DE69629336T2

DE69629336T2 - Hochdruckentladungslampe und ihr herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69629336T2
Application number: DE69629336T
Authority: DE
Inventors: Go Nagoya-shi SUZUKI; Norikazu Komaki-shi NIIMI; Tsutomu Tsuru-shi KONDO
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2016-01-13
Also published as: EP0751549A4; CN1095193C; EP0751549B1; DE69629336D1; CZ82196A3; US6066918A; US6139386A; CZ288985B6; EP0751549A1; CN1145689A; WO1996021940A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckentladungslampe aus einer keramischen Entladungslampe und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
(2) Beschreibung des Stands der Technik
Bei einer Hochdruckentladunglampe aus einer keramischen Entladungslampe sind beide Endabschnitte der keramischen Entladungslampe durch das Einführen von Blockierelementen (normalerweise als „Keramikstöpsel" bezeichnet) in das Innere derselben verschlossen, eine Durchgangsöffnung in das Blockierelement gebohrt und ein metallischer elektrischer Leiter in die Durchgangsöffnung eingeführt. Der metallische elektrische Leiter ist mit einer gegebenen Elektrode versehen und ein ionisierbares Leuchtmaterial ist abdichtend in den Innenraum der keramischen Entladungsröhre gefüllt. Entladungslampen dieser Art sind z. B. Hochdruckentladungslampen, Natrium-Hochdrucklumineszenzlampen und Halogenlampen. Insbesondere Halogenlampen weisen eine hervorragende Farbanzeige-Eigenschaft auf. Durch die Verwendung von Keramikmaterial als Material für die Entladungsröhre ist es möglich gewesen, die Entladungsröhre bei hohen Temperaturen zu verwenden.
1 zeigt eine Schnittansicht, die ein bevorzugtes Beispiel der Struktur des Endabschnitts einer solchen keramischen Entladungsröhre veranschaulicht. Ein Hauptkörper 11 der keramischen Entladungsröhre besitzt die Form eines Rings oder einer Flasche, die an beiden Enden zu einem zylindrischen Endabschnitt 12 gedrosselt ist. Der Hauptkörper 11 und die zylindrischen Endabschnitte 12 sind z. B. aus einem Aluminiumoxid-Sinterkörper hergestellt. Die Innenfläche 11a des Hauptkörpers 11 ist gebogen ausgebil det. Da die Innenfläche 12a des Endabschnitts 12 in Achsenrichtung des Hauptkörpers betrachtet gerade ist, bildet sich zwischen dem Hauptkörper 11 und dem Endabschnitt 12 eine Ecke 36. Ein Blockierelement 41 ist in den Endabschnitt 12 eingeführt, wird innerhalb diesem gehalten und weist ein Durchgangsloch 41a auf, das sich in Richtung der Achse des Blockierelements 41 erstreckt. Ein schmaler elektrischer Leiter 5 ist fix in die Durchgangsöffnung 41a eingeführt. In diesem Beispiel ist der elektrische Leiter zylindrisch ausgebildet und so gestaltet, dass ein ionisierbares Leuchtmaterial durch einen Innenraum 5a des elektrischen Leiters in einen Innenraum 13 des Hauptkörpers eingefüllt werden kann. Ein äußeres Ende des elektrischen Leiters 5 ist mit einem Dichtungsabschnitt 5b versehen, der ein Startgas und das ionisierbare Leuchtmaterial abdichtet und nach erfolgter Dichtung darin hält. Die Gase sind durch den Dichtungsabschnitt 5b innerhalb der Entladungsröhre abgedichtet. Ein Elektrodenschaft 7 ist mit der Außenfläche des elektrischen Leiters 5 verbunden.
In einer derartigen keramischen Entladungsröhre ist es notwendig, zwischen dem Blockierelement 41 und dem zylindrischen Endabschnitt 12 sowie zwischen dem Element 41 und dem elektrischen Leiter 5 eine Dichtung auszubilden. Zu diesem Zweck ist der elektrische Leiter 5 in einem bevorzugten Beispiel durch das Durchgangsloch eines kalzinierten Körpers des Elements 41 eingeführt, welches dann wiederum in den zylindrischen Endabschnitt 12 eingeführt wird, um einen Anordnungskörper auszubilden, der zu einem Gesamtkörper gesintert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird durch das Sintern als Gesamtes die Dichtung zwischen dem zylindrischen Endabschnitt 12 und dem Element 41 sowie zwischen dem Element 41 und dem elektrischen Leiter 5 erzeugt.
Bei obigem Dichtungsverfahren sind das Blockierelement 41 und der zylindrische Endabschnitt 12 so gestaltet, dass der Innendurchmesser des zylindrischen Endabschnitts 12 kleiner als der Außendurchmesser des Elements 41 wird, wenn der kalzinierte Körper des zylindrischen Endabschnitts 12 gebrannt wird, wobei sich der eingeführte kalzinierte Körper des Elements 41 nicht darin befindet. Das Element 41 wird dadurch fest und eng zusammengedrückt und im zynlindrischen Endabschnitt 12 gehalten. Dasselbe gilt für das Element 41 und den elektrischen Leiter 5. Als Material für den elektrischen Leiter werden Molybdän, Wolfram, Rhenium oder Legierungen davon vom Standpunkt der Korrosionsbeständigkeit her als vorteilhaft erachtet. Für die keramische Entladungsröhre werden normalerweise Aluminiumoxidkeramikmaterialien verwendet. Wenn für das Blockierelement ein Aluminiumoxidkeramikmaterial herangezogen wird, ist der Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen dem Blockierelement und dem elektrischen Leiter so groß, dass die Verwendung von Verbundmaterialien aus Aluminiumoxidkeramikmaterialien und obigen Metallen oder anderer Cermets bekannt geworden ist.
Die Erfinder haben jedoch weitere Untersuchungen zu obigem Herstellungsverfahren angestellt, um folgende Probleme herauszufinden: Im Zuge des oben erwähnten abschließenden Brennvorgangs wird jeweils der kalzinierte Körper des zylindrischen Endabschnitts 12 und der kalzinierte Körper des Elements 41 gebrannt und in seitlicher Richtung in 1 geschrumpft (Richtung des Umfangs der keramischen Entladungsröhre). Das Element 41 und der elektrische Leiter 5 werden durch die Brennschrumpfung fest und abgedichtet in der keramischen Entladungsröhre gehalten. Im Zuge des abschließenden Brennens werden jedoch der kalzinierte Körper des zylindrischen Endabschnitts 12 und der kalzinierte Körper des Elements 41 gleichzeitig gebrannt und in Richtung des Pfeils E (die Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre) geschrumpft. Als ein Ergebnis bilden sich große Wärmespannungen, die in Richtung E der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre zwischen dem Element 41 und dem zylindrischen Endabschnitt 12 und zwischen dem Blockierelement und dem elektrischen Leiter 5 bestehen bleiben.
Die Auswirkung des oben erwähnten Restdrucks wird, insbesondere wenn die Hochdruckentladungslampe eine hervorragende Farbanzeige-Eigenschaft und eine niedrigste Temperatur von 700°C oder mehr aufweist und Ein-Aus-Leuchtkreisläufen unterworfen ist, verstärkt, so dass die keramische Entladungslampe wahrscheinlich beschädigt wird und ionisierbares Leuchtmaterial aus ihr austreten kann.
Zudem wird in der in 1 gezeigten Dichtungsstruktur des Endabschnitts die Dichtung zwischen dem Element 41 und dem elektrischen Leiter 5 im Wesentlichen durch den zwischen diesen vorhandenen Druck bewirkt, so dass angesichts einer Vielzahl von Wiederholungen des Ein-Aus-Leuchtkreislaufs sowie der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Element 41 und elektrischem Leiter 5 eine höhere Zuverlässigkeit der Dichtung notwendig ist. Zu diesem Zweck ist die Entwicklung einer Dichtungsstruktur mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit und einer hohen Zuverlässigkeit gegen Metallhalogenide dringend erforderlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtungsstruktur für den Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre bereitzustellen, die Beschädigung, Zerstörung und Auslaufen des ionisierbaren Leuchtmaterials am Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre aufgrund des vielfach wiederholten Ein-Aus-Leuchtkreislaufs verhindern kann.
Die Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 1 erläutert.
Die Erfindung stellt weiters ein Verfahren zu Herstellung einer Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung bereit, wie in Anspruch 12 beschrieben wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter beschrieben.
Wie oben erwähnt habe sich die Erfinder genau mit der Zerstörung und dem Auslaufen von ionisierbarem Leuchtmaterial zwischen dem Blockierelement und dem Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre sowie zwischen dem Blockierelement und dem elektrischen Leiter auseinandergesetzt, um einen Ansatz zu finden, sowohl das Blockierelement als auch den elektrischen Leiter abzudichten, indem eine Dichtungsmaterialschicht mit dem Blockierelement und dem elektrischen Leiter verbunden wird, ohne dabei die Dichtungsmaterialschicht zwischen dem elektrischen Leiter und dem Durchgangsloch des Blockierelements anzuordnen und ohne dabei durch die Brennschrumpfung des ungebrannten Körpers (kalzinierter Körper, Formkörper oder entfetteter Körper) während dem Verfahren eine große Druckspannung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Durchgangsloch zu verursachen. Dadurch kann das Versagen der Dichtung zwischen dem Blockierelement und dem elektrischen Leiter sowie das Auslaufen von ionisierbarem Leuchtmaterial verhindert werden, da die hohe Spannung, die in Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre durch die Brennschrumpfung der ungebrannten Körpers des Blockierelements entstanden ist, nicht bestehen bleibt.
Die Erfinder haben darüber hinaus herausgefunden, dass, wenn als Dichtungsmaterialschicht zum Abdichten des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre eine metallisierende Schicht verwendet wird, die Korrosionsbeständigkeits-Eigenschaft der Dichtungsstruktur gegen das ionisierbare Leuchtmaterial, insbesondere ein Metallhalogenid, in der keramischen Entladungsröhre stark verbessert wird, wodurch die Nutzungsdauer der keramischen Entladungsröhre deutlich erhöht wird.
Als elektrischer Leiter können elektrische Leiter aus verschiedenen Metallen oder elektrisch leitenden Keramikmaterialien mit hohen Schmelzpunkten verwendet werden. Unter dem Gesichtspunkt der elektrischen Leitfähigkeit sind Metalle mit hohem Schmelzpunkt Letzteren vorzuziehen, und von diesen Metallen mit hohem Schmelzpunkt wird vorzugsweise zumindest ein Metall ausgewählt aus Molybdän, Wolfram, Rhenium, Niob, Tantal und Legierungen davon verwendet.
Unter diesen bevorzugten Metallen mit hohem Schmelzpunkt haben Niob und Tantal bekannterweise die gleichen Wärmeausdehungskoeffizienten (CTE, "coefficient of thermal expansion") wie die Keramikmaterialien, insbesondere Aluminiumoxidkeramikmaterialien, aus denen die keramischen Entladungsröhre besteht, obwohl die Metalle leicht durch Metallhalogenide korrodiert werden können.
Aus diesem Grund besteht der elektrische Leiter vorzugsweise aus Molybdän, Wolfram, Rhenium oder Legierungen davon, um die Lebensdauer des elektrischen Leiters zu verlängern. Diese Metalle besitzen jedoch im Allgemeinen einen niedrigen CTE. Aluminiumoxidkeramikmaterialien z. B. weisen einen CTE von 8 × 10^–6 K^–1 auf, während Molybdän einen CTE von 6 × 10^–6 K^–1 und Wolfram und Rhenium einen CTE von weniger als 6 × 10^–6 K^–1 haben.
Wenn Molybdän als Material des elektrischen Leiters verwendet wird, ist Molybdän, das zumindest eines der Materialien La₂O₃ und CeO₂ in einer Gesamtmenge von 0,1–2,0 Gew.-% enthält, besonders bevorzugt.
Die Dichtungsmaterialschicht zum Ausbilden der Luftundurchlässigkeit kann aus einer Glasschicht bestehen, wobei jedoch eine metallisierende Schicht besonders bevorzugt ist. In diesem Fall kann die metallisierende Schicht ausgebildet werden, indem eine Dichtungsmaterialkomponentenschicht bereitgestellt wird, die eine Metallkomponente an einer gewünschten Position des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre aufweist, und die Dichtungsmaterialkomponentenschicht gebrannt wird, um sie sowohl mit dem Blockierelement als auch mit dem elektrischen Leiter zu verbinden.
Als Metallkomponente, aus der die metallisierende Schicht hergestellt ist, wird vorzugsweise zumindest ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Molybdän, Wolfram, Rhenium, Tantal und Legierungen davon, verwendet. Insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Korrosionsbeständigkeits-Eigenschaft der metallisierenden Schicht ge gen Halogen wird vorzugsweise zumindest ein Metall ausgewählt aus der aus Molybdän, Wolfram, Rhenium und Legierungen davon bestehenden Gruppe verwendet.
Die Metallisierungsschicht kann auch keramische Komponenten umfassen. Derartige keramische Komponenten sind vorzugsweise Keramikmaterialien, die eine Korrosionsbeständigkeits-Eigenschaft gegen ionisierbare Leuchtmaterialien aufweisen. Genauer gesagt ist zumindest ein Keramikmaterial, ausgewählt aus der aus Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃, Dy₂O₃ und B₂O₃ bestehenden Gruppe, vorzuziehen.
Die Metallisierungsschicht weist vorzugsweise Metallkomponenten und Keramikkomponenten in einem Verhältnis von 30/70~70/30 Vol.-% und einer Dicke von 5–100 μm auf.
Die metallisierende Paste, aus der die Metallisierungsschicht hergestellt ist, enthält vorzugsweise ein Bindemittel mit einer hervorragenden Wärmezersetzungseigenschaft, wie z. B. Ethylcellulose oder acrylische Bindemittel.
Für das Blockierelement können dieselben Materialien wie für die keramische Entladungsröhre oder andere Materialien herangezogen werden. Der Abschnitt des Blockierelements, der in das Innere des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre eingeführt wird, besteht jedoch vorzugsweise aus demselben Material wie die keramische Entladungsröhre, da es durch diese Anordnung im Wesentlichen zu keiner Restspannung zwischen dem Blockierelement und der keramischen Entladungsröhre in Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre kommt. Dieselbe Art von keramischer Entladungsröhre eignet sich insbesondere für das Blockierelement, da die Verwendung desselben Typs eine bevorzugte chemische Verbindung zwischen diesen bewirkt. In diesem Fall bezeichnet der Ausdruck „ein Material derselben Art" Materialien, die die gleichen Grundkeramikmaterialien aufweisen und dieselbe oder eine unterschiedliche zu den Grundkeramikmaterialien hinzugegebene Komponente enthalten.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Blockierelement in zumindest zwei Abschnitte geteilt werden und einen am Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre befestigten Innenabschnitt sowie einen einstückig mit dem Innenabschnitt ausgebildeten Endabschnitt aufweisen. In diesem Fall tritt vorzugsweise keine Druckspannung vom Innenabschnitt auf den elektrischen Leiter auf. Dazu ist der Durchmesser des Durchgangslochs des Innenabschnitts vorzugsweise größer als der Durchmesser des elektrischen Leiters. Die Dichtungsmaterialschicht ist so ausgebildet worden, dass sie mit dem Außenabschnitt und dem elektrischen Leiter verbunden ist.
Der Außenabschnitt und der elektrische Leiter können so konstruiert sein, dass sie einander innig berühren und eine Druckspannung vom Außenabschnitt auf den elektrischen Leiter ausüben.
Durch diesen engen Kontakt zwischen Außenabschnitt und elektrischem Leiter können diese zwischen einander abgedichtet werden, und der Innenabschnitt wird nicht in Berührung mit dem elektrischen Leiter gedrückt. Darüber hinaus befindet sich der Außenabschnitt an der Außenseite der keramischen Entladungsröhre, um eine geringe Spannung vom Endabschnitt aufzunehmen, so dass kaum befürchtet werden muss, dass der Druck zwischen dem Außenabschnitt und dem elektrischen Leiter übermäßig groß wird und eine Beschädigung der Dichtungsstruktur sowie ein Auslaufen des ionisierbaren Leuchtmaterials verursacht.
Wenn jedoch die Dichtungsstruktur geschrumpft wird, um vom Außenabschnitt auf den elektrischen Leiter eine hohe Druckspannung auszuüben, bilden sich wahrscheinlich durch die Wiederholung der hohen Druckspannung Mikrorisse. Das Auftreten einer großen Druckspannung zwischen dem Außenabschnitt und dem elektrischen Leiter sollte daher vorzugsweise vermieden werden.
Ist die Dichtungsmaterialschicht eine Glasschicht, so gibt es folgende Beschränkungen: Wenn die Dichtung durch die Glasschicht bewirkt wird, wird zuerst obiges Blockierele ment durch Brennen hergestellt, dann auf der distalen Endfläche des Außenabschnitts des Blockierelements eine Glasfritte bereitgestellt und die Glasfritte dann heißgeschmolzen, um die Glasschicht auszubilden. Wenn jedoch bei diesem Verfahren ein Zwischenraum zwischen dem Außenabschnitt und dem elektrischen Leiter vorhanden ist oder im Wesentlichen keine Druckspannung zwischen diesen besteht, wird das Positionieren und Fixieren der Glasfritte und des Blockierelements schwierig, und die Schmelze der Glasfritte fließt in die Leuchtröhre. Bei einer Dichtungsmaterialschicht aus Glas sollten einander der Außenabschnitt und der elektrische Leiter vorzugsweise innig berühren, so dass sie zumindest voneinander nicht leicht verschoben werden können.
Andererseits, wenn die Dichtungsmaterialschicht eine Metallisierungsschicht ist, wird die Dichtung durch das Aufbringen einer metallisierenden Paste auf einen Formkörper des Blockierelements oder einen klazinierten Körper des Formkörpers und abschließendes Brennen des Blockierelements und der metallisierenden Paste bewirkt. Der Außenabschnitt und der elektrische Leiter müssen daher, egal ob vor oder nach dem Brennschritt, nicht stark zueinander gedrückt werden. Wie oben beschrieben sollte zu diesem Zweck vorzugsweise im Wesentlichen verhindert werden, dass zwischen dem Außenabschnitt und dem elektrischen Leiter eine Druckspannung auftritt.
Wenn das Blockierelement aus einem Verbindungskörper des Innenabschnitts und des Außenabschnitts besteht, ist das Material des Innenabschnitts vorzugsweise ein Material derselben Art wie die keramische Entladungsröhre. Durch diese Anordnung werden der Innenabschnitt und der Außenabschnitt der keramischen Entladungsröhre nach dem Brennen einstückig.
Das Material des Außenabschnitts ist vorzugsweise ein Verbundmaterial das einen CTE zwischen dem des Materials der keramischen Entladungsröhre und dem des Materials des elektrischen Leiters aufweist. Durch eine derartige Anordnung kann der Unterschied in der Wärmeausdehnung des Außenabschnitts und des elektrischen Leiters nach dem abschließenden Brennen klein gehalten werden.
Genauer gesagt besteht das Verbundmaterial vorzugsweise aus einer ersten. Komponente mit einem relativ hohen CTE und einer zweiten Komponente mit einem relativ geringen CTE, worin die erste Komponente des Verbundmaterials vorzugsweise aus einem Keramikmaterial derselben Art wie das Material der keramischen Entladungsröhre und des Innenabschnitts hergestellt ist. Durch diese Anordnung liegen die keramischen Komponenten nach dem abschließenden Brennen verstreut in der Berührungsfläche zwischen Innenabschnitt und Außenabschnitt vor, um den Innen- und Außenabschnitt fest zu verbinden. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Aluminiumoxidkeramikmaterialien sowohl für die keramische Entladungsröhre als auch die erste Komponente des Verbundmaterials, die den Außenabschnitt bildet, da Aluminiumoxid eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist und die Verwendung von Aluminiumoxidkomponenten im Verbundmaterial dazu führt, dass die Verbindung zwischen dem Außen- und Innenabschnitt normalerweise bei etwa 1.600°C oder mehr durch eine Festkörperdiffusionsreaktion zum Zeitpunkt des Sinterns verschwindet, wodurch eine im Wesentlichen einstückige Struktur ausgebildet wird.
Als zweite Komponente des obigen Verbundmaterials werden vorzugsweise selektiv Metalle mit hohem Schmelzpunkt, wie z. B. Wolfram, Molybdän, Rhenium oder ähnliche Metalle, die eine Korrosionsbeständigkeitseigenschaft gegen Metallhalogenide aufweisen, verwendet sowie Keramikmaterialien, wie z. B. Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, Titancarbid, Siliciumcarbid, Zirconiumcarbid, Titandiborat, Zirconiumdiborat oder ähnliche Keramikmaterialien, die einen niedrigen CTE aufweisen. Durch eine derartige Anordnung kann dem Außenabschnitt eine hohe Korrosionsbeständigkeitseigenschaft gegen Metallhalogenide verliehen werden.
In diesem Fall macht die Hauptkomponentenaluminiumoxid einen Anteil von 60–90 Gew.-% und die zweite Komponente einen Anteil von 10–40 Gew.-% aus.
Die Dichtungsmaterialschicht ist vorzugsweise schichtweise zwischen dem Blockierelement und einem die Wärmeausdehnung abschwächendem Element, das auf der dem Blockierelement gegenüberliegenden Seite angebracht ist, angeordnet und mit dem abschwächendem Element verbunden. Wenn das Blockierelement oben beschriebene Innen- und Außenabschnitte aufweist, sind der Außenabschnitt und das abschwächende Element einander gegenüberliegend angeordnet.
Wird die Dichtungsmaterialschicht auf der Oberfläche des Blockierelements ausgebildet, besteht die Möglichkeit, dass Risse aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung, die eine Begleiterscheinung des oben beschriebenen Ein-Aus- Wärmekreislaufs sind, auch zwischen dem Blockierelement und der Dichtungsmaterialschicht auftreten. Wenn die Dichtungsmaterialschicht jedoch schichtweise zwischen dem Blockierelement und dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element angeordnet ist, werden Wärmespannungen linear symmetrisch auf beide Oberflächen der Dichtungsmaterialschicht ausgeübt, so dass die durch oben beschriebenen Wärmekreislauf erzeugten Wärmespannungen, die sich auf die Umgebung der Berührungsfläche zwischen der Dichtungsmaterialschicht und dem Blockierelement konzentrieren, abgeschwächt werden, um das Entstehen von Mirkorissen zu verhindern.
Als Material für das die Wärmeausdehnung abschwächende Element wird vorzugsweise ein Material verwendet, das denselben oder einen ähnlichen CTE zu dem des Abschnitts des Blockierelements, das die Dichtungsmaterialschicht berührt, aufweist. Wenn das Blockierelement mit Außen- und Innenabschnitten versehen ist, ist das Material, aus dem das die Wärmeausdehnung abschwächende Element besteht, vorzugsweise ein Material mit demselben oder einem ähnlichen CTE wie der des Außenabschnitts. In letzterem Fall wird daher vorzugsweise oben beschriebenes Verbundmaterial als Material für das die Wärmeausdehnung abschwächende Element verwendet, und insbesondere ein Verbundmaterial, das erste und zweite Komponenten besitzt, die mit denen des Materials des Außenabschnitts übereinstimmen.
Wenn das Blockierelement über Innen- und Außenabschnitte verfügt, kann ein ringförmiges Element aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, dessen Außendurchmesser leicht größer als der Außendurchmesser des elektrischen Leiters ist, zwischen den Außenabschnitt und das die Wärmeausdehnung abschwächende Element eingeführt werden, und eine Dichtungsmaterialschicht zwischen dem ringförmigen Element und dem Außenabschnitt sowie zwischen dem ringförmigen Element und dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element ausgebildet werden. Durch das derartige Einführen eines ringförmigen Elements zwischen die Dichtungsmaterialschicht, kann die Verbindung von Dichtungsmaterialschicht und elektrischem Leiter ermöglicht werden.
Bei oben beschriebenen Dichtungsverfahren besteht der Bedarf, sowohl das Blockierelement als auch den elektrischen Leiter durch die Dichtungsmaterialschicht zu verbinden, um dadurch das Auslaufen des ionisierbaren Leuchtmaterials zu verhindern.
Zusätzlich kann auf der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters ein ringförmiger Vorsprung ausgebildet werden, der zwischen das Blockierelement und das die Wärmeausdehnung abschwächende Element eingeführt wird. Des Weiteren kann eine Dichtungsmaterialschicht zwischen dem ringförmigen Vorsprung und dem Blockierelement sowie zwischen dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element geformt werden. Dadurch können zusätzlich zu den oben beschriebenen vorteilhaften Auswirkungen des ringförmigen Elements folgende Vorteile erzielt werden. Bei den jeweiligen Verfahren zur Herstellung obiger Dichtungsstrukturen, muss eine Dichtungsmaterialschicht bereitgestellt werden, um das Blockierelement und den elektrischen Leiter zu verbinden, so dass ein Auslaufen des dazwischen befindlichen ionisierbaren Leuchtmaterials verhindert wird.
Da der ringförmige Vorsprung auf der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters angeordnet ist, muss nicht befürchtet werden, dass das ionisierbare Leuchtmaterial zwischen dem ringförmigen Vorsprung und dem elektrischen Leiter ausläuft. In dieser Ausführungsform werden, wenn die Dichtungsmaterialschicht zwischen dem ringförmigen Vorsprung und dem Blockierelement ausgebildet wird, die einander innig berührenden Oberflächen der Dichtungsmaterialschicht und des ringförmigen Vorsprungs lediglich durch das Formen zur Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre vertikaler Oberflächen vollständig abgedichtet, so dass die Haltbarkeit des Dichtungsabschnitts weiter verlängert werden kann.
Wenn das Blockierelement mit Außen- und Innenabschnitten versehen ist, wird der ringförmige Vorsprung zwischen den Außenabschnitt des Blockierelements und das die Wärmeausdehnung abschwächende Element eingeführt. In dieser Ausführungsform wird zudem vorzugsweise das folgende Dichtungsverfahren angewendet. Bei den oben beschriebenen Dichtungsverfahren befindet sich die Dichtungsmaterialschicht an der Endfläche des Außenseite des Blockierelements. Durch das Anwenden eines solchen Dichtungsverfahrens wird zwischen dem elektrischen Leiter und der Innenfläche der Durchgangsöffnung des Blockierelements ein kleiner Zwischenraum gelassen, ohne dass die Innenfläche der Durchgangsöffnung und der elektrische Leiter einander innig berühren, so dass das ionisierbare Leuchtmaterial auch in den Zwischenraum ausläuft, wodurch die Leuchtausbeute durch das Ausmaß an ausgeflossenem ionisierbarem Material verringert wird.
Dementsprechend kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein erstes Blockierelement an der Innenraumseite des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre und ein zweites Blockierelement an der distalen Endflächenseite des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre befestigt werden, und der oben beschriebene ringförmige Vorsprung kann zwischen das erste Blockierelement und das zweite Blockierelement eingeführt werden. In einer derartigen Ausführungsform ist zwischen dem ersten und dem zweiten Blockierelement sowie zwischen dem zweiten Blockierelement und dem ringförmigen Vorsprung eine Dichtungsmaterialschicht ausgebildet. Diese Dichtungsmaterialschichten sind so geformt, dass sie sich in zur Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre vertikale Oberflächen erstrecken.
Auf diese Weise fließt das ionisierbare Leuchtmaterial am Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre in den Zwischenraum zwischen dem ersten Blockierelement und dem elektrischen Leiter, kann jedoch nicht weiter vordringen. Dadurch kann eine Verschlechterung der Leuchtausbeute umgangen oder abgeschwächt werden.
Die oben beschriebenen Dichtungsverfahren können an beiden Enden der keramischen Entladungsröhre angewendet werden. An einem der Endabschnitte muss das ionisierbare Leuchtmaterial durch das Innere des elektrischen Leiters eingeführt werden, so dass der elektrische Leiter eine röhrenförmige Gestalt aufweisen muss. Am anderen Endabschnitt kann ein elektrischer Leiter mit einer unterschiedlichen Form, wie z. B. Stab, Röhre, etc. angebracht werden.
Es hat sich herausgestellt, dass durch das Bereitstellen des oben beschriebenen ringförmigen Vorsprungs ein Problem beim Einführen des elektrischen Leiters in die Durchgangsöffnung des gebrannten Körpers des Blockierelements auftritt. Und zwar, wenn der elektrische Leiter eine lineare Form aufweist, dann kann der elektrische Leiter mit dem Elektrodensystem leicht an der Innenseite der Durchgangsöffnung des ungebrannten Körpers des Blockierelements befestigt werden, um eine Körperanordnung herzustellen, indem das Elektrodensystem mittels Schweißen am distalen Ende des elektrischen Leiters angebracht wird und die Körperanordnung dann vom gegenüberliegenden Ende des Elektrodensystems aus in die Durchgangsöffnung eingeführt wird. Ebenso kann der elektrische Leiter ohne Elektrodensystem metallisiert und gebrannt werden, und die Elektrode kann vor dem abschließenden Brennen an den elektrischen Leiter geschweißt werden.
Wenn der ringförmige Vorsprung am geschweißten Elektrodensystem bereitgestellt wird, wird ein Anordnen des geschweißten Systems und des ungebrannten Körpers des Blockierelements jedoch unmöglich, wenn das geschweißte Elektrodensystem folglich vom gegenüberliegenden Ende des Elektrodensystems in das Innere der Durchgangsöffnung des oben beschriebenen ungebrannten Körpers des Blockierelements eingeführt wird, da der ringförmige Vorsprung an der Endfläche des ungebrannten Körpers des Blockierelements anstößt. Obwohl die Anordnung durchführbar ist, wenn der ringförmige Vorsprung einen kleinen Durchmesser hat, um das Einführen in die Durchgangsöffnung zu ermöglichen, verkleinert sich durch den geringen Durchmesser des ringförmigen Vorsprungs auch der oben beschriebene Dichtungsabschnitt, so dass die Dichtungseigenschaft, die durch die Dichtungsmaterialschicht gegeben ist, verschlechtert. Der ringförmige Vorsprung besitzt daher vorzugsweise einen größeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung der Blockierelements.
Folglich muss der elektrische Leiter von der Seite, an der sich der elektrische Leiter mit dem Elektrodensystem befindet, d. h. von der distalen Endseite des elektrischen Leiters, in die Durchgangsöffnung des ungebrannten Körpers des Blockierelements eingebracht werden. Wenn eine solche Vorgangsweise in einem herkömmlichen Anordnungsverfahren angewendet wurde, wurde das Elektrodensystem durch Schweißen an der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters befestigt, wobei sich herausstellte, dass das Elektrodensystem nicht in die Durchgangsöffnung des ungebrannten Körpers des Blockierelements eingeführt werden kann, sondern an der Endfläche des ungebrannten Körpers anstößt. Beim Anbringen des Elektrodenschafts am elektrischen Leiter wurde als Befestigungsmethode ein Schweißverfahren verwendet. Bei diesem Verfahren tritt manchmal das Problem auf, dass das Schweißmaterial nach dem Schweißen einen Abschnitt aufweist, der sich von der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters erhebt und das erhabene Schweißmaterial ebenso an der Endfläche des ungebrannten Körpers des Blockierelements anstößt.
Ein derartiges Problem kann natürlich kaum auftreten, wenn der Durchmesser der elektrischen Leiters ausreichend kleiner als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung des ungebrannten Körpers vor dem Brennvorgang gestaltet wird. Eine solche Vorgangsweise ist jedoch nicht möglich, da der elektrische Leiter in der Durchgangsöffnung des Blockierelements nicht stabil gehalten werden kann.
Die Erfinder haben daher ein Konzept entwickelt, wie das Elektrodensystem auf der Innenseite des elektrischen Leiters an der Innenraumseite der keramischen Entladungsröhre befestigt werden kann. Als Ergebnis wird insbesondere der erhabene Abschnitt des Schweißmaterials nach dem Schweißen in Richtung der inneren Umfangsflächenseite des elektrischen Leiters gehoben, so dass der erhabene Abschnitt nicht an der Endfläche des ungebrannten Körpers des Blockierelements anstößt. Dieses Schweißverfahren kann gleichzeitig auch ein Annähern der Elektrodenposition an die Mittelseite relativ zur radialen Richtung der Leuchtröhre ermöglichen, wodurch die Stabilität während dem Leuchtvorgang derselben verbessert wird.
Die Erfinder haben zudem ein Konzept entwickelt, wie das Elektrodensystem an der Innenraumseite der keramischen Entladungsröhre auf dem elektrischen Leiter angebracht werden kann, und wie der distale Endabschnitt des Elektrodensystems in Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre gebogen werden kann. Durch diese Anordnung kann der auf dem distalen Ende des Elektrodensystems vorhandene Elektrodenabschnitt einfach in der Durchgangsöffnung des ungebrannten Körpers des Blockierelements aufgenommen werden.
Wenn jedoch der Elektrodenschaft des Elektrodensystems an der inneren Umfangsfläche des elektrischen Leiters befestigt ist, weist das Schweißmaterial nach dem Schweißen um den befestigten Abschnitt einen erhabenen Abschnitt auf. Ein derartiger erhabener Abschnitt kann auf ähnliche Weise auch auftreten, wenn ein Festkörper verwendet wird. Wenn der erhabene Abschnitt groß ist, muss befürchtet werden, dass das Strömen des ionisierbaren Materials durch den erhabenen Abschnitt behindert wird, wenn das ionisierbare Leuchtmaterial durch den röhrenförmigen elektrischen Leiter eingefüllt wird.
Die Erfinder haben daher eine durch den erhabenen Abschnitt verursachte Behinderung des ionisierbaren Leuchtmaterials verhindert, indem an einer Stelle vor dem erhabenen Abschnitt oder dem befestigten Abschnitt ein Auslass für das im elektrischen Leiter vorhandene ionisierbare Leuchtmaterial vorgesehen wurde. Ein solcher Auslass kann mit dem am distalen Ende des elektrischen Leiters befindlichen Auslass verbunden sein oder getrennt von diesem ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung zur Zufriedenheit in Hochdruckentladungslampen eingesetzt werden, die abgedichtet verschiedene ionisierbare Leuchtmaterialien enthalten, und sie ist insbesondere bei Halogenlampen nützlich, die korrodierende Metallhalogenide enthalten, und noch bevorzugter bei keramischen Entladungslampen, die aus Aluminiumoxidkeramikmaterialien bestehen.
Wenn das Material des Abschnitts des Blockierelements, der zumindest im Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre vorhanden ist, aus derselben Art von Material wie die keramische Entladungsröhre besteht, kann zudem gemäß der Erfindung an der Außenseite des Blockierelements ein kontaktherstellendes Blockierelement bereitgestellt werden, der elektrische Leiter in die zugehörigen Durchgangsöffnungen des Blockierelements und des kontaktherstellenden Blockierelements eingeführt werden und eine Dichtungsmaterialschicht zum Ausbilden einer Dichtung zwischen dem Blockierelement und dem kontaktherstellenden Blockierelement sowie zwischen dem kontaktherstellenden Element und dem elektrischen Leiter bereitgestellt werden, wodurch vom kontaktherstellenden Blockierelement in Richtung des Umfangs eine die Berührung antreibende Kraft auf die Dichtungsmaterialschicht zwischen dem kontaktherstellenden Blockierelement und dem elektrischen Leiter ausgeübt wird.
In diesem Fall kann das Blockierelement aus einem einstückigen Blockierelement bestehen, das aus derselben Art von Material wie die oben beschriebene keramische Entladungsröhre hergestellt ist, oder aus einem verbundenen Körper bestehen, der oben beschriebene Außen- und Innenabschnitte aus derselben Art von Material wie die keramische Entladungsröhre umfasst. Hierin bezeichnet der Ausdruck „dieselbe Art von Material" die Materialien, die ein gemeinsames Grundkeramikmaterial aufweisen und schließt z. B. Cermets, die Aluminiumoxid als Hauptkomponente umfassen, ein, und die dieselbe oder eine unterschiedliche Art von Zusatzkomponente beinhalten.
Das kontaktherstellende Blockierelement hat eine darin ausgebildete Durchgangsöffnung, und der elektrische Leiter ist in die Durchgangsöffnung eingeführt. Als Material für das kontaktherstellende Blockierelement wird vorzugsweise dieselbe oben beschriebene Art von Material wie für den Außenabschnitt verwendet, und insbesondere das oben beschriebene Verbundmaterial, das einen CTE zwischen dem des Materials der keramischen Entladungsröhre und dem des Materials des elektrischen Leiters aufweist. Wie oben erläutert wurde, setzt dich das Verbundmaterial vorzugsweise aus einer ersten Komponente mit einem relativ hohen CTE und einer zweiten Komponente mit relativ geringem CTE zusammen.
Zwischen dem ungebrannten Körper des kontaktherstellenden Blockierelements und dem ungebrannten Körper des Blockierelements sowie zwischen dem kontaktherstellenden Blockierelement und dem elektrischen Leiter ist jeweils eine metallisierende Pastenschicht bereitgestellt, und die ungebrannten Körper und die zugehörigen metallisierenden Pastenschichten werden einstückig gebrannt. Hierbei schrumpft der zugehörige ungebrannte Körper im Zuge des Brennens, nicht jedoch der elektrische Leiter. Wenn der Innendurchmesser des kontaktherstellenden Blockierelements, der nach dem Brennen gegeben ist, wenn der elektrische Leiter nicht in die Durchgangsöffnung des zu brennenden Körpers des kontaktherstellenden Blockierelements eingeführt ist, kleiner ist als der Außendurchmesser des elektrischen Leiters (vorzugsweise etwa 5–10%), wird nach dem einstückigen Brennen vom kontaktherstellenden Element eine Druckkraft in Richtung der Metallisierungsschicht und des elektrischen Leiters ausgeübt. Die Erfinder haben herausgefunden, dass sich die Poren in der Metallisierungsschicht verkleinern und durch die Druckkraft geschlossen werden, um die Dichteeigenschaft der Metallisierungsschicht weiter zu verbessern.
In dieser Ausführungsform ist zudem das oben beschriebene die Wärmeausdehnung abschwächende Element vorzugsweise an der Außenseite des kontaktherstellenden Blockierelements und auch eine Metallisierungsschicht zwischen dem abschwächenden Element und dem kontaktherstellenden Blockierelement angeordnet. In dieser Ausfüh rungsform besteht auch die Möglichkeit, dass sich aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung auch zwischen dem kontaktherstellenden Blockierelement und der Metallisierungsschicht Mikrorisse als Begleiterscheinung des Ein-Aus-Wärmekreislaufs bilden. Wenn eine Metallisierungsschicht schichtweise zwischen dem kontaktherstellenden Blockierelement und dem die Wärmeausdehnung abschwächendem Element angeordnet ist, werden auf beide Oberflächen der Metallisierungsschicht auf lineare symmetrische Weise Wärmespannungen ausgeübt, und als Resultat werden die Wärmespannungen, die sich auf die Umgebung der Berührungsfläche zwischen Metallisierungsschicht und kontaktherstellendem Element konzentrieren und durch den Wärmekreislauf verursacht werden, abgeschwächt, so dass Mikrorisse und dergleichen kaum auftreten werden.
Zusätzlich wird, wenn in der vorliegenden Erfindung ein abschwächendes Element vorgesehen wird, eine Dichtungsmaterialschicht im Zwischenraum zwischen dem abschwächenden Element und dem elektrischen Leiter ausgebildet. Durch diese Anordnung kann eine festere Dichtungsmaterialschicht geschaffen werden.
Um die oben beschriebene Hochdruckentladungslampe herzustellen, wird im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung eine Dichtungsmaterialkomponentenschicht, die die Komponente des Dichtungsmaterials enthält, so ausgebildet, dass sie den oben beschriebenene elektrischen Leiter und den ungebrannten Körper des Blockierelements überall außer an der Durchgangsöffnung berührt, und der ungebrannte Körper des Blockierelements, der ungebrannte Körper der keramischen Entladungsröhre und die Dichtungsmaterialkomponentenschicht werden gesintert. Zu diesem Zeitpunkt werden für die keramische Entladungsröhre Keramikmaterialien wie Aluminiumoxidpulver durch Extrusion hergestellt, um eine zylindrische Form zu erhalten, oder es wird Luft in das Innere des geformten Körpers geblasen, um durch Blasformung einen zylindrischen Körper auszubilden, der einen erweiterten Mittelabschnitt aufweist. Der geformte Körper wird getrocknet und entfettet. In der Zwischenzeit wird das Material des Blockierelements gewogen und Wasser, Alkohol oder ein organisches Bindemittel etc. beigemengt, um ein Gemisch herzustellen, das dann mittels eines Sprühtrockners etc. granuliert wird, um ein Granulatformpulver zu erzeugen, das dann druckgeformt wird, um einen Formkörper des Blockierelements mit Durchgangsöffnung herzustellen.
Der elektrische Leiter wird in die Durchgangsöffnung des Formkörpers eingeführt, und die Körperanordnung wird kalziniert, um den Formzusatzstoff und dergleichen abzugeben und den kalzinierten Körper auszubilden. Alternativ kann auch der Formkörper kalziniert werden, um den Formzusatzstoff und dergleichen abzugeben und einen kalzinierten Körper auszubilden, und der elektrische Leiter in die Durchgangsöffnung des kalzinierten Körpers eingeführt werden. Bei diesen Kalzinierungsverfahren werden, wenn ein Abschnitt des Blockierelements, wie z. B. der äußere Abschnitt des Blockierelements, aus einem Cermet besteht und das Cermet in einer reduzierenden Atmosphäre auf 1.300–1.600°C erhitzt wird, Wolframoxid, Molybdänoxid und dergleichen als zweite Komponente des Blockierelements reduziert.
Anschließend wird der kalzinierte Körper des Blockierelements in das Innere des Endabschnitts des kalzinierten Körpers der keramischen Entladungsröhre eingeführt, und die keramische Entladungsröhre und die Blockierelemente letztlich gebrannt. Bei diesem Vorgang werden die keramische Entladungsröhre und die Blockierelemente einstückig verbunden. Wenn der elektrische Leiter zu diesem Zeitpunkt fest durch den Außenabschnitt des Blockierelements gehalten wird, wird der Durchmesser des Durchgangslochs nach dem Brennen, wenn der elektrischen Leiter nicht in die Durchgangsöffnung des kalzinierten Körpers des Außenabschnitts eingeführt ist, vorzugsweise um 0–10% kleiner ausfallen als der Durchmesser des elektrischen Leiters vor der Einführung.
Vorzugsweise wird auch das abschließenden Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1.700–1.900°C durchgeführt. Durch die Verwendung einer reduzierenden Atmosphäre beim Kalzinierungs- oder Brennvorgang kann die Reduktion der zweiten Komponente im Blockierelement, wie z. B. Wolfram, vorangetrieben werden oder die Oxidation der zweiten Komponenten verhindert werden. wie oben beschrieben wurde, wird die Dichtungsmaterialkomponentenschicht an der gewünschten Stelle ausgebildet, und kann, falls nötig, mit dem kalzinierten Körper des die Wärmeausdehnung abschwächenden Elements versehen werden, und schlussendlich mit dem kalzinierten Körper des Blockierelements, dem kalzinierten Körper der keramischen Entladungsröhre und der Dichtungsmaterialkomponentenschicht gebrannt werden.
Wenn der ringförmige Vorsprung auf der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters ausgebildet ist, sind der ungebrannte Körper des Blockierelements und der ringförmige Vorsprung von der Mittelachsenrichtung der keramischen Entladungsröhre aus gesehen einander gegenüberliegend angeordnet, und die Dichtungsmaterialkomponentenschicht kann zwischen diesen ausgebildet werden.
In dieser Ausführungsform ist das Elektrodensystem, wenn der elektrische Leiter röhrenförmig ist, auf der Innenseitenfläche des elektrischen Leiters in der Innenraumseite der keramischen Entladungsröhre angebracht, und der elektrischen Leiter wird vom Elektrodensystem in die Durchgangsöffnung des zu brennenden Körpers des Blockierelements eingeführt und in der Durchgangsöffnung befestigt. Alternativ kann das Elektrodensystem an der Innenraumseite der keramischen Entladungsröhre des elektrischen Leiters angebracht sein, die distale Endseite des Elektrodensystems in Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre gebogen sein, und anschließend kann der elektrische Leiter vom Elektrodensystem in die Durchgangsöffnung des zu brennenden Körpers des Blockierelements eingeführt und darin befestigt werden.
Die keramische Entladungsröhre kann im Allgemeinen röhrenförmig, zylindrisch, trommelartig oder auf ähnliche Weise gestaltet sein. Wenn das ionisierbare Leuchtmaterial über den elektrischen Leiter in das Innere der Entladungsröhre eingefüllt und darin abgedichtet wird, wird der elektrische Leiter nach dem Abdichten durch Laserstrahlschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verschlossen.
Lusatzlich kann auf der Oberfläche der Innenraumseite des Blockierelements per se eine Speicherausnehmung zum Speichern des ionisierbaren Leuchtmaterials ausgebildet sein, und ein Metallhalogenid etc. einer Flüssigphase kann in die Speicherausnehmung des Blockierelements eingefüllt sein. Das heißt, dass, wenn das Ein-Aus-Leuchten der Hochdruckentladungslampe wiederholt wird, ein Hauptanteil des Metallhalogenids als Gasphase vorhanden ist und zum Zeitpunkt des Ein-Aus-Leuchtens im Innenraum der keramischen Entladungsröhre verteilt ist. Ein Teil der restlichen Flüssigphase strömt jedoch insbesondere in Richtung des Endabschnitts 12, der eine relativ niedrige Temperatur aufweist, wie in 1 durch den Pfeil D angedeutet wird. Das Metallhalogenid, das im Flüssigphasenzustand strömt, wirkt auf die keramische Entladungsröhre, und insbesondere auf den gesinterten Aluminiumoxidkörper, korrodierend. Wenn also ein Experiment durchgeführt wird, worin die Hochdruckentladungslampe über einen langen Zeitraum verwendet wird und einem Ein-Aus-Leuchtkreislauf unterzogen ist, ist die keramische Entladungsröhre wahrscheinlich insbesondere im Bereich des Eckabschnitts 36 korrodiert, um eine korrodierte Oberfläche auszubilden. Das Metallhalogenid im Flüssigphasenzustand kann einfach entlang der korrodierten Oberfläche abgelagert werden, wodurch die Korrosion entlang der korrodierten Oberfläche zusätzlich erleichtert wird. Wenn das Entstehen einer derartigen Korrosion erleichtert wird, wird die Lebensdauer der Hochdruckentladungslampe verkürzt.
Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass durch das oben beschriebene Verfahren das Metallhalogenid und dergleichen im Flüssigphasenzustand vorzugsweise in die Speicherausnehmung des Blockierelements strömt und kaum im Bereich zwischen dem Hauptkörper und dem Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre abgelagert wird, wodurch die Korrosion in diesem Bereich größtenteils reduziert werden kann. Obwohl die Korrosion um die Speicherausnehmung des Blockierelements fortschreitet, beeinträchtigt die Korrosion des Blockierelements per se die Haltbarkeit der Hochdruckentladungslampe nicht nachteilig, da das Blockierelement eine hohe Dicke aufweist.
In dieser Ausführungsform weist die Speicherausnehmung vorzugsweise eine Neigung auf, und genauer gesagt ist die Speicherausnehmung vorzugsweise so ausgebildet, dass die Dicke des Blockierelements von der Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre aus betrachtet (die Dicke in der Verlängerung der Richtung E der Durchgangsöffnung betrachtet) vom Eckabschnitt zur Durchgangsöffnung hin abnimmt. Durch eine derartige Anordnung erhöht sich die Breite der Speicherausnehmung progressiv vom Eckabschnitt in Richtung der Durchgangsöffnung, d. h. von der Umfangskante zur Mitte der keramischen Entladungsröhre.
Darüber hinaus werden die Innenfläche des Hauptkörpers der keramischen Entladungsröhre und die Speicherausnehmung vorzugsweise stufenlos und gleichmäßig fortgesetzt. Das heißt der Eckabschnitt erscheint an der Innenfläche der keramischen Entladungsröhre vorzugsweise nicht als Stufe. Durch das Verwenden einer Kombination solcher Formen wird das ionisierbare Leuchtmaterial im Flüssigphasenzustand, das entlang der inneren Umfangsfläche des Hauptkörpers strömt, daran gehindert, sich um die Stufe abzulagern.
Die Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung umfasst eine keramische Entladungslampe, die das ionisierbare Leuchtmaterial enthält, das in deren Innenraum eingefüllt ist; ein Blockierelement, das eine Durchgangsöffnung besitzt und von dem zumindest ein Abschnitt an der Innenseite des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre befestigt ist; einen elektrischen Leiter, der ein durch die Durchgangsöffnung des Blockierelements eingeführtes Elektrodensystem aufweist; und eine Metallisierungsschicht zum Abdichten, die in inniger Berührung mit dem Blockierelement und dem elektrischen Leiter ausgebildet ist.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Abdichtung des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre durch oben beschriebene Metallisierungsschicht enorm wirksam gegen Korrosion durch Metallhalogenide, Natrium oder dergleichen, insbesondere Metallhalogenide, ist.
Das Material für die Metallisierungsschicht und die verschiedenen Ausführungsformen, wie die Metallisierungsschicht als Dichtungsmaterial verwendet werden kann, sind bereits im Detail erläutert worden.
Konkrete Ausführungsformen für die Verwendung der Metallisierungsschicht zum Dichten oder luftundurchlässigen Abdichten des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre sind nicht auf die oben beschriebenen begrenzt.
Denn zusätzlich zu der jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsform kann die Metallisierungsschicht weiters auf der Oberfläche der Blockierelement ausgebildet werden, die der Innenraumseite der keramischen Entladungsröhre gegenüberliegt, um das Blockierelement mit der Metallisierungsschicht zu überdecken, so dass zumindest die Kommunikation des Zwischenraums zwischen dem Blockierelement und dem elektrischen Leiter mit der Entladungsröhre verhindert wird.
Im Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre kann die Metallisierungsschicht zudem zwischen der Durchgangsöffnung des Blockierelements und dem elektrischen Leiter angeordnet sein.
Bei dieser Ausführungsform kann das erste Blockierelement an der Innenraumseite des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre und das zweite Blockierelement an der distalen Endflächenseite des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre befestigt werden, und das kontaktherstellenden Blockierelement kann zwischen das erste und das zweite Blockierelement eingeführt sein. In diesem Fall kann die Dichtungsmaterialschicht auch zwischen dem ersten Blockierelement und dem kontaktherstellenden Blockierelement sowie zwischen dem zweiten Blockierelement und dem kontaktherstellenden Blockierelement ausgebildet sein. Diese Dichtungsmaterialschichten sind so gestaltet, dass sie sich in die zur Mittelachse der keramischen Entladungsröhre vertikale Richtung erstrecken. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Dichtung zwischen dem kontaktherstellenden Element und dem elektrischen Leiter durch die Metallisierungsschicht bewirkt, und eine die Berührung antreibende Kraft wird vom kontaktherstellenden Blockierelement auf die Metallisierungsschicht zwischen dem kontaktherstellenden Element und dem elektrischen Leiter in Richtung des Umfangs ausgeübt.
Dadurch kann das ionisierbare Leuchtmaterial nicht vorwärts strömen, obwohl das ionisierbare Leuchtmaterial in den Zwischenraum zwischen dem ersten Blockierelement und dem elektrischen Leiter im Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre fließt; wodurch die Leuchtausbeute verbessert werden kann.
Das derartige Ausüben einer Druckspannung vom kontaktherstellenden Blockierelement auf die Metallisierungsschicht zum Zeitpunkt des Brennens verbessert insbesondere die Dichtungseigenschaft. Der Grund dafür liegt darin, dass sich in der Metallisierungsschicht leicht Poren bilden, wenn die Metallisierungsschicht so gebrannt wird wie sie ist, die Porenbildung in der Metallisierungsschicht jedoch verringert wird, wenn die Metallisierungsschicht unter der Ausübung von Druck zwischen dem kontaktherstellenden Blockierelement und dem elektrischen Leiter gebrannt wird.
In dieser Ausführungsform sind die Materialien des ersten und des zweiten Blockierelements vorzugsweise Materialien derselben Art wie das der oben beschriebenen keramischen Entladungsröhre.
Das kontaktherstellende Blockierelement besteht vorzugsweise aus demselben Material wie oben beschrieben wurde; genauer gesagt aus dem oben erläuterten Verbundmaterial, das einen CTE zwischen dem des Materials der keramischen Entladungsröhre und dem des Materials des elektrischen Leiters aufweist.
Wenn die Metallisierungsschicht in der Durchgangsöffnung zwischen dem elektrischen Leiter ausgebildet wird, wird die metallisierende Paste auf die Durchgangsöffnung des zu brennenden Körpers des Blockierelements aufgebracht, der elektrischen Leiter an einer gewünschten Stelle in die Durchgangsöffnung des Blockierelements, auf dem die metallisierenden Paste aufgebracht ist, eingeführt und dann das Blockierelement an einer gewünschten Stelle in die Innenfläche des Endabschnitts des zu brennenden Abschnitts der keramischen Entladungsröhre eingefügt und danach abschließend gebrannt.
In diesem Fall kann die metallisierende Paste auch auf eine Hauptfläche aufgetragen werden, die zur Außenfläche der keramischen Entladungsröhre wird, wenn das Blockierelement an der Innenfläche des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre zwischen den beiden Hauptflächen befestigt worden ist, die die Durchgangsöffnung des Blockierelements vertikal schneiden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die offenen Poren der Metallisierungsschicht, die auf der Hauptfläche des Blockierelements angeordnet ist, nach dem abschließenden Brennen mit Glas ausgefüllt werden, um die Dichteeigenschaft der Metallisierungsschicht weiter zu verbessern.
Bei dieser Ausführungsform wird durch das Bereitstellen und Befestigen der Metallisierungsschicht zwischen der Durchgangsöffnung des Blockierelements und dem elektrischen Leiter das Entstehen einer großen Wärmespannung sowie deren Weiterbestehen von der Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre aus betrachtet verhindert, um eine äußerst zuverlässige Hochdruckentladungslampe auszubilden, bei der es zu keiner Beschädigung und Zerstörung der jeweiligen Elemente und zu keinem Auslaufen des ionisierbaren Leuchtmaterials verursacht durch die Wiederholung der Ein-Aus-Wärmekreislaufs kommt. Die Metallisierungsschicht weist eine hohe Korrosionsbeständigkeitseigenschaft gegenüber dem ionisierbaren Leuchtmaterial, insbesondere gegenüber Metallhalogeniden in der keramischen Entladungsröhre, auf, so dass sie eine Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer der keramischen Entladungsröhre spielt. In diesem Fall wird durch die Brennschrumpfung des Blockierelements eine Druckspannung auf die Metallisierungsschicht ausgeübt, so dass die Luftundurchlässigkeitseigenschaft der Metallisierungsschicht verbessert wird.
Darüber hinaus kann durch das Bereitstellen eines ersten die Wärmeausdehnung abschwächenden Elements und eines zweiten die Wärmeausdehnung abschwächenden Elements an der Außenseite und der Innenseite des Blockierelements die durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Blockierelements und Metallisierungsschicht erzeugte Wärmespannung gemildert werden. Hierbei spielt auch insbesondere das zweite abschwächende Element, das an der Innenseite des Blockierelements angeordnet ist, eine Rolle bei der Verringerung des Back-Arc auf die Metallisierungsschicht, indem die in der keramischen Entladungsröhre freiliegende Metallisierungsschicht geschützt wird.
Des Weiteren kann das Bereitstellen einer Glasschicht auf der Metallisierungsschicht des Blockierelements, das mit der Außenatmosphäre in Berührung ist, das Ausfüllen von offenen Poren im Metallisierungsgefüge und das Bereitstellen eines abgefasten Abschnitts, wie z. B. der abgefaste Abschnitt C oder der abgefaste Abschnitt R etc., an den Eckabschnitten des Blockierelements, des ersten abschwächenden Elements sowie des zweiten abschnwächenden Elements, das die keramische Entladungsröhre berührt, die Zuverlässigkeit der Dichtungsabschnitte begünstigen, so dass sie als bevorzugte Ausführungsformen betrachtet werden können.
Wie aus den vorhergehenden Erläuterungen ersichtlich ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Hochdruckentladungslampe hergestellt werden, die eine keramische Entladungsröhre, die das in ihren Innenraum eingefüllte ionisierbare Material enthält, ein Blockierelement zum Abdichten des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre und einen elektrischen Leiter einschließt, der ein in die Durchgangsöffnung des Blockierelements eingefülltes Elektrodensystem enthält, und die eine enorm zuverlässige Dichtungsstruktur am Endabschnitt aufweist, die kaum von Beschädigungen und Brechen der jeweiligen Elemente sowie dem Auslaufen von ionisierbarem Leuchtmaterial am Endabschnitt beeinträchtigt wird, was durch eine Vielzahl von Wiederholungen des Ein-Aus-Leuchtkreislaufs verursacht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die begleitenden Abbildungen verwiesen, worin:
1 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen keramischen Entladungsröhre ist, die die Struktur im Bereich ihres Endabschnitts veranschaulicht;
2 eine schematische Ansicht ist, um ein Beispiel der Gesamtstruktur einer Hochdruckentladungslampe schematisch zu veranschaulichen;
3 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Hochdruckentladungslampe ist, die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 eine erweiterte Struktur zeigt, worin eine Dichtungsmaterialschicht 16A zwischen einem Außenabschnitt 15 eines Blockierelements 50A und einer die Wärmeausdehnung abschwächenden Schicht 17 ausgebildet ist;
4 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre eine erweiterte Struktur aufweist, worin zwischen einem Außenabschnitt 57 eines Blockierelements 56 und einem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 17 eine Dichtungsmaterialschicht 58 ausgebildet ist;
5 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 eine erweiterte Struktur zeigt, worin ein ringförmiges Element 18 zwischen den Außenabschnitt 15 des Blockierelements 50A und das die Wärmeausdehnung abschwächende Element 17 eingeführt ist, und zwischen diesen Dichtungsmaterialschichten 16B und 16C ausgebildet sind;
6 eine Querschnittsansicht ist, die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 eine erweiterte Struktur zeigt, worin das ringförmige Element 18 zwischen einen Außenabschnitt 57 des Blockierelements 56 und das die Wärmeausdehnung abschwächende Element 17 eingeführt ist, und zwischen diesen Dichtungsmaterialschichten 59A und 59B ausgebildet sind;
7 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 eine erweiterte Struktur zeigt, worin auf der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters 5 ein ringförmiger Vorsprung 22 ausgebildet ist, und zwischen dem Außenabschnitt 21 und dem ringförmigen Vorsprung 22 sowie zwischen dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 17 und dem ringförmigen Vorsprung 22 Dichtungsmaterialschichten 16D und 16E geformt sind;
8 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung ist, um das Verfahren zu Herstellung des Anordnungskörpers aus einem ungebrannte Körper 51 des Blockierelements und einem elektrischen Leiter 23 zu veranschaulichen;
9(a) und 9(b) jeweils eine Querschnittsansicht von Ausführungsformen der Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung zeigen, um das Verfahren zur Herstellung des Anordnungskörpers aus dem elektrischen Leiter 24, 28 und einem ungebrannten Körper 51 des Blockierelements zu veranschaulichen;
10 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 eine erweiterte Struktur zeigt, worin auf der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters ein ringförmiger Vorsprung 22 ausgebildet ist, und der elektrische Leiter und das Elektrodensystem aus 9(b) verwendet werden;
11 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 eine erweiterte Struktur zeigt, worin auf der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters 5 der ringförmige Vorsprung 22 ausgebildet ist und der elektrische Leiter und das Elektrodensystem aus 9(a) verwendet werden;
12 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 eine erweiterte Struktur zeigt, worin die Dichtungsmaterialschicht zwischen einem Blockierelement 60 und einem kontaktherstellenden Dichtungselement 61 ausgebildet ist;
13 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin die Dichtungsmaterialschicht zwischen einem Blockierelement 63 und einem kontaktherstellenden Blockierelement 64 ausgebildet ist, und sich die Dicke des kontaktherstellenden Blockierelements von der äußeren Umfangsseite zur inneren Umfangsseite erhöht;
14 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin auf der Oberfläche des Innenabschnitts 34 eines Blockierelements 50C an der Innenraumseite 13 eine Metallisierungsschicht 15H ausgebildet ist;
15 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin ein kontaktherstellendes Blockierelement 67 zwischen ein erstes Blockierelement 33 und ein zweites Blockierelement 32 eingeführt ist, und zwischen diesen Elementen jeweils Dichtungsmaterialschichten 68A und 68C angeordnet sind;
16 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin ein kontakt herstellendes Blockierelement 73 zwischen ein erstes Blockierelement 72 und ein zweites Blockierelement 71 eingeführt ist, und zwischen diesen Elementen jeweils Dichtungsmaterialschichten 74A und 74C angeordnet sind;
17 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin zwischen einem Blockierelement 81 und dem elektrischen Leiter 6 eine Metallisierungsschicht ausgebildet ist;
18 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin ein zweites Blockierelement 86 im Innenraum eines ersten Blockierelements 87 aufgenommen ist;
19 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin ein erstes die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 89 auf der Außenseite eines Blockierelements 81 und ein zweites die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 90 auf der Innenseite des Blockierelements 81 befestigt ist;
20 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin zwischen einem Blockierelement 91 und einem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 93, das der Außenseite des Blockierelements gegenüberliegt, sowie zwischen einem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 93 und dem elektrischen Leiter 5 Glasschichten 92A und 92B ausgebildet sind;
21 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin zwischen einem Außenseitenabschnitt 15 des Blockierelements 50A und einem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 93, das dem Außen seitenabschnitt gegenüberliegt, sowie zwischen einem die Wärmeausdehnung abschwächendem Element 93 und dem elektrischen Leiter 5 Glasschichten 92A und 92B ausgebildet sind; und
22 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe der vorliegenden Erfindung ist, die um den Endabschnitt 12 eine erweiterte Struktur zeigt, worin zwischen einem Außenseitenabschnitt 57 des Blockierelements 56 und einem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 93, das dem Außenseitenabschnitt 57 gegenüberliegt, sowie zwischen dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 93 und dem elektrischen Leiter 5 Glasschichten 92A und 92B ausgebildet sind.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird die Erfindung mit Verweis auf die Abbildungen detaillierter beschrieben werden.
2 ist eine schematische Ansicht einer Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe.
In einer Außenröhre 2, die aus Quarzglas oder Hartglas ist, befindet sich eine keramische Entladungsröhre 10. Die Mittelachse der Außenröhre 2 stimmt mit der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre 10 überein. Beide Enden der Außenröhre 2 sind luftdicht verschlossen (durch leitende Verschlusskappen 3). Die keramische Entladungsröhre 10 verfügt über einen Hauptkörper 11, der fassförmig ist und einen erweiterten Mittelabschnitt besitzt, und Endabschnitte 12, die an beiden Enden des Hauptkörpers 11 angeordnet sind. Die keramische Entladungsröhre 10 wird von der Außenröhre mittels zweier Zuleitungsdrähte 1 gehalten, die jeweils durch eine Folie 4 mit der Verschlusskappe 3 verbunden sind. Der obere Zuleitungsdraht 1 ist an einen stabförmigen elektrischen Leiter 6 angeschweißt, und der untere Zuleitungsdraht 1 an eine röhrenförmigen elektrischen Leiter 5.
Die elektrischen Leiter 5 und 6 sind jeweils durch Durchgangsöffnungen der zugehörigen Blockierelemente eingeführt und darin befestigt. Beide elektrischen Leiter 5 und 6 sind durch Anschweißen im Hauptkörper 11 luftdicht mit einem Elektrodenschaft 7 verbunden. Um die Elektrodenschäfte 7 sind Spulen 9 gewickelt. Die vorliegende Erfindung ist nicht speziell auf diese Art von Elektrodensystem beschränkt. Zum Beispiel kann der distale Endabschnitt des Elektrodenschafts 7 kugelförmig sein und der kugelförmige Abschnitt als Elektrode verwendet werden. Die Strukturen der Blockierelemente, etc. werden später erläutert.
Bei einer Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe werden Argon oder ein ähnliches Edelgas und ein Metallhalogenid sowie, falls erwünscht, Quecksilber in den Innenraum 13 der keramischen Entladungsröhre 10 eingefüllt und abgedichtet.
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Bereichs des Endabschnitts der keramischen Entladungsröhre aus 2. Der Hauptkörper 11 besitzt eine gebogene Innenfläche 11a, eine Innenfläche 12a des Endabschnitts 12, die von der Richtung der Mittelachse aus betrachtet gerade ist, und eine Ecke 36, die zwischen dem Hauptkörper 11 und dem Endabschnitt 12 ausgebildet ist. In die Innenseite des Endabschnitts 12 ist ein Blockierelement 50A eingeführt, das aus einem Innenabschnitt 14, der beinahe zur Gänze im Endabschnitt 12 aufgenommen ist, und einem Außenabschnitt 15, der nicht im Endabschnitt 12 aufgenommen ist. Der Innenabschnitt 14 und der Außenabschnitt 15 sind einstückig ausgebildet, und die Mittelachsen ihrer Durchgangslöcher 14a und 15a sind im Wesentlichen koexistent. Der Innenabschnitt 14 und der Endabschnitt 12 sind aus derselben Art von Keramikmaterial, vorzugsweise Aluminiumoxidkeramikmaterial, hergestellt und ihre Berührungsfläche ist durch den Brennvorgang im Wesentlichen verschwunden.
In die Durchgangsöffnungen 14a und 15a ist ein dünner, länglicher, röhrenförmiger elektrischer Leiter 5 eingeführt. Am distalen Ende der Außenseite des elektrischen Leiters ist ein Dichtungsabschnitt 5b bereitgestellt, der darin ein Startgas und ein ionisierba res Leuchtmaterial nach deren Einführung abdichtet. Zwischen dem elektrischen Leiter 5 und dem Außenabschnitt 15 ist eine kontaktherstellende Oberfläche 40 ausgebildet. An einer weiteren Außenseite einer Endfläche 15b des Außenabschnitts 15 ist ein ringförmiges, die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 17 mit einer Endfläche 17b bereitgestellt, die der Endfläche 15b gegenüberliegt. Der elektrische Leiter 5 ist auch in einer zentralen Durchgangsöffnung 17a des die Wärmeausdehnung abschwächenden Elements 17 eingeführt. Zwischen dem Außenabschnitt 15 und dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 17 ist schichtweise eine Dichtungsmaterialschicht 16A angeordnet, die einen Teil der Oberflächen der Endflächen 15b und 17b und den elektrischen Leiter bedeckt. Durch diese Anordnung werden eine Dichtungsfläche 20 in Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre und eine Dichtungsfläche 19, die vertikal zur Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre ist, ausgebildet. Als Dichtungsmaterialschicht wird eine Metallisierungsschicht bevorzugt, es kann jedoch auch eine Glasschicht verwendet werden. Um den vorspringenden Abschnitt des elektrischen Leiters 5, der über das die Wärmedehnung abschwächende Element 17 hinausragt, ist eine Glasschicht 42 ausgebildet.
In dieser Ausführungsform ist der elektrischen Leiter 5 mit dem Elektrodensystem in die Durchgangsöffnung eines Formkörpers oder eines kalzinierten Körpers des Elements 50A eingeführt, und der Formkörper oder der kalzinierte Körper des Elements 50A ist in den Endabschnitt des Formkörpers oder des kalzinierten Körpers der keramischen Entladungsröhre eingeführt, um einen Anordnungskörper herzustellen, der dann als Gesamtes gesintert wird. Der Außenabschnitt 15 ist aus einem Verbundmaterial oder einem Cermet hergestellt, das sich aus derselben Art von Material wie das der keramischen Entladungsröhre 10, vorzugsweise Aluminiumoxid, und der oben beschriebenen zweiten Komponente zusammensetzt.
Wenn die Dichtungsmaterialschicht 16A aus der obigen Metallisierungsschicht besteht, wird eine Paste zum Ausbilden der Dichtungsmaterialschicht 16A aufgetragen, um eine Schicht auszubilden, die wie in 3 gezeigt gestaltet ist, und zusammen mit einem ungebrannten Körper des Blockierelements und einem ungebrannten Körper der keramischen Entladungsröhre einstückig gebrannt. Wenn die Dichtungsmaterialschicht 16A aus einer Glasschicht besteht, werden das Element 50A und die keramische Entladungsröhre 11 abschließend gebrannt, und dann ein Glasmaterial (vorzugsweise Glasfritte) zwischen dem Element 50A und dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 17 bereitgestellt, das dann wärmegeschmolzen wird, um eine Glasschicht auszubilden.
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der keramischen Entladungsröhre gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Struktur des Endabschnitts veranschaulicht. Die Struktur des in 4 dargestellten Endabschnitts ist im Wesentlichen dieselbe wie in 3, so dass für dieselben Elemente dieselben Verweiszahlen verwendet werden und auf deren Erläuterungen verzichtet wird.
In dieser Ausführungsform ist ein Blockierelement 56 aus einem einstückig gebrannten Körper hergestellt, der sich aus einem im Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 11 befestigten Innenabschnitt 14 und einem Außenabschnitt 57, der über dem Endabschnitt 12 freiliegt, zusammensetzt. Der Außenabschnitt 57 ist aus einem gleichartigen Material wie der Außenabschnitt 15 in 3. In einer Durchgangsöffnung 57a des Außenabschnitts 57 ist der elektrische Leiter 5 eingeführt. Zwischen der Oberfläche der Durchgangsöffnung 57a des Außenabschnitts 57 und dem elektrischen Leiter 5 ist in dieser Ausführungsform ein gewisser Abstand vorgesehen, so dass keine Druckkraft auf den elektrischen Leiter 5 ausgeübt wird. Der Abstand ist in 4 jedoch etwas übertrieben dargestellt.
Ein die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 17 ist so angeordnet, dass es einer Endfläche 57b des Außenabschnitts 57 gegenüberliegt. In dieser Ausführungsform sind die Endfläche 57b des Außenabschnitts 57 und die Endfläche 17b des abschwächenden Elements 17 durch einen ringförmigen Abschnitt 58a aus einer Dichtungsmaterialschicht 58 luftdicht abgeschlossen. Zwischen dem Durchgangsloch 17a des abschwächenden Elements 17 und dem elektrischen Leiter ist ein Dichtungsmaterial eingefüllt, um eine Dichtungsmaterialschicht 58b auszubilden.
5, 6 und 7 sind jeweils Querschnittsansichten einer weiteren Ausführungsform der keramischen Entladungsröhre gemäß der vorliegenden Erfindung, die im Bereich des Endabschnitts eine erweiterte Struktur aufweist. Die bereits in den 3 und 4 dargestellten Elemente sind mit denselben Verweiszahlen bezeichnet, und deren Erläuterungen werden manchmal ausgelassen.
In der in 5 dargestellten Ausführungsform ist der elektrische Leiter 5 in die Durchgangsöffnung eines ringförmigen Elements 18 eingeführt, und das ringförmige Element 18 ist dazwischenliegend zwischen dem Außenabschnitt 15 und dem abschwächenden Element 17 angeordnet. Eine Dichtungsmaterialschicht 16C ist zwischen der Endfläche 15b des Außenabschnitts und dem ringförmigen Element 18 ausgebildet, und eine Dichtungsmaterialschicht 16B ist zwischen der Endfläche 17b des abschwächenden Elements und dem ringförmigen Element 18 angeordnet. Durch eine derartige Anordnung wird eine Dichtungsfläche 19 ausgebildet, die sich in vertikaler Richtung zur Mittelachse der keramischen Entladungsröhre erstreckt. Zwischen dem ringförmigen Element 18 und dem elektrischen Leiter ist ein gewisser Zwischenraum vorgesehen, die Dichtungsmaterialschichten 16B und 16C sind mit dem elektrischen Leiter 5 verbunden und deren einander innig berührende Abschnitte bilden eine Dichtungsfläche 20.
In der in 6 veranschaulichten Ausführungsform wird das in 4 veranschaulichte Blockierelement 56 verwendet. Der elektrische Leiter 5 ist in die Durchgangsöffnung des ringförmigen Elements 18 eingeführt, und das ringförmige Element 18 ist dazwischenliegend zwischen dem Außenabschnitt 57 und dem abschwächenden Element 17 angeordnet. Zwischen der Endfläche 57b des Außenabschnitts und dem ringförmigen Element 18 ist eine Dichtungsmaterialschicht 59A, und zwischen der Endfläche 17b des abschwächenden Elements 17 und dem ringförmigen Element 18 eine Dichtungsmaterialschicht 59A ausgebildet. Durch diese Anordnung wird eine Dichtungsfläche 19 ge formt, die sich in vertikale Richtung zur Mittelachse der keramischen Entladungsröhre erstreckt. Zwischen dem ringförmigen Element 18 und dem elektrischen Leiter 5 ist ein gewisser Zwischenraum vorgesehen, die Dichtungsmaterialien 59A und 59B sind mit dem elektrischen Leiter 5 verbunden und deren einander innig berührende Abschnitte bilden ebenfalls eine Dichtungsfläche 20 aus.
Wie oben beschrieben wurde, wird zwischen der Durchgangsöffnung 57a des Außenabschnitt 57 und dem elektrischen Leiter 5 keine Druckspannung ausgeübt. Ein Füllmaterial wird eingefüllt, um zwischen der Durchgangsöffnung 17a des abschwächenden Elements 17 und der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters 5 eine Dichtungsmaterialschicht 59C auszubilden.
In der in 7 dargestellten Ausführungsform setzt sich das Blockierelement 50B aus dem Innenabschnitt 14 und dem Außenabschnitt 21 zusammen. Der Außenabschnitt 21 besteht aus einem gleichartigen Material wie oben beschrieben wurde, der elektrische Leiter 5 ist jedoch in die Durchgangsöffnung 21a des Außenabschnitts 21 eingeführt und die Außenabschnitte werden in dieser Ausführungsform nicht stark aneinander gedrückt. An der äußeren Umfangsfläche ist ein ringförmiger Vorsprung 22 ausgebildet, der sich in vertikale Richtung zur Mittelachse der keramischen Entladungsröhre erstreckt. Der ringförmige Vorsprung 22 ist zwischen dem Außenabschnitt 21 und dem abschwächenden Element 17 eingeführt. Eine Dichtungsmaterialschicht 16D ist zwischen einer Endfläche 21b des Außenabschnitts 21 und dem ringförmigen Vorsprung 22 ausgebildet und formt dort eine Dichtungsschicht 19. Zwischen dem ringförmigen Vorsprung 22 und der Endfläche 17b des abschwächenden Elements 19 ist auch eine Dichtungsmaterialschicht 16E ausgebildet.
Um derartige Strukturen des Endabschnitts herzustellen, sind folgende Verfahren bevorzugt. 8 ist eine Querschnittsansicht, die Herstellungsverfahren veranschaulicht, worin ein elektrischer Leiter 23 und ein ungebrannter Körper vor der Anordnung gezeigt sind. Beide Enden des elektrischen Leiters 23 sind offen. Der elektrische Leiter 23 ist an seiner äußeren Umfangsfläche mit obigem ringförmigen Vorsprung oder Flanschabschnitt 22 versehen. Beim Anordnungsvorgang muss der elektrischen Leiter 23 in die Durchgangsöffnung 54 eines ungebrannten Körpers 51 des Blockierelements eingeführt werden. Der ungebrannte Körper des Blockierelements setzt sich aus einem ungebrannten Körper 52 des Innenabschnitts und einem ungebrannten Körper 53 des Außenabschnitts zusammen. Da der Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs 22 größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 54, wird zuerst das distale Ende des elektrischen Leiters 23 in die Durchgangsöffnung 54 eingeführt, wie durch Pfeil A angedeutet wird, so dass der distale Endabschnitt des ungebrannten Körpers 51 vorragt. Dann wird der Elektrodenschaft 7, wie durch den Pfeil B angedeutet, auf den distalen Endabschnitt des elektrischen Leiters 23, der von der Durchgangsöffnung vorragt, angeschweißt.
Der somit erhaltene Anordnungskörper wird abschließend gebrannt, dann das ionisierbare Leuchtmaterial durch einen Innenraum 23a des elektrischen Leiters 23 in die keramische Entladungsröhre eingefüllt, und danach wird der distale Endabschnitt des elektrischen Leiters 23 mittels eines Laserstrahls, etc. abgedichtet, um den elektrischen Leiter 5 auszubilden. Durch diesen Vorgang kann die in 7 dargestellte Struktur des Endabschnitts erzeugt werden.
Bei diesem Herstellungsverfahren wird der elektrische Leiter jedoch vollständig in die Durchgangsöffnung des ungebrannten Körpers des Blockierelements eingeführt und anschließend das Elektrodensystem mit dem elektrischen Leiter durch Schweißen verbunden. Die obige Anordnung ist jedoch nach dem Anschweißen des Elektrodensystems auf dem elektrischen Leiter aus oben erwähnten Gründen schwer durchführbar.
In einem solchen Fall wird vorzugsweise ein Kombination aus elektrischem Leiter und Elektrodensystem wie in 9(a) gezeigt verwendet. Das heißt das Elektrodensystem 27 ist mit einem linearen Abschnitt 27a, einem gebogenen Abschnitt 27b und einem linearen Abschnitt 27c versehen, wobei am linearen Abschnitt 27c eine Elektrode 9 befestigt ist. Zum Zeitpunkt des Anbringens des Elektrodensystems 29 auf dem elektrischen Leiter 24 ist der lineare Abschnitt 27a an der inneren Umfangsfläche 24b des distalen Endabschnitts des elektrischen Leiters 24 befestigt. Hier besteht die Möglichkeit, dass sich ein erhabener Abschnitt 26 bildet, der das Strömen des ionisierbaren Leuchtmaterials im Innenraum 24a verhindert, so dass vor dem erhabenen Abschnitt 26 ein Auslass 25 bereitgestellt wird. Der lineare Abschnitt 27c ist im Wesentlichen auf der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre positioniert. Der Anordnungskörper wird wie durch Pfeil C angedeutet in die Durchgangsöffnung 54 eingeführt. Nachdem das ionisierbare Leuchtmaterial vollständig eingefüllt worden ist, wird der Auslass 25 versiegelt.
Zusätzlich kann der lineare Abschnitt 27a an die innere Umfangsfläche des distalen Endabschnitts eines elektrischen Leiters 28 geschweißt sein, während ein Auslass 29, wie ein 9(b) dargestellt ist, schräg vom distalen Endabschnitt weg ausgebildet sein kann, um das ionisierbare Leuchtmaterial über den Auslass 29 vor dem erhabenen Abschnitt 26 abfließen zu lassen. Anschließend wird das ionisierbare Leuchtmaterial aus einem Innenraum 28a des elektrischen Leiters eingefüllt, und dann der Auslass 29 abgedichtet, um einen Endabschnitt mit einer Struktur wie sie in 10 dargestellt wird auszubilden.
Die in 10 dargestellten Elemente stimmen im Wesentlichen mit denen aus 7 überein, mit der Ausnahme, dass der elektrische Leiter und das Elektrodensystem aus 9(b) verwendet wurden. Der distale Endabschnitt der Außenseite des elektrischen Leiters 28 ist durch einen Dichtungsabschnitt 30 abgedichtet. Der lineare Abschnitt 27a des Elektrodensystems 27 ist auf der inneren Umfangsfläche des elektrischen Leiters 28 befestigt.
In der in 11 gezeigten Ausführungsform werden als elektrischer Leiter und Elektrodensystem der elektrische Leiter 24 und das Elektrodensystem 27 aus 9(a) verwendet. Im Endabschnitt 12 ist ein erstes Blockierelement 33 an der Innenraumseite 13 und ein zweites Blockierelement 32 an der distalen Endflächenseite befestigt. Das erste Ele ment 33 und das zweite Element 32 sind voneinander getrennt, und zwischen diesen ist der ringförmige Vorsprung 22 eingeführt. Der elektrische Leiter 24 ist in die Durchgangsöffnung 33a des ersten Elements 33 und die Durchgangsöffnung 32a des zweiten Elements 32 eingeführt und wird durch die Elemente fest in diesen Abschnitten gehalten.
Eine Dichtungsmaterialschicht 16F ist zwischen dem ringförmigen Vorsprung 22 und einer Endfläche 33b des ersten Elements 33 ausgebildet, und eine Dichtungsfläche 19, die sich in vertikale Richtung zur Mittelachse der keramischen Entladungsröhre erstreckt, ist an diesen stark zusammendrückenden Abschnitten geformt. Eine Dichtungsmaterialschicht 16G ist zwischen dem ringförmigen Vorsprung 22 und einer einer Endfläche 32b des zweiten Elements 32 ausgebildet, und eine Dichtungsfläche 19, die sich in vertikaler Richtung zur Mittelachse der keramischen Entladungsröhre erstreckt, ist an diesen stark zusammendrückenden Abschnitten geformt. Der distale Endabschnitt der Außenseite des elektrischen Leiters 24 ist durch den Dichtungsabschnitt 30 abgedichtet. Durch einen Endabschnitt mit einer solchen Struktur bildet sich, zusätzlich zu den oben beschriebenen Auswirkungen, die Dichtungsfläche 19 an einer Stelle nahe des Innenraums 13, so dass ein sehr kleiner Zwischenraum bereitgestellt ist, der das ionisierbare Leuchtmaterial am Endabschnitt 12 enthalten kann.
12 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Endabschnitts einer anderen Ausführungsform der keramischen Entladungsröhre der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist ein Blockierelement 60 aus einem gleichartigen Material wie die keramische Entladungsröhre 11 hergestellt, und ein kontaktherstellendes Blockierelement 61 ist an der Außenseite des Elements 60 angeordnet. Der elektrische Leiter 5 ist in die Durchgangsöffnungen 60a und 61a des Elements 60 bzw. des Elements 61a eingeführt. Eine Dichtungsmaterialschicht 62A ist zwischen einer Endfläche 60b des Elements 60 und einer Endfläche 61b des Elements 61 bereitgestellt, um dieselben luftdicht abzudichten. Durch die Dichtungsmaterialschicht 62A wird eine Dichtungsfläche 19, die sich in vertikaler Richtung zur Mittelachse der keramischen Entladungsröhre erstreckt, ausgebildet.
Darüber hinaus ist zwischen der Durchgangsöffnung 61a des Elements 61 und der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters 5 ein gewisser Zwischenraum bereitgestellt, worin ein Dichtungsmaterial eingefüllt ist, um eine Dichtungsmaterialschicht 62B auszubilden, die eine kontaktherstellende Kraft, die vom Element 61 in Umfangsrichtung ausgeübt wird, aufnimmt. Als Ergebnis bildet sich zwischen der inneren Umfangsfläche des Elements 61 und der äußeren Umfangsfläche der elektrischen Leiters 5 eine Dichtungsfläche 20, die sich in axiale Richtung der keramischen Entladungsröhre erstreckt.
An der Außenseite des Elements 61 ist weiters ein die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 17 bereitgestellt, und der elektrische Leiter 5 wird in die Durchgangsöffnung 17a des abschwächenden Elements 17 eingeführt. Eine Dichtungsmaterialschicht 62C wird bereitgestellt, um den Zwischenraum zwischen einer Endfläche 17b des abschwächenden Elements 17 und einer Endfläche 61c des Elements 61 luftdicht abzudichten.
Das Element 61 besteht vorzugsweise aus einem gleichartigen Material wie der oben beschriebene Außenabschnitt des Blockierelements.
Beim Herstellen des Endabschnitts in einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Metallisierungsschicht als Dichtungsmaterial verwendet, eine Metallisierungspastenschicht zwischen dem ungebrannten Körper des Elements 61 und dem ungebrannten Körper des Elements 60, zwischen dem ungebrannten Körper des Elements 61 und dem elektrischen Leiter 5 sowie zwischen dem Element 61 und dem die Wärmeausdehnung abschwächenden Element 17 bereitgestellt, und die ungebrannten Körper und die Metallisierungsschichten werden abschließend gebrannt. Beim abschließenden Brennen schrumpfen alle ungebrannten Körper außer dem elektrischen Leiter. Die Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn der nach dem Brennen der ungebrannten Elemente für das Element 61 erhaltene Innendurchmesser des Elements 61, bei dem kein elektrischer Leiter 5 in die Durchgangsöffnung eingeführt ist, kleiner ist als der Außendurchmesser des elektrischen Leiters 5, nach dem abschließenden Brennen eine Druckspannung entsteht, die vom Element 61 in Richtung der Metallisierungsschicht 62B und des elektrischen Leiters 5 ausgeübt wird. Die Poren in der Metallisierungsschicht 62B verkleinern und schließen sich aufgrund der Druckspannung, um die Dichteeigenschaft der Metallisierungsschicht 62B weiter zu verbessern.
Die 13 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der keramischen Entladungsröhre der vorliegenden Erfindung, die die Struktur des Endabschnitts veranschaulicht. Ein Blockierelement 63 ist aus einem gleichartigen Material wie die keramische Entladungsröhre 11 hergestellt und an seiner Außenseite mit einem kontaktherstellenden Blockierelement 64 versehen. Der elektrische Leiter 5 ist in die jeweiligen Durchgangsöffnungen 63a und 64b des Elements 63 und des Elements 64 eingeführt. Eine Dichtungsmaterialschicht 66A ist zwischen der Endfläche 63b des Elements 63 und der Endfläche 64b des Elements 64 angeordnet, um dieselben luftdicht abzudichten. Die Endfläche 63a des Elements 63 weist von der relativ zur Mittelachse F der keramischen Entladungsröhre vertikalen Richtung aus betrachtet eine gewisse Neigung auf, und die Endfläche 64b ist im Wesentlichen parallel zur Endfläche 63b. Daher wird durch das Bereitstellen einer Dichtungsmaterialschicht 66A eine Dichtungsfläche 70 ausgebildet, die sich in einer etwas geneigten Richtung relativ zur vertikalen Richtung der Mittelachse F erstreckt.
Zwischen der Durchgangsöffnung 64a des Elements 64 und der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters ist ein gewisser Zwischenraum bereitgestellt, der mit dem Dichtungsmaterial gefüllt ist, um eine Dichtungsmaterialschicht 66B auszubilden. Eine kontaktherstellende Kraft wird vom Element 64 in Umfangsrichtung auf die Dichtungsmaterialschicht 66B zwischen dem Element 64 und dem elektrischen Leiter 5 ausgeübt. Als Ergebnis bildet sich zwischen der inneren Umfangsfläche des Elements 64 und der äußeren Umfangsfläche des elektrischen Leiters 5 eine Dichtungsfläche 20, die sich in Richtung der Mittelachse F der keramischen Entladungsröhre erstreckt.
An der Außenseite des Elements 64 ist zudem ein die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 65 bereitgestellt, und der elektrische Leiter 5 ist in die Durchgangsöffnung 65a des abschwächenden Elements 65 eingeführt. Ein Zwischenraum zwischen einer Endfläche 65b des abschwächenden Elements 65 und einer Endfläche 64c des Elements 64 ist durch die Dichtungsmaterialschicht 66C luftdicht abgedichtet.
Die Endfläche 64c der Elements 64 weist von der, relativ zur Mittelachse F der keramischen Entladungsröhre, vertikalen Richtung aus betrachtet eine gewisse Neigung auf, und die Endfläche 65b ist im Wesentlichen parallel zur Endfläche 64b. Daher wird durch die Dichtungsmaterialschicht 66C eine Dichtungsfläche ausgebildet, die sich in einer etwas geneigten Richtung relativ zur vertikalen Richtung der Mittelachse F erstreckt. Das Element 64 ist so gestaltet, dass seine Dicke von der äußeren Umfangsseite zur inneren Umfangsseite linear zunimmt.
Das Element 64 ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das oben beschriebene kontaktherstellende Blockierelement 61 hergestellt. Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen des Endabschnitts mit der in 13 dargestellten Struktur stimmt mit dem bei 12 gezeigten überein. Durch das Neigen der Endfläche des Elements 64 relativ zur vertikalen Richtung der Mittelachse F der keramischen Entladungsröhre, wie in 13 dargestellt, entstehen zwischen dem ungebrannten Körper des Elements 63, dem ungebrannten Körper des Elements 64 und dem ungebrannten Körper des abschwächenden Elements 65 Metallisierungsschichten 66A, 66B und 66C, um einen Anordnungskörper auszubilden. Bei den Herstellungsverfahren können auch die Wärmespannungen in Richtung der Achse sowie in radialer Richtung der Elektrode gemildert werden. Darüber hinaus ist die Position der Mittelachse der Anordnung leicht ersichtlich, so dass das Anordnen erleichtert werden kann.
In den in den 12 und 13 dargestellten Ausführungsformen kann eine Metallisierungsschicht als Dichtungsmaterialschicht verwendet werden, die aus einem Verbundmaterial besteht, das sich aus Aluminiumoxid und Molybdän, Wolfram, Rhenium oder Legierungen davon zusammensetzt. In diesem Fall weisen die Metallisierungsschicht 62B oder 66B und die zugehörige innere Umfangsseite der ringförmigen Metallisierungsschicht 62A oder 66A, die näher beim elektrischen Leiter 5 liegt, einen erhöhten Anteil an Molybdän, Wolfram, Rhenium oder Legierungen davon auf, der in der Metallisierungsschicht enthalten ist, und die äußere Umfangsseite der Metallisierungsschichten 62A, 66A kann einen erhöhten Anteil an Aluminiumoxid in den Metallisierungsschichten 62A, 66A aufweisen.
Durch das Verwenden eines derartigen geneigten Abschnitts in der Zusammensetzung können die Wärmespannungen, die auf durch den Wärmekreislauf verursacht werden und auf die jeweiligen Abschnitte der Metallisierungsschicht wirken, weiter abgeschwächt werden.
Die Metallisierungsschicht für das Abdichten kann auf der Innenraumseite 13 des Blockierelements bereitgestellt werden. Hierbei wird die durch die Metallisierungsschicht erzeugte Dichtungsfläche an einer Stelle bereitgestellt, die sich sehr nahe beim Innenraum 13 befindet, so dass ein sehr kleiner Zwischenraum zum Aufnehmen des ionisierbaren Leuchtmaterials im Endabschnitt ausgebildet wird. 14 veranschaulicht in einer Querschnittsansicht eine solche Ausführungsform.
Das Blockierelement 50C setzt sich aus dem Innenabschnitt 34 und dem Außenabschnitt 15 zusammen. Obwohl zwischen dem Innenabschnitt 34 und dem elektrischen Leiter 5 im Wesentlichen keine Druckspannung vorhanden ist, wird der elektrischen Leiter 5 durch den Außenabschnitt 15, der sich an der Außenseite des Endabschnitts 12 befindet, gehalten. Der elektrische Leiter 5 ist in die Durchgangsöffnungen 34a und 15a des Innenabschnitts 34 bzw. des Außenabschnitts 15 eingeführt, und eine Glasschicht 42 ist an der Endfläche 15b des Außenabschnitts 15 bereitgestellt.
An der Innenraumseite 13 des Innenabschnitts 34 ist eine gebogene Fläche 37 ausgebildet, wobei die Kante der gebogenen Fläche 37 den Eckabschnitt 36 berührt, sich die gebogene Fläche 37 eben bis zur Innenfläche 11a des Hauptkörpers 11 fortsetzt und die Ecke 36 zwischen dem Hauptkörper 11 und der gebogenen Fläche 37 keine Stufe formt.
Die gebogene Fläche 37 weist an der Kante, an der sie die Ecke 36 berührt, im Wesentlichen denselben Neigungswinkel wie die Innenfläche 11a auf, und der Neigungswinkel der gebogenen Fläche 37 nähert sich bis hin zur Durchgangsöffnung 34a schrittweise der Horizontalen. Dadurch wird am Innenabschnitt 34 oder an der Innenraumseite 13 des Elements 50C selbst eine Speicherausnehmung 38 ausgebildet. Das ionisierbare Leuchtmaterial in Flüssigphasenzustand strömt entlang der Innenfläche 11a des Hauptkörpers 11 in Richtung des Endabschnitts 12, wie durch Pfeil D angedeutet wird, und somit direkt in die Speicherausnehmung 38.
In der zugehörigen oben beschriebenen Ausführungsform wurde an einem Abschnitt, der den Abschnitts zwischen dem elektrischen Leiter und der Durchgangsöffnung der Blockierelements, die im Endabschnitt des Hauptkörpers der keramischen Entladungsröhre vorhanden ist, eine Dichtungsmaterialschicht zum Abdichten des Gases ausgebildet. Die Metallisierungsschicht kann jedoch, wie oben beschrieben wurde, auch zwischen dem elektrischen Leiter und der Durchgangsöffnung der Blockierelements, die im Endabschnitt des Hauptkörpers der keramischen Entladungsröhre vorhanden ist, angeordnet werden.
In der in 15 gezeigten Ausführungsform z. B. ist ein erstes Blockierelement 33 an der Innenraumseite des Endabschnitts 12 der keramischen Entladungsröhre 11 befestigt, und ein zweites Blockierelement 32 an der distalen Endfläche des Endabschnitts 12.
Das erste Element 33 und das zweite Element 32 sind getrennt voneinander angeordnet und weisen zwischen ihnen ein kontaktherstellendes Blockierelement 67 auf. Der elektrische Leiter 5 ist in die Durchgangsöffnung 67a des Elements 67 eingeführt.
Das erste Blockierelement 33 und das zweite Blockierelement 32 sind aus der gleichen Art von Material hergestellt wie die keramische Entladungsröhre, so dass die Eigenschaft der Luftundurchlässigkeit der Berührungsflächen zwischen Elementen 32 und 33 und dem Endabschnitt 12 vollständig erhalten bleibt.
Zwischen der Endfläche 33b des ersten Elements 33 und der Endfläche 67b des Elements 67 ist eine Metallisierungsschicht 68C bereitgestellt. Zwischen der Endfläche 32b des zweiten Elements 32 und der Endfläche 67b des Elements 67 ist eine Metallisierungsschicht 68A bereitgestellt. Diese Metallisierungsschichten 68A und 68C sind in radialer Richtung der keramischen Entladungsröhre 11 bereitgestellt, und Dichtungsflächen 19, die sich in diese Richtung erstrecken, werden gebildet.
Zwischen dem Element 67 und dem elektrischen Leiter 5 ist auch eine Metallisierungsschicht 68B ausgebildet. Eine kontaktherstellende Kraft, die durch die Brennschrumpfung des Elements 67 in Richtung des Umfangs während dem Brennen entsteht, wird durch das Element 67 in Umfangsrichtung auf die Metallisierungsschicht 68B ausgeübt.
In der in 16 dargestellten Ausführungsform ist ein erstes Blockierelement 72 an der Innenraumseite des Endabschnitts 12 der keramischen Entladungsröhre 11 befestigt, und ein zweites Blockierelement 71 ist an der distalen Endflächenseite des Endabschnitts 12 angebracht. Das erste Element 72 und das zweite Element 71 sind getrennt voneinander angeordnet, und zwischen diesen ist ein kontaktherstellendes Blockierelement 73 eingeführt. Der elektrischen Leiter 5 ist durch die Durchgangsöffnungen 71a, 72a und 73a der Elemente 71, 72 und 73 eingeführt.
Das erste und das zweite Element 72 und 71 bestehen aus der gleichen Art von Material wie die keramische Entladungsröhre 11, so dass die Eigenschaft der Luftundurchlässigkeit an den Berührungsflächen zwischen den Elementen 71 und 72 und dem Endabschnitt vollständig erhalten bleibt. An der Endfläche 72b des Elements 72 weist vertikal zur Mittelachse F der keramischen Entladungsröhre gesehen eine gewisse Neigung auf, und eine Endfläche 73b des Elements 73 verläut im Wesentlichen parallel zur Endfläche 72b. Eine Dichtungsfläche 70, die sich von der zur Mittelachse F vertikalen Richtung aus betrachtet etwas geneigt erstreckt, wird durch eine Dichtungsmaterialschicht 74C ausgebildet.
Die Endfläche 71b des Elements 71 weist ebenfalls, vertikal zur Mittelachse F der keramischen Entladungsröhre gesehen, eine gewisse Neigung auf, und die Endfläche 73c des Elements 73 verläuft im Wesentlichen parallel zur Endfläche 71b. Eine Dichtungsfläche 70, die sich von der zur Mittelachse F vertikalen Richtung aus betrachtet etwas geneigt erstreckt, wird durch eine Dichtungsmaterialschicht 74A ausgebildet.
Zwischen dem Element 73 und dem elektrischen Leiter 5 ist eine metallisierende Paste eingefüllt, die durch das Wärmebehandeln eine Metallisierungsschicht formt. Eine kontaktherstellende Kraft wird vom Element 73 in Richtung des Umfangs auf die Metallisierungsschicht 74B ausgeübt.
Die 17–19 zeigen jeweils eine Dichtungsstruktur des Endabschnitts einer anderen Ausführungsform der keramischen Entladungsröhre, die in 2 dargestellt ist.
In der in 17 gezeigten Struktur des Endabschnitts ist an der Innenseite des Endabschnitts 12 der keramischen Entladungsröhre 10, die z. B. aus Al₂O₃ besteht, ein scheibenförmiges Blockierelement 81 angebracht, das vorzugsweise aus oben beschriebenem Verbundmaterial (Cermet) hergestellt ist. Das Element 81 weist in der Mitte eine Durchgangsöffnung 82 mit kreisförmigem Querschnitt auf. Ein röhrenförmiger elektrischer Leiter 6, z. B. aus Molybdän, ist in der Durchgangsöffnung 82 aufgenommen und durch eine Metallisierungsschicht darin befestigt. Eine Spule oder eine ähnliche Elektrode 9 ist am Endabschnitt des elektrischen Leiters 6 in der keramischen Entladungsröhre 10 bereitgestellt. In dieser Ausführungsform ist auf der Hauptfläche 81a der Außenseite des Elements 81 eine Metallisierungsschicht 84 ausgebildet, die sich in der Metallisie rungsschicht 83 fortsetzt, und auf der Metallisierungsschicht 84 ist eine Glasschicht 85 geformt.
In der in 17 gezeigten Ausführungsform sind das Element 81 und der elektrischen Leiter 6 durch die Metallisierungsschicht 83 dazwischen befestigt, und das Element 81 und der Endabschnitt 12 sind durch eine Druckkraft zwischen diesen fixiert, die vom Endabschnitt 12 in Richtung des Elements 81 ausgeübt wird und durch unterschiedliche Wärmeausdehnung beim Brennen entsteht. Durch die Gegenwart der Metallisierungsschicht 83 kann das Entstehen und Aufrechterhalten von Wärmespannungen in Richtung des Durchgangslochs 82 reduziert werden.
Obwohl in dieser Ausführungsform auf der Metallisierungsschicht 84 eine Glasschicht 85 ausgebildet ist, und die Dichteeigenschaft und die Lebensdauer durch das Durchtränken des Metallisierungsgefüges mit einem hoch korrosionsbeständigen Glas verbessert wird, müssen die Metallisierungsschicht 84 und die Glasschicht 85 nicht unbedingt Teil der vorliegenden Erfindung sein. Die in 17 dargestellte Struktur kann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn der Endabschnitt 12 der keramischen Entladungsröhre 10 relativ klein ist.
In der in 18 gezeigten Ausführungsform ist ein erstes zylindrisches Blockierelement 87 an der Innenflächenseite des Endabschnitts 12 fixiert, und ein zweites zylindrisches Blockierelement 86 im Innenraum des ersten Elements 87 und der elektrische Leiter 5 im Innenraum der zweiten Elements 86 aufgenommen. Metallisierungsschichten 83A und 83B sind jeweils zwischen dem ersten und dem zweiten Element 87 und 86 und zwischen dem zweiten Element 86 und dem elektrischen Leiter 5 angeordnet. Auf der Hauptfläche des Elemente 86 und 87, die in Richtung der Außenseite der keramischen Entladungsröhre zeigen, ist eine Metallisierungsschicht 84A bereitgestellt, die kontinuierlich mit den Metallisierungsschichten 83A und 83B verbunden ist, und auf der Metallisierungsschicht 84A ist eine Glasschicht 85 angeordnet. Auf der Hauptfläche der Elemente 86 und 87, die zum Innenraum 13 hin zeigt, ist eine Metallisierungsschicht 84B bereitgestellt, die kontinuietrlich mit den Metallisierungsschichten 83A und 83B verbunden ist.
Wenn der CTE der keramischen Entladungsröhre 10 als Tc angenommen wird, der CTE des ersten Elements 87 als T1, der CTE des zweiten Elements 86 als T2 und der CTE des elektrischen Leiters 6 als Tm, sollten die Materialien für die jeweiligen Elemente so ausgewählt werden, dass sie die Bedingung Tc ≥ T1 ≥ T2 ≥ Tm erfüllen.
In der in 18 gezeigten Ausführungsform weist der Endabschnitt eine Struktur auf, die Vorteile der vorliegenden Erfindung erfüllt, selbst wenn der Endabschnitt 12 einen vergrößerten Durchmesser hat, so dass sie vorteilhaft für keramische Entladungsröhren 10 verwendet werden kann, die relativ große Innendurchmesser haben.
In der in 18 gezeigten Ausführungsform kann auch auf die Metallisierungsschicht 84A und die Glasschicht 85 verzichtet werden, falls nötig. Obwohl sich das Blockierelement aus dem ersten Element 87 und dem zweiten Element 86 zusammensetzt, ist die Anzahl an Unterteilungen in radialer Richtung nicht auf zwei beschränkt, und darüber hinaus kann ein oder mehrere die Wärmeausdehnung abschwächende Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Blockierelement angeordnet werden. In diesem Fall sollte jedoch das äußere abschwächende Element einen größeren CTE als das innere abschwächende Element haben, und die Bedingung Tc ≥ T1 ≥ T2 ≥ Tm sollte erfüllt sein.
In der in 19 dargestellten Ausführungsform ist ein erstes die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 89 so angeordnet, dass es der Hauptfläche des Blockierelements 81, die in Richtung der Außenseite der keramischen Entladungsröhre 10 zeigt, gegenüberliegt, und ein zweites die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 90 ist an der dem ersten abschwächenden Element 89 gegenüberliegenden Seite auf dem Element 81 bereitgestellt. Der elektrische Leiter 6 ist in den zugehörigen Durchgangsöffnungen 89a und 90a des ersten und zweiten Elements 89 bzw. 90 aufgenommen. Die abschwächenden Elemente 89 und 90 sind so gestaltet, dass sie größere Innendurchmesser als Element 81 aufweisen.
Zwischen der Hauptfläche des ersten abschwächenden Elements 89 und dem Element 81 ist eine Metallisierungsschicht 84A bereitgestellt, um dieselben zu befestigen, und zwischen der Hauptfläche des zweiten abschwächenden Elements 90 und dem Element 81 ist ebenfalls eine Metallisierungsschicht 84B bereitgestellt, um diese zu fixieren. Zusätzlich wird durch die aufgrund der Brennschrumpfung des Endabschnitts entstandene Druckspannung die Metallisierungsschicht durch das Element 81 mit dem elektrischen Leiter 6 in Berührung gedrückt, um den elektrischen Leiter 6 zu halten.
Das erste abschwächende Element 89 hat in dieser Ausführung die Rolle einer Sicherungsfeder inne, die die Spannung in Richtung der Mittelachse des Endabschnitts 12 verringert. Das zweite abschwächende Element 90 dient als oben beschriebene Sicherungsfeder und auch dazu, das Entstehen von Back-Arc auf die Metallisierungsschicht 84B zu verringern, indem es die Metallisierungsschicht 84B, die in der keramischen Entladungsröhre 10 dem Gas im Innenraum der keramischen Entladungsröhre 10 ausgesetzt ist, schützt.
Die für das erste und zweite abschwächende Element 89 und 90 verwendbaren Materialien sind nicht auf bestimmte Materialien beschränkt, doch bestehen die abschwächenden Elemente 89 und 90 vorzugsweise aus der gleichen Art von Material wie die keramische Entladungsröhre, z. B. Al₂O.
In der in 19 gezeigten Ausführungsform ist eine Glasschicht 85 auf der Metallisierungsschicht 84A des Elements 81 zwischen dem elektrischen Leiter 6 und dem ersten abschwächenden Element 89 bereitgestellt, das an der Außenseite des Elements 81 angeordnet ist, damit das freiliegende Metallisierungsgefüge von Glas durchdrungen werden kann.
Die Ecke der ersten abschwächenden Elements 89, die den Endabschnitt 12 berührt, die Ecken des zweiten abschwächenden Elements 90, die den Endabschnitt 12 berühren, und die Ecken des Elements 81, die den Endabschnitt 12 berühren, sind abgefast, um jeweils einen abgefasten Abschnitt 88 auszubilden.
Der abgefaste Abschnitt 88 kann, neben der hierin gezeigten C-Form, die Form eines R oder dergleichen aufweisen. Durch das Bereitstellen der abgefasten Abschnitte 88 kann die Konzentration der Spannung zwischen den Ecken der jeweiligen Elemente und dem Endabschnitt 12 abgeschwächt werden und die Zerstörung der Ecken verhindert werden. In dieser Ausführungsform kann das Element 81 auch aus einer Vielzahl von Elementen, wie es in 18 dargestellt ist, bestehen.
In der obigen Ausführungsform kann das Element 81 aus derselben oder einer anderen Art von Material wie die keramische Entladungsröhre 10 hergestellt sein. Der Ausdruck „die gleiche Art von Material" steht hierin für Materialien, die dieselben Gundkeramikmaterialien aufweisen und dieselbe oder eine andere zusätzliche Komponente enthalten können.
Die Metallisierungsschichten 83, 83A, 83B, 84, 84A und 84B können aus der gleichen Art von Material sein wie oben beschrieben und können eine oben beschriebene Dicke aufweisen.
Der elektrische Leiter kann aus der gleichen Art von Material wie oben beschrieben hergestellt sein.
In der vorliegenden Erfindung kann, wenn zumindest die Abschnitte des Blockierelements, die sich im Endabschnitt der keramischen Entladungsröhre befinden, aus der gleichen Art von Material wie die keramische Entladungsröhre sind, ein die Wärmeausdehnung abschwächendes Element auf der Außenseite der keramischen Entladungsröhre bereitgestellt werden, so dass es dem Blockierelement gegenüberliegt, und es kann eine Schmelze aus Glasmaterial eingesetzt werden, um zwischen dem abschwächenden Element und dem Blockierelement sowie zwischen dem abschwächenden Element und dem elektrischen Leiter einer Dichtung auszubilden. Die 22 bis 24 sind Querschnittsansichten, die jeweils eine Struktur des Endabschnitts dieser Ausführungsform darstellen.
In der in 20 gezeigten Struktur des Endabschnitts ist ein Blockierelement 91 an der Innenseite des Endabschnitts 12 eingeführt. Ein dünne röhrenförmige Elektrode 5 ist in ein Durchgangsloch 91b des Elements 91 eingeführt. Zwischen dem elektrischen Leiter 5 und dem Element 91 ist eine kontakherstellende Fläche ausgebildet. Ein ringförmiges, die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 93 ist an einer Stelle bereitgestellt, die einer Hauptfläche 91d des Elements 91 gegenüberliegt, und die Hauptfläche 91d des Elements 91 und eine Endfläche 93a des abschwächenden Elements 93 sind einander gegenüberliegend angeordnet.
Eine Dichtungsmaterialschicht 92A ist zwischen der Endfläche 91d des Elements 91 und der Endfläche 93a des abschwächenden Elements 93 bereitgestellt, und eine Dichtungsmaterialschicht 93B aus einer Schmelze aus Glasmaterial ist zwischen der Durchgangsöffnung 93b des abschwächenden Elements und dem elektrischen Leiter 5 angeordnet. Durch diese Anordnung werden eine Dichtungsfläche in Richtung der Mittelachse der keramischen Entladungsröhre und eine Dichtungsfläche in die relativ zur Mittelachse vertikale Richtung ausgebildet.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Eigenschaft, das Auslaufen von Gas zu verhindern, durch die Verwendung solcher Schmelze aus Glasmaterialien weiter verbessert werden kann.
Die Glasmaterialien setzen sich wie allgemein bekannte Glasverbindungen zusammen. Genauer gesagt können z. B. Gläser der Dy₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-Reihe und der Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-Reihe angeführt werden (in Bezug auf diese beiden Glastypen wird auf die JP-B-56- 44.025, JP-A-61-233.962 und die JP-B-61-37.225 verwiesen). Durch die Zugabe von MoO₃ zu obigen Gläsern der Dy₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-Reihe oder Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-Reihe wird die Korrosionsbeständigkeit der Gläser und die Benetzbarkeit der elektrischen Leiters weiter verbessert. Dadurch kann in der in 22 gezeigten Struktur eine Leckrate von weniger als 8,3 × 10^–11 mbar·Liter·sec^–1 erreicht werden.
Eine Isolationsschicht 95, bestehend aus einem Material das gegen Halogengase korrosionsbeständig ist, kann auf der Hauptfläche 91c des Elements 91 an der Innenraumseite 13 bereitgestellt sein. Ein Aufnehmabschnitt 91a zum Aufnehmen des Elektrodenschafts ist auf der Hauptflächenseite 91c angeordnet.
In der in 21 veranschaulichten Struktur des Endabschnitts sind Elemente, die gleich sind wie die in 20 gezeigten, mit denselben Verweiszahlen bezeichnet und auf die Erklärung derselben wird verzichtet. Dasselbe gilt auch für 22.
In 21 ist ein Blockierelement 50A an der Innenseite des Endabschnitts 12 eingeführt. Der elektrische Leiter 5 ist in die Durchgangsöffnungen 14a und 15a des Elements 50A eingeführt. Zwischen dem Außenabschnitt 15 und dem elektrischen Leiter ist eine kontaktherstellende Fläche ausgebildet, der Innenabschnitt 14 und der elektrische Leiter 5 werden jedoch nicht in Kontakt zueinander gedrückt. An einer der Hauptfläche 15b an der Außenseite des Elements 50A gegenüberliegenden Stelle ist ein ringförmiges die Wärmeausdehnung abschwächendes Element 93 bereitgestellt, und eine Dichtungsmaterialschicht 92A aus einer Schmelze aus Glasmaterial ist zwischen der Hauptfläche 15b des Elements 50A und der Endfläche 93a des abschwächenden Elements 93 angeordnet. Eine Isolationschicht, bestehend aus einem gegen Halogengase korrosionsbeständigen Material, ist auf der Hauptfläche 14c des Elements 50A, die in Richtung der Innenraumseite zeigt, ausgebildet.
In 22 ist ein Blockierelement 56 an der Innenseite des Endabschnitts 12 eingeführt. Der elektrische Leiter 5 ist in die Durchgangsöffnungen 14a und 57a des Elements 56 eingeführt. Der Außenabschnitt 57 wird nicht in Kontakt mit dem elektrischen Leiter 5 und der Innenabschnitt 14 nicht in Kontakt mit dem elektrischen Leiter 5 gedrückt. Das ringförmige die Wärmeausdehnung abschwächende Element 93 ist an einer Stelle bereitgestellt, die der Hauptfläche 57b der Außenseite des Elements 56 gegenüberliegt, und die Dichtungsmaterialschichten 92A und 92B aus einer Schmelze aus Glasmaterial sind zwischen der Endfläche 93a des abschwächenden Elements und der Hauptfläche 57b des Elements 56 sowie zwischen dem elektrischen Leiter 5 und der Endfläche 93b ausgebildet. Eine Metallisierungsschicht 96 ist zudem zwischen dem Außenabschnitt 57 und dem elektrischen Leiter 5 angebracht.

Claims

Hochdruckentladungslampe umfassend: eine keramische Entladungsröhre (11), die eine Füllung aus einem ionisierbarem Leuchtmaterial und einem Startgas enthält, wobei die Röhre (11) eine Öffnung aufweist, ein Blockierelement (14, 15, 21, 33, 57, 60, 63 etc.), das an der Wand (12a) der Öffnung befestigt ist und eine Durchgangsöffnung (14a etc.) aufweist, die vom Äußeren der Röhre (11) in ihr Inneres führt, einen elektrischen Leiter (5, 6, 23, 24, 28), der in die Durchgangsöffnung des Blockierelements eingeführt ist und eine Elektrode im Inneren der Röhre (11) haltert, und eine Metallisierungsschicht (16A, 16B, 16D, 16F, 58A, 59A, 62A, 62B, 66A, 66B etc.), die den elektrischen Leiter abdichtend mit dem Blockierelement verbindet, umfasst, worin die Röhre, das Blockierelement, der elektrische Leiter sowie die Dichtungsschicht alle Komponenten einer durch einen Co-Fire-Prozess gebrannten Anordnung sind, und der elektrische Leiter röhrenförmig ausgebildet ist, wobei dessen röhrenförmiger Durchlass von einem Schließelement (5b, 30) verschlossen ist, das nach dem Co-Fire-Brennen der Anordnung in-situ angeordnet wird.
Lampe nach Anspruch 1, worin das Blockierelement miteinander verbundene erste und zweite Elemente aufweist, wobei das erste Element (14} an der Wand (12a) der Röhrenöffnung befestigt ist, und das zweite Element (15) eine Oberfläche (40) besitzt, die sich um den elektrischen Leiter erstreckt und diesen berührt, wobei die Metallisierungsschicht das zweite Element mit dem elektrischen Leiter verbindet.
Lampe nach Anspruch 1, worin das Blockierelement miteinander verbundene erste und zweite Elemente aufweist, wobei das erste Element (14) an der Wand (12a) der Röhrenöffnung befestigt ist, und das zweite Element (57) keine Druckspannung auf den elektrischen Leiter ausübt, wobei die Metallisierungsschicht das zweite Element und den elektrischen Leiter miteinander verbindet.
Lampe nach Anspruch 2 oder 3, worin das erste Element (14) aus einem gleichartigen Material wie die Röhre (11) und das zweite Element aus einem Verbundstoff hergestellt ist, der einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der zwischen dem des Materials der Röhre (11) und dem des Materials des elektrischen Leiters liegt.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend ein Stützelement (17), das die Metallisierungsschicht schichtweise gegen eine gegenüberliegende äußere Endfläche des Blockierelements anordnet, wobei die Metallisierungsschicht mit dem mit der Co-Fire-Anordnung durch den Co-Fire-Prozess gebrannten Stützelement verbunden ist.
Lampe nach Anspruch 5, umfassend ein ringförmiges Metallelement (18), das zwischen dem Stützelement (17) und der Endfläche des Blockierelements angeordnet ist, wobei sich die Metallisierungsschicht zwischen dem Ringelement und dem Stützelement sowie zwischen dem Ringelement und der Endfläche des Blockierelements befindet.
Lampe nach Anspruch 5, worin der elektrische Leiter zwischen dem Stützelement (18) und der Endfläche des Blockierelements einen ringförmigen Vorsprung (22) aufweist, wobei sich die Metallisierungsschicht zwischen dem ringförmigen Vorsprung und dem Stützelement sowie zwischen dem ringförmigen Vorsprung und der Endfläche des Blockierelements befindet.
Lampe nach Anspruch 1, worin der elektrische Leiter einen ringförmigen Vorsprung (22) besitzt, das Blockierelement (33) in Bezug auf die Röhre (11) innerhalb des ringförmigen Vorsprungs (22), ein weiteres Blockierelement (32), das an der Wand der Öffnung der Röhre (11) befestigt ist, außerhalb des ringförmigen Vorsprungs (22) angeordnet und zusammen mit der Anordnung durch den Co-Fire-Prozess gebrannt ist, und die Metallisierungsschicht (16F, 16G) zwischen dem ringförmigen Vorsprung (22) und den beiden Blockierelementen (32, 33) angebracht ist.
Lampe nach Anspruch 7 oder 8, worin die Elektrode (27) an einer Innenfläche des röhrenförmigen elektrischen Leiters (24) angebracht ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, worin die Elektrode gebogen ausgebildet ist, um das vom elektrischen Leiter entfernte Ende der Elektrode in Richtung der Mittelachse der Röhre (11) zu bringen.
Lampe nach Anspruch 1, worin zumindest der in der Öffnung der Röhre (11) liegende Abschnitt des Blockierelements (60, 63) aus einem gleichartigen Material wie die Röhre (11) besteht, und worin ein Stützelement (61, 64) mit einem Durchgangsloch an der in Bezug auf das Innere der Röhre (11) äußeren Seite des Blockierelements (60, 63) vorgesehen ist, wobei der elektrische Leiter (5) in die Durchgangslöcher des Blockierelements (60, 63) und des Stützelements (61, 64) eingeführt ist und die Metallisierungsschicht (62A, 62B, 66A, 66B) abdichtend zwischen dem Blockierelement (60, 63) und dem Stützelement (61, 64) sowie zwischen dem Stützelement (61, 64) und dem elektrischen Leiter (5) angeordnet ist, wobei das Stützelement (61, 64) in der durch den Co-Fire-Prozess gebrannten Anordnung beinhaltet ist und durch seine Brennschrumpfung eine Druckkraft auf den elektrischen Leiter (5) ausübt.
Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend den Schritt: das Herstellen eines ersten Körpers mit einer Öffnung, der durch einen Brennvorgang die keramische Entladungsröhre (11) ausbildet; das Herstellen eines zweiten Körpers mit einem Durchgangsloch, der durch einen Brennvorgang das Blockierelement (14, etc.) ausbildet; das Einführen des elektrischen Leiters (5, etc.) in das Durchgangsloch des zweiten Körpers; das Befestigen des zweiten Körpers in der Öffnung des ersten Körpers; das Anbringen von Material für die Metallisierungsschicht (16A, etc.), so dass das Blockierelement und der elektrische Leiter berührt werden; und das Sintern der Anordnung des ersten Körpers, des zweiten Körpers, des elektrischen Leiters und des Materials für die Metallisierungsschicht.
Verfahren nach Anspruch 12, worin in der fertigen Lampe am elektrischen Leiter (24) im Inneren der Entladungsröhre (11) eine Elektrode (27) befestigt ist, wobei die Elektroden (27) eine Biegung in Richtung des Achse der Röhre (11) aufweisen, und das Verfahren das Einführen des die Elektrode tragenden elektrischen Leiters in das Durchgangsloch des zweiten Körpers beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, umfassend das Anbringen einer metallisierenden Paste im Durchgangsloch des zweiten Körpers, das Einführen des elektrischen Elements in das Durchgangsloch des zweiten Körpers sowie das Befestigen desselben in einer Position durch das Wärmebehandeln der metallisierenden Paste, und das anschließende, vor dem Sintern erfolgende Einführen des zweiten Körpers in die Öffnung des ersten Körpers.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die metallisierende Paste auch auf einer Oberfläche aufgebracht wird, die zu einer äußeren Endfläche der keramischen Entladungsröhre wird, wobei das Blockierelement auf der Innenfläche der Öffnung der Entladungsröhre (11) festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 15, worin nach dem Sintern die offenen Poren der metallisierenden Schicht mit einem Glas durchdrungen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, worin auf dem zweiten Körper an dem Eckabschnitt, der in der fertigen Lampe an die keramische Entladungsröhre angrenzt, vor dem Sintern ein abgefaster Abschnitt ausgebildet.
Verfahren nach Anspruch 14, worin ein dritter Körper mit einer Öffnung, die ein erstes Stützelement (32) ausbildet, und ein vierter Körper mit einer Öffnung, die ein zweites Stützelement (33) ausbildet, jeweils so geformt sind, dass das erste und das zweite Element nach dem Sintern einen größeren Innendurchmesser aufweisen, als der Innendurchmesser des Blockierelements (67), wobei die metallisierende Paste zumindest auf dem Durchgangsloch des zweiten Körpers aufgetragen ist, der elektrische Leiter (5) in die zugehörigen Durchgangslöcher des zweiten, dritten und vierten Körpers an einer vorbestimmten Stelle eingeführt ist, die metallisierende Paste wärmebehandelt ist, und der zweite, dritte und vierte Körper, an denen der elektrische Leiter befestigt ist, dann an einer vorbestimmten Stelle in die Öffnung des ersten Körpers eingebracht und als Gesamtes gesintert werden.
Verfahren nach Anspruch 18, worin die metallisierende Pastenschicht zwischen dem zweiten und dem dritten Körper sowie zwischen dem zweiten und dem vierten Körper vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 18, worin auf der metallisierenden Schicht des Blockierelements zwischen dem Durchgangsloch des ersten Stützelements und dem elektrischen Leiter nach dem Sintern Glas geschmolzen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, worin ein abgefaster Abschnitt auf dem Eckabschnitt des zweiten Körpers, der in der fertigen Lampe an die keramische Entladungsröhre angrenzt, ein abgefaster Abschnitt auf dem Eckabschnitt des dritten Körpers, der in der fertigen Lampe an die keramische Entladungsröhre angrenzt, und ein abgefaster Abschnitt auf dem Eckabschnitt des vierten Körpers, der in der fertigen Lampe an die keramische Entladungsröhre angrenzt, ausgebildet ist, bevor der Sintervorgang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin in der Lampe das Blockierelement durch zwei miteinander verbundene Elemente (14, 15) ausgebildet ist, wobei die ungebrannten Körper der beiden Elemente vor dem Sintern miteinander verbunden werden, indem auf den ungebrannten Körpern aufgetragene metallisierende Paste wärmebehandelt wird.