EP0209094A2 - Metalldampfhochdruckentladungslampe - Google Patents

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EP0209094A2
EP0209094A2 EP86109536A EP86109536A EP0209094A2 EP 0209094 A2 EP0209094 A2 EP 0209094A2 EP 86109536 A EP86109536 A EP 86109536A EP 86109536 A EP86109536 A EP 86109536A EP 0209094 A2 EP0209094 A2 EP 0209094A2
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EP
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discharge vessel
heat exchange
sleeve
exchange plate
high pressure
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Jürgen Dr. Heider
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Osram GmbH
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Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • H01J61/523—Heating or cooling particular parts of the lamp
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/045—Thermic screens or reflectors

Definitions

  • the invention relates to a metal vapor high-pressure discharge lamp with a discharge vessel made of translucent ceramic, which is closed at both ends in a vacuum-tight manner and which contains electrodes and the metals, metal compounds or metal alloys provided as fillings and one or more noble gases, current leads being supplied through the ends which are sealed in a vacuum-tight manner are passed through for the electrodes, and in which glass solder is used as a seal, and with metal heat exchange plates attached to the ends of the discharge vessel, which absorb the heat radiation generated in the region of the electrode spaces and emit it to the coldest points of the discharge vessel.
  • EP-PA 83 201 801.4 describes a heat exchange plate which is cylindrical and surrounds the discharge space and is fastened to the holding wire in an electrically insulated manner by means of a glass bead and two connecting rods. With all known types of attachment of the heat exchange plate either high expenditure on material and / or time is required or the positioning by clamping is not ensured. In the former case, there are increased production costs, while when the heat exchange plate is fastened, vibrations of the lamp lead to changes in the operating voltage and thus to operating parameters which deviate from the target values.
  • the object of the invention is to make the attachment of the heat exchange shield simpler and safer, on the one hand to be able to keep the operating values of the lamps within narrow tolerances and on the other hand to enable a reduction in the manufacturing costs.
  • heat exchange plates are fixed to the discharge vessel by means of glass solder.
  • the ends of the discharge vessel are preferably sealed and the heat exchange shields are fixed in one operation by means of the glass solder.
  • the respective heat exchange shield surrounds the end of the discharge vessel in the form of a sleeve, the fixation taking place in the region of an edge of the sleeve and the liquid glass solder formed in the sleeve and the discharge vessel flows into the gap.
  • the sleeve causes the melting to heat up more quickly and evenly, since the ceramic tube is surrounded by the sleeve and this is made of the same material (niobium) as the power supply.
  • a further advantage can be seen that different power levels can be produced with one type of ceramic tube with different designs of the length of the sleeve.
  • the sleeve lies against the tubular discharge vessel at least in the edge region provided for the fixation. In a preferred embodiment, the larger part of the sleeve facing the discharge space is at a certain distance from the discharge vessel.
  • the entire edge can be flanged or deep-drawn at right angles to the end face of the discharge vessel.
  • the edge of the heat accumulation collar can also be used Depressions in the form of indentations which lie on the end face of the discharge vessel.
  • the attachment is such that the heat accumulation sleeve is attached vibration-proof and potential-free to the respective ends of the discharge vessel.
  • the aluminum oxide discharge vessel 1 has a cylindrical tube 6, in the ends of each a socket-shaped plug 7 is inserted is sintered.
  • the power supply 4 holding the electrode 5 is melted gas-tight by means of the glass solder ring 3.
  • the construction described so far is conventional and known to the person skilled in the art.
  • the cylindrical heat accumulation sleeve 2 made of niobium is also placed on the end of the discharge vessel.
  • the heat accumulation sleeve 2 surrounds the tube 6 closely and is provided on its top with tabs 9 which rest on the end face 10 of the tube 6.
  • a part of the molten glass solder ring 3 flows through capillary forces into the gap formed by the tube 6 of the discharge vessel 1 and the heat accumulation collar 2, whereby the latter is held in position after the glass solder has cooled without additional operations or materials and enables a good heat exchange becomes.
  • FIG. 2 An alternative form of the heat accumulation sleeve 11 is shown in FIG. 2. All operations and also the shape of the discharge vessel 1 are identical to that of FIG. 1.
  • the heat accumulation sleeve 11 here consists of a short upper section 12 closely surrounding the discharge vessel 1, on which the tabs 9 'are formed, and of a longer one, the discharge vessel 1 with a certain distance surrounding lower section 13.
  • the advantage of this embodiment is that the glass solder fills the entire upper edge area more uniformly and thus an even narrower tolerance range of the lamp parameters is maintained in the lamps produced.
  • the conical heat accumulator acts in a similar way Schette 14 of Figure 3.
  • the discharge vessel 15 here has an upper cylindrical region of small diameter 16 and a region of larger diameter 17 flowed through by the discharge, which are connected by a conical part 18, the electrode space.
  • the conical heat accumulation collar 14 rests with its tabs 9 ′′ on the end face 19 of the discharge vessel 15 and surrounds the electrode space 18 at a certain distance after the melting and thus the fastening thereof has been carried out by means of the glass solder ring 3 '.
  • FIG. 4 shows a stepped, cylindrical heat accumulation collar 20 with a conical widening 22 facing the discharge vessel 21, which covers the electrode space of the discharge vessel 21.
  • the holding takes place during the melting process by means of the tabs 9 '' '.
  • the short upper section 23 of the heat accumulation sleeve 20 with a smaller diameter surrounds the upper end of the discharge vessel 21 closely and is fused with it in the finished lamp , while the central, cylindrical section 24 is at a certain distance from the discharge vessel 21.

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

Das rohrförmige Entladungsgefäß (1) einer Metalldampfhochdruckentladungslampe besteht aus lichtdurchlässiger Keramik und ist an seinen beiden Enden vakuumdicht verschlossen. Zur Erhöhung des Dampfdrucks innerhalb des Entladungsgefäßes (1) ist dieses an seinen Enden mit manschettenförmigen Wärmestauschilden (2) versehen, die an diesem potential- und erschütterungsfrei befestigt sind. Hierfür sind an den Rand des Wärmestauschildes (2) Laschen (9) angeformt, die auf der Stirnfläche (10) des Entladungsgefäßes (1) aufliegen. Die Befestigung des Wärmestauschildes (2) an dem betreffenden Ende des Entladungsgefäßes (1) erfolgt in einem Arbeitsgang zusammen mit der vakuumdichten Einschmelzung der Stromzuführung (4) und der daran befestigten Elektrode (5) mittels Glaslot 3.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Metalldampfhochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß aus lichtdurchlässiger Keramik, das an den beiden Enden vakuumdicht verschlossen ist, und das im Innern Elektroden sowie die als Füllung vorgesehenen Metalle, Metallverbindungen oder Metallegierungen und ein oder mehrere Edelgase enthält, wobei durch die vakuumdicht verschlossenen Enden Stromzuführungen für die Elektroden hindurchgeführt sind, und bei dem als Abdichtung Glaslot verwendet ist, sowie mit an den Enden des Entladungsgefäßes außen angebrachten Wärmestauschilden aus Metall, die die im Bereich der Elektrodenräume erzeugte Wärmestrahlung aufnehmen und an die kältesten Stellen des Entladungsgefäßes abgeben.
  • Die Verwendung von Wärmestauschilden zur Verbesserung der Farbtemperatur ist insbesondere bei Lampen kleiner Leistung erforderlich, da die hier entwickelte Eigenwärme häufig nicht mehr ausreicht, um den benötigten hohen Dampfdruck des Amalgams im Innern des Entladungsgefäßes zu erreichen. Dem Fachmann auf dem Lampenbausektor sind die Vorteile solcher Wärmestauschilder seit langem bekannt. Aus der DE-OS 29 28 067 ist ein den Entladungsraum mit einem bestimmten Abstand zylinderförmig umgebendes Wärmestauschild bekannt, über dessen Befestigung keine Angaben gemacht sind. Das Wärmestauschild in der DE-PS 29 35 980 umgibt den Elektrodenraum eng anliegend und wird mittels zweier zur Stirnseite des Entladungsgefäßes umgebogener Laschen festgeklemmt. In der EP-PA 83 201 801.4 ist ein den Entladungsraum zylindrisch und mit Abstand umgebendes Wärmestauschild beschrieben, das über eine Glasperle und zwei Verbindungsstäbe am Haltedraht elektrisch isoliert befestigt ist. Bei allen bekannten Befestigungsarten des Wärmestauschildes sind entweder hohe Aufwendungen an Material und/oder Zeit erforderlich oder die Positionierung durch Klemmung ist nicht gesichert. Im ersteren Fall entstehen erhöhte Fertigungskosten, während bei der Klemmbefestigung des Wärmestauschildes Erschütterungen der Lampe zu Brennspannungsänderungen und damit zu von den Sollwerten abweichenden Betriebsparametern führen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Befestigung des Wärmestauschildes einfacher und sicherer zu gestalten, um einerseits die Betriebswerte der Lampen in engeren Toleranzen halten zu können und andererseits eine Senkung der Herstellkosten zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Metalldampfhochdruckentladungslampe mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß die Wärmestauschilde mittels Glaslot am Entladungsgefäß fixiert sind. Vorzugsweise wird die Abdichtung der Enden des Entladungsgefäßes und die Fixierung der Wärmestauschilde mittels des Glaslotes in einem Arbeitsgang vorgenommen. Das jeweilige Wärmestauschild umgibt das Ende des Entladungsgefäßes in Form einer Manschette, wobei die Fixierung im Bereich eines Randes der Manschette erfolgt und das flüssige Glaslot in den durch die Manschette und das Entladungsgefäß gebildeten Spalt definiert einfließt. An dem für die Fixierung vorgesehenen Rand des manschettenförmigen Wärmestauschildes sind zur Längsachse des Entladungsgefäßes hin abgewinkelte Laschen vorgesehen, die an der Stirnfläche des rohrförmigen Entladungsgefäßes anliegen. Hierdurch wird während des Einschmelzvorganges eine gute Zentrierung und genaue Justierung der Manschette erreicht. Bei dem fertig eingeschmolzenen Entladungsgefäß besteht so ein inniger Wärmekontakt zur Manschette. Die durch die Manschette bewirkte Dampfdruckerhöhung des Amalgams ist jederzeit reproduzierbar, wodurch die Brennspannung der Lampe in geringen Toleranzen gehalten werden kann. Darüber hinaus bewirkt die Manschette eine schnellere und gleichmäßigere Aufheizung der Einschmelzung, da das Keramikrohr von der Manschette umgeben ist und diese aus dem gleichen Material (Niob) wie die Stromzuführung besteht. Als weiteren Vorteil kann man werten, daß sich mit einem Typ von Keramikrohr bei unterschiedlicher Gestaltung der Länge der Manschette unterschiedliche Leistungsstufen herstellen lassen. Die Manschette liegt mindestens in dem für die Fixierung vorgesehenen Randbereich am rohrförmigen Entladungsgefäß an. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der dem Entladungsraum zugewandte größere Teil der Manschette einen gewissen Abstand zum Entladungsgefäß auf.
  • Anstelle der an den Rand der Wärmestaumanschette angeformten Laschen sind auch andere Zentrier- und Stützmittel denkbar. So kann beispielsweise der gesamte Rand zur Stirnfläche des Entladungsgefäßes rechtwinklig umgebördelt oder tiefgezogen sein. Des weiteren kann der Rand der Wärmestaumanschette mit Vertiefungen in Form von Eindellungen versehen sein, die auf der Stirnfläche des Entladungsgefäßes aufliegen.
  • Die Anbringung ist derart, daß die Wärmestaumanschette erschütterungsfest und potentialfrei an den jeweiligen Enden des Entladungsgefäßes befestigt ist.
  • Die Erfindung wird im Detail anhand der nachfolgenden schematisch dargestellten Figuren erläutert:
    • Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Einschmelzung mit zylindrischem Wärmestauschild in explosionsartiger Darstellung
    • Figur 2 zeigt ein Ende eines Entladungsgefäßes mit einer alternativen Ausführungsform eines abgestuft zylindrischen Wärmestauschildes
    • Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Einschmelzung mit konischem Wärmestauschild in explosionsartiger Darstellung
    • Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Endes eines Entladungsgefäßes mit daran angepaßtem Wärmestauschild
  • Die explosionsartige Darstellung der Figur 1 besteht aus einem Entladungsgefäß 1, von dem hier nur ein Ende dargestellt ist, einer Wärmestaumanschette 2, einem Glaslotring 3 und einer Stromzuführung 4 mit daran befestigter Elektrode 5. Das Entladungsgefäß 1 aus Aluminiumoxid weist ein zylindrisches Rohr 6 auf, in dessen Enden je ein buchsenförmiger Stopfen 7 eingesintert ist. In den axialen Hohlraum 8 des Stopfens 7 wird mittels des Glaslotringes 3 die die Elektrode 5 halternde Stromzuführung 4 gasdicht eingeschmolzen. Die bisher beschriebene Konstruktion ist konventionell und dem Fachmann bekannt. Bei der Montage und vor dem gasdichten Verschmelzen der zuvor genannten Teile wird dem Ende des Entladungsgefäßes auch die aus Niob bestehende zylinderförmige Wärmestaumanschette 2 aufgesetzt. Die Wärmestaumanschette 2 umgibt das Rohr 6 eng anliegend und ist an ihrer Oberseite mit Laschen 9 versehen, die auf der Stirnfläche 10 des Rohres 6 aufliegen. Bei der Herstellung der gasdichten Einschmelzung fließt ein Teil des geschmolzenen Glaslotringes 3 durch Kapillarkräfte in den durch das Rohr 6 des Entladungsgefäßes 1 und die Wärmestaumanschette 2 gebildeten Spalt, wodurch letztere nach Erkalten des Glaslotes ohne zusätzliche Arbeitsgänge oder Materialien in Position gehalten und ein guter Wärmeaustausch ermöglicht wird.
  • Eine alternative Form der Wärmestaumanschette 11 ist in Figur 2 dargestellt. Sämtliche Arbeitsgänge sowie auch die Gestalt des Entladungsgefäßes 1 sind identisch mit der Figur 1. Die Wärmestaumanschette 11 besteht hier aus einem kurzen, das Entladungsgefäß 1 eng umgebenden oberen Abschnitt 12, an dem die Laschen 9' angeformt sind, und aus einem längeren, das Entladungsgefäß 1 mit einem bestimmten Abstand umgebenden unteren Abschnitt 13. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß das Glaslot den gesamten oberen Randbereich gleichmäßiger ausfüllt und somit bei den hergestellten Lampen ein noch engerer Toleranzbereich der Lampenparameter eingehalten wird.
  • Auf ähnliche Weise wirkt die konische Wärmestaumanschette 14 der Figur 3. Das Entladungsgefäß 15 weist hier einen oberen zylindrischen Bereich kleinen Durchmessers 16 und einen von der Entladung durchströmten Bereich größeren Durchmessers 17 auf, die durch einen konischen Teil 18, dem Elektrodenraum, verbunden sind. Die konische Wärmestaumanschette 14 liegt mit ihren Laschen 9" auf der Stirnfläche 19 des Entladungsgefäßes 15 auf und umgibt den Elektrodenraum 18 in einem gewissen Abstand, nachdem die Einschmelzung und damit die Befestigung desselben mittels des Glaslotringes 3' vorgenommen wurde.
  • Die Figur 4 zeigt eine abgestuft zylinderförmige Wärmestaumanschette 20 mit einer dem Entladungsgefäß 21 zugewandten konischen Erweiterung 22, die den Elektrodenraum des Entladungsgefäßes 21 abdeckt. Wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ausgeführt, erfolgt die Halterung während des Einschmelzvorganges mittels der Laschen 9''' Der kurze obere Abschnitt 23 der Wärmestaumanschette 20 mit kleinerem Durchmesser umgibt das obere Ende des Entladungsgefäßes 21 eng anliegend und ist hier mit demselben bei der fertigen Lampe verschmolzen, während der mittlere, zylinderförmige Abschnitt 24 einen gewissen Abstand zum Entladungsgefäß 21 aufweist.

Claims (7)

1. Metalldampfhochdruckentladungslampe
- mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß (1, 17, 21) aus lichtdurchlässiger Keramik,
- das an den beiden Enden vakuumdicht verschlossen ist und
- das im Innern Elektroden (5) sowie die als Füllung vorgesehenen Metalle, Metallverbindungen oder
-legierungen und ein oder mehrere Edelgase enthält,
- wobei durch die vakuumdicht verschlossenen Enden Stromzuführungen (4) für die Elektroden (5) hindurchgeführt sind, und
- bei dem als Abdichtung Glaslot (3, 3') verwendet ist,
- sowie mit an den Enden des Entladungsgefäßes (1, 17, 21) außen angebrachten Wärmestauschilden (2, 11, 14, 20) aus Metall, die die im Bereich der Elektrodenräume erzeugte Wärmestrahlung aufnehmen und an die kältesten Stellen des Entladungsgefäßes (1, 17, 21) abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Wärmestauschilde (2, 11, 14, 20) mittels Glaslot (3, 3') am Entladungsgefäß (1, 17, 21) fixiert sind.
2. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des zur Abdichtung der Enden des Entladungsgefäßes (1, 17, 21) verwendeten Glaslots (3, 3') auch die Fixierung der Wärmestauschilde (2, 11, 14, 20) vorgenommen ist.
3. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Wärmestauschild (2, 11, 14, 20) das Ende des Entladungsgefäßes in Form einer Manschette umgibt, wobei die Fixierung im Bereich eines Randes der Manschette erfolgt.
4. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Fixierung vorgesehene Rand des manschettenförmigen Wärmestauschildes (2, 11, 14, 20) mit Mitteln (9, 9', 9", 9''') versehen ist, die auf der Stirnfläche (10, 19) des rohrförmigen Entladungsgefäßes (1, 17, 21) aufliegen und das Wärmestauschild (2, 11, 14, 20) auf diesem abstützen.
5. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Fixierung vorgesehene Rand des manschettenförmigen Wärmestauschildes (2, 11, 14, 20) Laschen (9, 9', 9'', 9" ') aufweist, die zur Längsachse des Entladungsgefäßes (1, 17, 21) hin abgewinkelt sind und diese Laschen (9, 9', 9", 9''') an der Stirnfläche (10, 19) der Wandung des rohrförmigen Entladungsgefäßes (1, 17, 21) anliegen.
6. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das manschettenförmige Wärmestauschild (2, 11, 14, 20) in dem für die Fixierung vorgesehenen Randbereich am rohrförmigen Entladungsgefäß (1, 17, 21) anliegt und der übrige Teil des Wärmestauschildes (2, 11, 14, 20) einen gewissen Abstand vom Entladungsgefäß (1, 17, 21) aufweist.
7. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das manschettenförmige Wärmestauschild (2, 11, 14, 20) über seine gesamte Länge am rohrförmigen Entladungsgefäß (1, 17, 21) anliegt.
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EP0209094A3 EP0209094A3 (en) 1989-05-24
EP0209094B1 EP0209094B1 (de) 1992-10-14

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HU (1) HU196675B (de)

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HU196675B (en) 1988-12-28
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HUT41159A (en) 1987-03-30
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