EP0279249A2 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

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EP0279249A2
EP0279249A2 EP88101262A EP88101262A EP0279249A2 EP 0279249 A2 EP0279249 A2 EP 0279249A2 EP 88101262 A EP88101262 A EP 88101262A EP 88101262 A EP88101262 A EP 88101262A EP 0279249 A2 EP0279249 A2 EP 0279249A2
Authority
EP
European Patent Office
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spring
discharge lamp
pressure discharge
lamp according
discharge vessel
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EP88101262A
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English (en)
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EP0279249A3 (en
EP0279249B1 (de
Inventor
Joachim Dassler
Detlef Dr. Girod
Klaus Kramer
Ingrid Liesch
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Osram GmbH
Original Assignee
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
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/34—Double-wall vessels or containers

Definitions

  • a high-pressure discharge lamp is known from EP-O 066 783 A2, which has an ellipsoidal outer bulb, one end of which is designed as a dome and the other end of which is provided with a base.
  • a discharge vessel is held on the longitudinal axis of the outer bulb, in which the end facing the base is connected to the base by means of a rigid pole wire and between the end facing away from the base and the part of the outer bulb designed as a dome, a spring part is arranged. This spring part is intended to compensate for different length tolerances of the discharge vessel and thermal expansions.
  • JP-GM 48 24 367 a helical holding wire is provided to compensate for temperature loss, which is wound at one end around the pump tube of the discharge vessel and is attached at the other end to the rigid holding wire.
  • the holding wire is intended to compensate for the thermal expansion of the discharge vessel and, at the same time, heat up the pump tube during lamp operation.
  • the object of the invention is to provide a holder for a discharge vessel, which, with precise axial centering, acts force-free on the melting of the outer bulb.
  • FIGS. 1 and 2 show a tubular high-pressure sodium discharge lamp 1 with an electrical power consumption of 70 W, which has a tubular envelope bulb 2 made of quartz, which is sealed at each end by a pinch 3 and is provided with a base 4 of the R 7s type. Within each pinch 3, a sealing film 5 made of molybdenum is squeezed in a known manner.
  • a tubular discharge vessel 6 made of aluminum oxide ceramic is coaxially held within the envelope bulb 2.
  • the discharge vessel 6 is provided with a gas-tight seal at each end, through which a tubular power supply 7 made of niobium is guided with an electrode 8 made of tungsten.
  • the holder of the discharge vessel 6 according to the invention is explained in detail in FIGS. 4 and 5.
  • a getter plate 10 is mounted in the evacuated space between the envelope bulb 2 and the discharge vessel 6 and is connected to a component of the holder is.
  • FIG. 3 shows another embodiment of a sodium high-pressure discharge lamp 11 with an electrical power consumption of 70 W.
  • the envelope piston 12 is made of hard glass, so that the sealing foils made of molybdenum which are otherwise required in the pinch seal 13 can be dispensed with.
  • the inner power supply 19 is led directly from the base 14 (type R 7s) into the evacuated space delimited by the envelope piston 12.
  • the discharge vessel 16 made of aluminum oxide ceramic is arranged on the longitudinal axis of the envelope bulb 12, the construction for this corresponding to that of the previous exemplary embodiment and which will be explained with the description of FIGS. 4 and 5.
  • 17 designates the tubular current supply made of niobium of the discharge vessel 16, 18 the electrode made of tungsten arranged within the discharge vessel 16 and 20 represents a getter plate which maintains the vacuum in the envelope bulb 12.
  • FIGS. 4 and 5 show the holder of the discharge dungsgefäßes 6, 16 in detail.
  • the discharge vessel 6, 16 has a tubular body 21 made of aluminum oxide ceramic, in whose respective end a bushing 22, also made of aluminum oxide ceramic, is sintered.
  • the tubular power supply 7, 17 made of niobium is melted gas-tight into the bushing 22 by means of a suitable glass solder.
  • the power supply 7, 17 is closed on the side facing the discharge space and provided with the electrode 8, 18 (not shown in FIG. 4).
  • a molded spring part 23 is fastened within the end of the tubular power supply 7, 17 facing away from the discharge space by means of resistance welding.
  • the spring molded part 23 consists of a wound nickel wire (semi-hard), of Duratherm® (hardenable spring alloy based on cobalt-nickel-chrome) or of heat-resistant spring steel wire of approx. 0.6 mm in diameter and has one of approx. Four closely wound turns existing cylindrical part 24 and an adjoining, also consisting of about four turns with increasing diameter 25 in the manner of a whisk.
  • the end 26 of the part 25 wound with increasing diameter is tangentially guided away and bent over at an angle ⁇ of 30 ° to the longitudinal axis of the spring molded part 23.
  • the getter plate 10, 20 (FIGS. 1 to 3) is attached to this end.
  • the cylindrical part 24 of the spring molded part 34 is designed so that it fills different inner diameters of the tubular power supply 7, 17. This is done by, for example, winding the cylindrical part 24 in stages.
  • the part 25 of the spring molded part 23 wound with increasing diameter makes a longitudinal expansion in the Conical shape possible, whereby the individual turns are designed so that they can overlap in the case of suspension - for example in the case of shock vibration.
  • the end 26 of the spring molded part 23 touches its own longitudinal axis, which also coincides with the longitudinal axis of the discharge vessel, and is connected there by means of a resistance weld 28 to a guide pin 27.
  • the end of the guide pin 27 facing the discharge vessel 6, 16 is arranged so as to be freely movable axially within the cylindrical part 24 of the spring-shaped part 23.
  • the inner diameter of the cylindrical part 24 is matched to the diameter of the guide pin 27.
  • the guide pin 27, the internal power supply 9, 19 and the fusing also differ from one another in accordance with the two previously described types of embodiment of the envelope bulb (quartz glass or hard glass): in the high-pressure discharge lamp 1 corresponding to FIGS. 1 and 2, in which the envelope bulb 2 consists of quartz glass ,
  • the guide pin 27 made of molybdenum is welded to the inner power supply 9.
  • This inner power supply 9 is then connected to the sealing film 5 within the pinch 3.
  • the guide pin is made of tungsten and at the same time forms the inner power supply 19.
  • the guide pin is previously provided with flashed glass on the pinch 13 of the envelope piston 12 made of tempered glass.
  • This construction enables the discharge vessel 6, 16 to be positioned exactly on the longitudinal axis of the lamp and thus to be held simultaneously at a defined position within a luminaire reflector.
  • the discharge vessel is mounted by the construction according to the invention much more vibration-free than in the fixed assembly usually used.
  • both ends of the discharge vessel are held by means of a spring molded part 23 and the guide pin 27; but positive results have also been achieved with lamps in which only one end of the discharge vessel is held in the manner proposed here.
  • heat dissipation there are also advantages over the spring constructions of the document. In the case of discharge vessels which have a fixed "cold spot", it is necessary that the heat dissipation from the discharge vessel to the outside is defined. It is therefore necessary that the spring molded part does not touch the envelope piston.

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Zur erschütterungsfreien Halterung mit Möglichkeit zur thermischen Längenausdehnung der Entladungsgefäße (21) von Hochdruckentladungslampen, insbesondere von Entladungsgefäßen aus Aluminiumoxidkeramik, ist dieses an mindestens einem Ende mit einem Federformteil (23) verbunden. Das Federformteil (23) weist einen zylindrischen, mit der rohrförmigen Stromzuführung (7, 17) des Entladungsgefäßes (21) verbundenen Teil (24) und einen mit steigendem Durchmesser gewickelten Teil (25) auf, dessen Ende (26) unter einem Winkel α die Längsachse des Federformteils (23) tangierend weggeführt ist. Ein Führungsstift (27), der mit dem Ende des Federformteils (23) verbunden und mit seinem dem Entladungsgefäß (21) zugewandten Ende innerhalb des zylindrischen Teils (24) zentriert und entlang seiner Längsachse frei beweglich angeordnet ist, macht die Lampe für den robusten Einsatz, bei dem das Entladungsgefäß genau zur Sockelachse und somit zum Leuchtenreflektor leigen soll, geeignet.

Description

  • Aus der EP-O 066 783 A2 ist eine Hochdruckentladungs­lampe bekannt, die einen ellipsoidförmigen Außenkolben aufweist, deren eines Ende als Dom ausgebildet und deren anderes Ende mit einem Sockel versehen ist. Innerhalb des Außenkolbens ist auf dessen Längsachse ein Entladungsgefäß gehaltert, in dem dessen dem Sockel zugewandtes Ende mittels eines starren Pol­drahtes mit dem Sockel verbunden ist und zwischen dessen dem Sockel abgewandten Ende und dem als Dom ausgebildeten Teil des Außenkolbens ein Federteil angeordnet ist. Dieses Federteil soll unterschiedliche Längentoleranzen des Entladungsgefäßes und thermische Expansionen ausgleichen.
  • In dem JP-GM 48 24 367 ist ein wendelförmiger Halte­draht zum Ausgleich gegen Temperaturverlust vorge­sehen, der mit seinem einen Ende um das Pumprohr des Entladungsgefäßes gewickelt und mit seinem anderen Ende am starren Haltedraht befestigt ist. Der Halte­draht soll die Wärmeausdehnung des Entladungsgefäßes ausgleichen und gleichzeitig das Pumprohr während des Lampenbetriebs aufheizen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halterung für ein Entladungsgefäß zu schaffen, die bei genauer axialer Zentrierung desselben kräftefrei auf die Einschmelzung des Außenkolbens wirkt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gestal­tung der Halterung des Entladungsgefäßes nach dem Hauptanspruch gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in den Unteransprüchen ausgeführt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematisch dargestellten Figuren näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt eine Natriumhochdruckentladungslampe in der Hauptansicht
    • Figur 2 zeigt die Lampe der Figur 1 in der Seitenan­sicht
    • Figur 3 zeigt eine andere Natriumhochdruckentladungs­lampe in der Seitenansicht
    • Figur 4 zeigt die Einschmelzung und Halterung eines Endes eines Entladungsgefäßes im Schnitt
    • Figur 5 zeigt die Draufsicht der Figur 4
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine soffittenförmige Natriumhochdruckentladungslampe 1 mit einer elektri­schen Leistungsaufnahme von 70 W dargestellt, die einen röhrenförmigen Hüllkolben 2 aus Quarz besitzt, der an jedem Ende durch eine Quetschung 3 abgedichtet und mit einem Sockel 4 vom Typ R 7s versehen ist. Innerhalb jeder Quetschung 3 ist auf bekannte Art eine Dichtungsfolie 5 aus Molybdän eingequetscht. Inner­halb des Hüllkolbens 2 ist ein röhrenförmiges Entla­dungsgefäß 6 aus Aluminiumoxidkeramik koaxial gehal­tert. Das Entladungsgefäß 6 ist an jedem Ende mit einer gasdichten Einschmelzung versehen, durch die eine rohrförmige Stromzuführung 7 aus Niob mit einer Elektrode 8 aus Wolfram geführt ist. Die erfindungs­gemäße Halterung des Entladungsgefäßes 6 wird in den Figuren 4 und 5 detailliert erläutert. Sie erstreckt sich zwischen der Stromzuführung 7 des Entladungsge­fäßes 6 und der zur Quetschung 3 gehörigen, mit der Dichtungsfolie 5 verbundenen inneren Stromzuführung 9. Im evakuierten Raum zwischen dem Hüllkolben 2 und dem Entladungsgefäß 6 ist ein Getterplättchen 10 mon­tiert, das mit einem Bestandteil der Halterung ver­bunden ist.
  • In der Figur 3 ist eine andere Ausführungsform einer Natriumhochdruckentladungslampe 11 mit einer elektri­schen Leistungsaufnahme von 70 W dargestellt. Der Hüllkolben 12 besteht aus einem Hartglas, so daß die sonst in der Quetschung 13 erforderlichen Dichtungs­folien aus Molybdän entfallen können. Die innere Stromzuführung 19 ist direkt vom Sockel 14 (Typ R 7s) in den evakuierten, vom Hüllkolben 12 begrenzten Raum geführt. Auf der Längsachse des Hüllkolbens 12 ist das Entladungsgefäß 16 aus Aluminiumoxidkeramik angeord­net, wobei die Konstruktion hierfür der des voran­gegangenen Ausführungsbeispiels entspricht und die mit der Beschreibung der Figuren 4 und 5 noch erläutert wird. Mit 17 ist die rohrförmige Stromzuführung aus Niob des Entladungsgefäßes 16 bezeichnet, 18 ist die innerhalb des Entladungsgefäßes 16 angeordnete Elek­trode aus Wolfram und 20 stellt ein das Vakuum im Hüllkolben 12 aufrechterhaltendes Getterplättchen dar.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen die Halterung des Entla­ dungsgefäßes 6, 16 im Detail. Das Entladungsgefäß 6, 16 weist einen rohrförmigen Körper 21 aus Aluminium­oxidkeramik auf, in dessen jeweiliges Ende eine Buchse 22, ebenfalls aus Aluminiumoxidkeramik, eingesintert ist. In die Durchführung der Buchse 22 ist die rohr­förmige Stromzuführung 7, 17 aus Niob mittels eines geeigneten Glaslotes gasdicht eingeschmolzen. Die Stromzuführung 7, 17 ist an der dem Entladungsraum zugewandten Seite verschlossen und mit der Elektrode 8, 18 (in der Figur 4 nicht dargestellt) versehen. Innerhalb des dem Entladungsraum abgewandten Endes der rohrförmigen Stromzuführung 7, 17 ist ein Federform­teil 23 mittels einer Widerstandsschweißung befestigt.
  • Das Federformteil 23 besteht aus einem gewickelten Nickeldraht (halbhart), aus Duratherm® (aushärtbare Federlegierung auf Kobalt-Nickel-Chrom-Basis) oder aus warmfesten Federstahldraht von ca. 0,6 mm Durchmesser und weist einen aus ca. vier eng aneinanderliegend gewickelten Windungen bestehenden zylindrischen Teil 24 und einen sich daran anschließenden, ebenfalls aus ca. vier Windungen bestehenden Teil mit steigendem Durchmesser 25 in der Art eines Schneebesens auf. Das Ende 26 des mit steigendem Durchmesser gewickelten Teils 25 ist unter einem Winkel α von 30° die Längs­achse des Federformteils 23 tangierend weggeführt und umgebogen. An diesem Ende ist das Getterplättchen 10, 20 (Figur 1 bis 3) befestigt. Der zylindrische Teil 24 des Federformteils 34 ist so ausgelegt, daß er verschiedene Innendurchmesser der rohrförmigen Strom­zuführung 7, 17 ausfüllt. Dieses erfolgt, indem z.B. der zylindrische Teil 24 stufenweise gewickelt ist. Der mit steigendem Durchmesser gewickelte Teil 25 des Federformteils 23 macht eine Längenausdehnung in der Kegelform möglich, wobei die einzelnen Windungen so ausgelegt sind, daß sie sich bei Federung - z.B. bei Stoßerschütterung - überlappen können.
  • Das Ende 26 des Federformteils 23 tangiert die eigene Längsachse, die auch mit der Längsachse des Entla­dungsgefäßes übereinstimmt, und ist dort mittels einer Widerstandsschweißung 28 mit einem Führungsstift 27 verbunden. Das dem Entladungsgefäß 6, 16 zugewandte Ende des Führungsstiftes 27 ist innerhalb des zylindrischen Teils 24 des Federformteils 23 axial frei beweglich angeordnet. Hierfür ist der Innendurchmesser des zylindrischen Teils 24 auf den Durchmesser des Führungsstiftes 27 abgestimmt.
  • Entsprechend den zwei zuvor beschriebenen Auführungs­formen des Hüllkolbens (Quarzglas oder Hartglas) weichen auch der Führungsstift 27, die innere Stromzuführung 9, 19 und die Einschmelzung voneinander ab: Bei der Hochdruckentladungslampe 1 entsprechend der Figuren 1 und 2, bei denen der Hüllkolben 2 aus Quarzglas besteht, ist der Führungsstift 27 aus Molybdän mit der inneren Stromzuführung 9 verschweißt. Diese innere Stromzuführung 9 ist dann innerhalb der Quetschung 3 mit der Dichtungsfolie 5 verbunden. Anders dagegen im Ausführungsbeispiel nach Figur 3. Hierbei besteht der Führungsstift aus Wolfram und bildet gleichzeitig die innere Stromzuführung 19. An der Quetschung 13 des aus Hartglas bestehenden Hüll­kolbens 12 wird der Führungsstift zuvor mit einem Überfangglas versehen.
  • Diese Konstruktion ermöglicht es, das Entladungsge­fäß 6, 16 genau auf der Lampenlängsachse und somit gleichzeitig an definierter Position innerhalb eines Leuchtenreflektors zu haltern. Das Federformteil 23, insbesondere dessen Teil mit s teigendem Durchmesser 25, kann Längenausdehnungen von Entladungsgefäßen aus Quarzglas - z.B. für Metallhalogenidhochdruckentla­dungslampen - Ausdehnungskoeffizient α = 5,4 x 10⁻⁷ mm/°C mm) wie auch aus Aluminiumoxidkeramik ( α = 80 x 10⁻⁷ mm/°C mm) ausgleichen. Des weiteren ist das Entladungsgefäß durch die erfindungsgemäße Konstruktion wesentlich erschütterungsfreier montiert als bei der üblicherweise verwendeten Festmontage. In der Praxis sind beide Enden des Entladungsgefäßes mittels eines Federformteils 23 und des Führungs­stiftes 27 gehaltert; es wurden aber auch positive Ergebnisse erzielt mit Lampen, bei denen nur ein Ende des Entladungsgefäßes auf die hier vorgeschlagene Weise gehaltert ist. Auch hinsichtlich der Wärmeablei­tung ergeben sich Vorteile gegenüber den Federkon­struktionen der Entgegenhaltung. Bei Entladungsge­fäßen, die einen fixierten "cold spot" haben, ist es notwendig, daß die Wärmeableitung vom Entladungsgefäß nach außen definiert verläuft. Deshalb ist es erfor­derlich, daß das Federformteil den Hüllkolben nicht berührt.

Claims (10)

1. Hochdruckentladungslampe mit einem zweiendigen Entladungsgefäß (6, 16), das von einem rohrförmigen Hüllkolben (2, 12) gasdicht umschlossen ist, der an jedem Ende einen Sockel (4, 14) aufweist, wobei das Entladungsgefäß (6, 16) innerhalb des Hüllkolbens (2, 12) an seinen Enden mittels jeweils einer inneren Stromzuführung (9, 19) gehaltert ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß mindestens ein Ende des Entladungsge­fäßes (6, 16) von einem Federformteil (23) gehaltert ist, das sich zwischen dem Entladungsgefäß (6, 16) und der inneren Stromzuführung (9, 19) erstreckt.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federformteil (23) aus einem gewickelten Federdraht besteht und einen zylindrischen Teil (24) sowie einen Teil mit steigendem Durchmesser (25) aufweist.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Teil (24) innerhalb einer rohrförmigen Stromzuführung (7, 17) des Entladungsgefäßes (6, 16) befestigt ist.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stromzufüh­rung (9) mit einem Führungsstift (27) verbunden und dieser innerhalb des zylindrischen Teils (24) des Federformteils (23) in seiner Längsachse frei beweg­lich ist.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllkolben (2) aus Quarzglas besteht.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stromzuführung (19) als Führungsstift ausgebildet und innerhalb des zylindrischen Teils (24) des Federformteils (23) in seiner Längsachse frei beweglich ist.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllkolben (12) aus Hartglas besteht.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das am Teil mit steigendem Durchmesser (25) befindliche Ende (26) des Federform­teils (23) unter einem Winkel α die Längsachse des Federformteils (23) tangierend weggeführt ist.
9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α größer ist als der Steigungswinkel des mit steigendem Durchmesser ge­wickelten Teils (25) des Federformteils (23).
10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das am Teil mit steigen­dem Durchmesser (25) befindliche Ende (26) des Feder­formteils (23) zur Befestigung zusätzlicher Bauteile (10, 20) vorgesehen ist.
EP88101262A 1987-02-20 1988-01-28 Hochdruckentladungslampe Expired - Lifetime EP0279249B1 (de)

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EP0279249A3 EP0279249A3 (en) 1990-08-29
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