Folienleitern 22&sub1;, 22&sub2; sind interne Leitungsdrähte 18&sub1;, 18&sub2; verbunden und vom Rand des preßverschlossenen Abschnitts 12a aus nach außen geführt. Dabei ist jeder Leitungsdraht 18&sub1;, 18&sub2; mit der mit den metallischen Folienleitern 22&sub1;, 22&sub2; verbundenen Elektfodenstäben 24&sub1;, 24&sub2; gegenüberliegenden Oberfläche in bezug auf die metallischen Folienleiter 22&sub1;, 22&sub2; verbunden, mit denen die Leitungsdrähte verbunden sind. Das heißt, ein interner Leitungsdraht 18&sub1; ist mit der Vorderfläche eines metallischen Folienleiters 22&sub1; verschweißt, während der andere interne Leitungsdraht 18&sub2; mit der Rückfläche des anderen metallischen Folienleiters 22&sub1; verbunden ist.
• Folglich sind, vom metallischen Folienleiter 22&sub1; aus betrachtet, der Elektrodenstab 24&sub2; und der mit ihm verbundene interne Leitungsdraht 18&sub1; jeweils an den gegenüberliegenden Oberflächen verbunden. Vom metallischen Folienleiter 22&sub2; aus betrachtet, sind der Elektrodenstab 24&sub2; und der mit ihm verbundene, interne Leitungsdraht 18&sub2; ebenfalls jeweils an den gegenüberliegenden Oberflächen verbunden.
• In die Lichtbogenröhre 12 sind ein Start-Edelgas und ein spezifiziertes Volumen von Quecksilber, SnL&sub2;, NaI, TII, InI, NaBr, LiBr und andere Metallhalogen gepackt.
• Nachstehend wird nun die Arbeitsweise der nach obiger Beschreibung konfigurierten Lampe beschrieben.
• Beim Formen des preßverschlossenen Abschnitts 12a und des Spitzenendes der Lichtbogenröhre 12 werden die vorher mit den Elektrodenstäben 241, 242 und den internen Leitungsdrähten 181, 182 verbundenen metallischen Folienleiter 221, 222 in die Kolbenöffnung eingeführt, die noch nicht verschlossen ist, und die Kolbenöffnungswand wird mit Brennern zum Erweichen erhitzt. Sodann wird mit einem Paar nicht dargestellter Pinzetten die erweichte Kolbenwand in der Richtung von Pfeil A gemäß Fig. 6 komprimiert. Dies verschließt die Kolbenöffnung, und die metallischen Folienleiter 221, 222 werden dabei gleichzeitig eingeschlossen.
• Dabei neigen die metallischen Folienleiter 22&sub1;, 22&sub2;, die von den Gläsern festgehalten werden, dazu, die Elektrodenstäbe 24&sub1;, die an einer Seite eines der dargestellten metallischen Folienleiter (beispielsweise 22&sub1;), verbunden sind, in der mit einer imaginären Linie dargestellten Richtung (die dargestellte Richtung des Pfeils B) zu kippen bzw. zu verbiegen. In der Ausführungsform ist ein Elektrodenstab 24&sub1; an einer Oberfläche in bezug auf einen der metallischen Folienleiter 22&sub2; angeschweißt, während der andere Elektrodenstab 24&sub2; an der anderen Oberfläche in bezug auf den anderen metallischen Folienleiter 22&sub2; angeschweißt ist. Folglich sind diese Elektrodenstäbe 24&sub1;, 24&sub2; bezüglich des Bogenzentrums im Kolben in entgegengesetzten Richtungen geneigt.
• Wenn daher die Elektrodenspulenabschnitte 26&sub1;, 26&sub2; aufgrund der Neigung bzw. des Verbiegens der Elektrodenstäbe 24&sub1;, 24&sub2; seitwärts von der Kolbenachse abweichen, werden sie in der in bezug auf das Kolbenzentrum symmetrischen Richtung verschoben, und deshalb stimmt das Bogenzentrum beinahe mit dem Kolbenzentrum überein. Dies stabilisiert die Lichtemissionseigenschaften, und da es keine Gelegenheit gibt, daß sich der Lichtbogen einem bestimmten Abschnitt der Kolbenwand stark annähert, wird die Lichtemissionsröhre 12 nicht lokal erhitzt, was in einer langen Lebensdauer resultiert.
• Zusätzlich ist jeder interne Leitungsdraht 18&sub1;, 18&sub2; mit der mit den metallischen Folienleitern 22&sub1;, 22&sub2; verbundenen Elektrodenstäben 24&sub1;, 24&sub2; gegenüberliegenden Oberfläche in bezug auf die metallischen Folienleiter 22&sub1;, 22&sub2;, mit denen die Leitungsdrähte verbunden sind, gegenüberliegenden Oberfläche verbunden, was eine lange Zeit erfordert, bis das Gas im Entladeraum entweicht. Das heißt, einer der Elektrodenstäbe 24&sub1; ist an die Rückfläche eines metallischen Folienleiters 22&sub1; angeschweißt, während der damit verbundene Leitungsdraht 18 an die Vorderfläche des metallischen Folienleiters 22&sub1; angeschweißt ist. Einer der Elektrodenstäbe 24&sub2; ist an die Vorderfläche eines metallischen Folienleiters 22&sub2; angeschweißt, während der damit verbundene Leitungsdraht 18 an die Rückfläche des metallischen Folienleiters 22&sub2; angeschweißt ist.
• Infolgedessen werden im Eventualfall eines Auftretens eines Lecks die an den Kontaktflächen zwischen diesen Elektrodenstäben 24&sub1;, 24&sub2;, den metallischen Folienleitern 22&sub1;, 22&sub2; und den internen Leitungsdrähten 181, 182 und dem Glas an den Dichtungsstellen erzeugten Leckspalte jeweils alternierend an den Oberflächen entlang der Leitungsdrahtrichtung erzeugt. Infolgedessen wird die Kriechstrecke zwischen Leckspalten, welche den Entladeraum nach außen führen, praktisch erhöht. Dies verlängert die Zeit zur Erzeugung eines Gaslecks im Entladeraum und damit die Lebensdauer der Lampe.
• Bei der kleinen, einfach verschlossenen Entladelampe, die mit der Last WL/S von nicht weniger als 20-70 beleuchtet wird, übersteigt der Gasdruck im Entladeraum während der Beleuchtung etwa 20 atmosphärische Druckeinheiten. Selbst bei einem solchen Hochdruckgas kann ein Verbinden der Elektrodensträbe 241, 242 und der internen Leitungsdrähte 18&sub1;, 18&sub2; mit den den metallischen Folienleitern 22&sub1;, 22&sub2; gegenüberliegenden Oberflächen eine frühe Erzeugung eines Lecks verhindern, was eine lange Lebensdauer ergibt.
• In der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist ein Elektrodenstab 24 an der Rückfläche eines metallischen Folienleiters 22&sub1; angeschweißt, ebenso wie der andere elektrische Elektrodenstab 24&sub2; an der Vorderfläche des anderen metallischen Folienleiters 22&sub2; angeschweißt ist, um eine Bogenauslenkung zu verhindern, die vorliegende Erfindung soll jedoch nicht durch irgendeines der Details dieser Beschreibung eingeschränkt sein.
• Fig. 7 zeigt die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Von dem in der Zeichnung dargestellten Punkt aus betrachtet sind beide Elektrodenstäbe 24&sub1;, 24&sub2; so angeordnet, daß sie den Seiten der metallischen Folienleiter 22&sub1; bzw. 22&sub2; gegenüberliegende Oberflächen bilden. Das heißt, ein Elektrodenstab 24&sub1; ist an die Rückfläche des metallischen Folienleiters 22&sub1; angeschweißt, während der andere Elektrodenstrahlstab 24&sub2; an die Vorderfläche des metallischen Folienleiters 22&sub2; angeschweißt ist.
• Ein Ende jedes der internen Leitungsdrähte 18&sub1;, 18&sub2; ist mit der mit dem metallischen Folienleiter 22&sub1;, 22&sub2; verbundenen Elektrodenstäben 24&sub1;, 24&sub2; gegenüberliegenden Oberfläche verbunden, im Gegensatz zu den metallischen Folienleitern 22&sub1;, 22&sub2;, die zu verbinden sind. Das heißt, ein Ende der internen Leitungsdrähte 18&sub1; ist an die Vorderfläche eines der metallischen Folienleiter 22&sub1; angeschweißt, während das andere Ende der internen Leitungsdrähte 18&sub1; an die Rückfläche des anderen metallischen Folienleiters 22&sub2; angeschweißt ist. Daher sind, von dem metallischen Folienleiter 22&sub1; aus gesehen, die Elektrodenstäbe 24&sub1; und der mit dem metallischen Folienleiter 22&sub1; verbundene Leitungsdraht 181 an einander gegenüberliegenden Oberflächen verbunden. Vom anderen metallischen Folienleiter 22&sub2; aus gesehen, sind die Elektrodenstäbe 24 und der mit dem metallischen Folienleiter 22&sub2; verbundene Leitungsdraht 18&sub2; an einander gegenüberliegenden Oberflächen verbunden.
• Zusätzlich ist jedes andere Ende der internen Leitungsdrähte 18&sub1;, 18&sub2; so angeordnet, daß in bezug auf die Seiten eines Paars an dem preßverschlossenen Abschnitt 10a installierter metallischer Folienleiter 14&sub1;, 14&sub2; einander gegenüberliegende Oberflächen bilden. Das heißt, das andere Ende des einen Leitungsdrahts 18&sub1; ist an der Rückfläche eines metallischen Folienleiters 14&sub1; angeschweißt, während das andere Ende des anderen Leitungsdrahts 18&sub2; an der Vorderfläche des anderen metallischen Folienleiters 14&sub2; angeschweißt ist. Die übrige Konfiguration ist dieselbe wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen, und eine Beschreibung wird weggelassen.
• Auf diese Weise kann eine Verbindung der Elektrodenstäbe und internen Leitungsdrähte an einander gegenüberliegenden Oberflächen der metallischen Folienleiter die Länge des Leckspalts weiter verlängern, welche den Entladeraum nach außen führt. Infolgedessen kann die Zeit zur Erzeugung eines Lecks verlängert werden, um die Lebensdauer der Lampe zu erhöhen.

Claims (8)

1. Einfach-verschlossene Metalldampfentladungslampe mit:

ersten und zweiten Elektrodeneinrichtungen (20, 20&sub1;, 20&sub2;) mit Biegeabschnitten, deren Spitzen- bzw. Vorderenden entgegengesetzt zueinander in einen Entladeraum gebogen sind, ersten und zweiten metallischen Folienleitereinrichtungen (22, 221, 222), mit deren einem Ende die rückwärtigen Enden der ersten und zweiten Elektrodeneinrichtungen (20, 20&sub1;, 20&sub2;) verbunden sind,

ersten und zweiten Verdrahtungselementen (18, 18&sub1;, 18&sub2;), von denen jedes eine Ende mit dem anderen Ende der ersten und zweiten metallischen Folienleitereinrichtungen (22, 22&sub1;, 22&sub2;) verbunden ist, und

einer Lichtbogenröhreneinrichtung (12), die an ihrem einen Ende einen inneren preßabgedichteten Abschnitt zum Einschließen des Paares von Elektrodeneinrichtungen, der ersten und zweiten metallischen Folienleitereinrichtungen und der Verdrahtungselemente aufweist und eine Quecksilber, Halogenid und ein Startgas enthaltende Füllung enthält, wobei:

die erste und zweite Elektrodeneinrichtung (20, 20&sub1;, 20&sub2;) annähernd parallel zueinander angeordnet sind und jeweils erste und zweite Elektrodenstäbe (24, 24&sub1;, 24&sub2;) mit einem Biegeabschnitt und einem um die Vorderenden der Elektrodenstäbe (24, 24&sub1;, 24&sub2;) gewickelten Elektrodenwindungsteil (26, 261, 262) als den Vorderendabschnitt der Elektrodeneinrichtungen (20, 20&sub1;, 20&sub2;) umfassen, und ein Winkel θ des Biegeabschnitts 60º ≤ θ ≤ 120º beträgt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius R des Randes des Biegeabschnitts R ≤ 1,2d ist, wobei d der Drahtdurchmesser der Elektrodeneinrichtung (20, 20&sub1;, 20&sub2;) ist, und

der erste Elektrodenstab (24&sub1;) mit einer ersten Seitenfläche des ersten metallischen Folienleiters (22&sub1;) verbunden ist, das erste Verdrahtungselement (18&sub1;) mit der zweiten Seitenfläche des ersten metallischen Folienleiters (22&sub1;) verbunden ist, der zweite Elektrodenstab (24&sub2;) mit einer zweiten Seitenfläche des zweiten metallischen Folienleiters (22&sub2;) verbunden ist und das zweite Verdrahtungselement (18&sub2;) mit der ersten Seitenfläche des zweiten metallischen Folienleiters (22&sub2;) verbunden ist, wobei sich die erste Seitenfläche des ersten metallischen Folienleiters und die erste Seitenfläche des zweiten metallischen Folienleiters auf derselben Seite der Entladungslampe befinden.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Annahme, daß eine Innenfläche der Lichtbogenröhreneinrichtung (12) mit S (cm²) und eine Eingangsleistung mit WL (Watt) bezeichnet sind, die Lampe bei der Last von 20-70 für WL/S leuchtet.

3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenwindungsteile (26, 26&sub1;, 26&sub2;) aus w Wolfram oder thoriertem Wolfram gebildet sind.

4. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstäbe (24, 24&sub1;, 24&sub2;) aus einem Material aus Rhenium, Rhenium-Wolfram-Legierung, mit Rhenium beschichtetem Wolfram oder mit einer Rhenium-Wolfram-Legierung beschichtetem Wolfram gebildet sind.

5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstäbe (24, 24&sub1;, 24&sub2;) den nicht durch die Elektrodenwindungsteile (26, 26&sub1;, 26&sub2;) umwickelten Teil mit einer Isolierhülse (28) bedeckt haben.

6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeabschnitt unter dem Winkel gebogen ist, der es erlaubt, daß die Vorderenden der Elektrodenstäbe (24, 24&sub1;, 24&sub2;) einander gegenüberliegen und praktisch den kürzesten Abstand zwischen diesen erzeugen.

7. Lampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine externe metallische Folienleitereinrichtung (14, 14&sub1;, 14&sub2;), mit deren einem Ende das andere Ende der Verdrahtungselemente (18, 18&sub1;, 18&sub2;) der Metallhalogenidlampe verbunden ist und mit deren anderem Ende ein externes Verdrahtungselement (16) verbunden ist, und eine äußere Kolbeneinrichtung (10), die einen externen preßverschlossenen Abschnitt (10a) an einem Ende hat, um die Verdrahtungselemente (18, 181, 182) der Metallhalogenidlampe, die externen metallischen Folienleitereinrichtungen (14, 14&sub1;, 14&sub2;) und das externe Verdrahtungselement (16) einzuschließen und auch die Lichtbogenröhreneinrichtung (12) einzuschließen.

8. Lampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Enden des Paares der Verdrahtungselemente (18&sub1;, 18&sub2;) mit jeweiligen entgegengesetzten Oberflächen der jeweiligen externen metallischen Folienleitereinrichtungen (14&sub1;, 14&sub2;) verbunden sind.