EP0453652B1 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
- H01J61/541—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using a bimetal switch
- H01J61/544—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using a bimetal switch and an auxiliary electrode outside the vessel
Definitions
- the invention relates to a high-pressure discharge lamp with a discharge tube made of ceramic and a filling of at least sodium, mercury and a noble gas according to the preamble of claim 1.
- the high-pressure discharge lamp listed in the preamble of claim 1 is a sodium high-pressure discharge lamp, a lamp type which has great advantages owing to its high luminous efficiency. Since it has been possible to improve the color rendering properties in addition to the luminous efficacy by appropriate quantity compositions and pressure ratios, high-pressure sodium discharge lamps have also been used increasingly in areas which were previously reserved for high-pressure discharge lamps with a higher color rendering index.
- High-pressure sodium discharge lamps with higher xenon gas pressures require an ignition aid.
- This ignition aid normally consists of a wire lying on the outside of the discharge tube, which is electrically connected to one of the two current leads of the lamp. Since it is due to the Auxiliary wire if the lamps are used for an extended period of time, which can lead to electrolysis in the burner tube and thus to the destruction of the burner, a bimetal is connected between the power supply and the auxiliary ignition wire, which lifts the auxiliary wire from the burner tube after ignition of the high-pressure sodium discharge lamp and thus prevents electrolysis .
- DE-OS 31 51 513 describes a high-pressure sodium discharge lamp with such an ignition aid.
- the bimetal strip is fastened with its one end in the middle of an auxiliary ignition wire lying along the discharge tube.
- a frame structure is mounted in the outer bulb with a fastening arm running parallel to the discharge tube, to which the other end of the bimetal is welded.
- This frame structure increases the manufacturing costs.
- the frame results in a much more voluminous lamp, which must be socketed on one side due to its uneven weight distribution.
- the frame structure does not allow the lamp to be made in the form of a festoon with base contacts attached to the two ends of the envelope bulb.
- the object of the invention is to design the ignition aid so that a frame structure in the outer bulb can be dispensed with in the case of the sodium high-pressure discharge lamp.
- the ignition aid should be constructed as simply and inexpensively as possible.
- a bimetallic strip, at one end of which one end of the ignition aid wire is attached and which is attached at the other end to the closer niobium tube, results in a very simple construction of the ignition aid. Due to the structure, there is no need for a frame in the envelope bulb, which requires manual assembly of the lamp.
- the high pressure sodium discharge lamp can be manufactured fully mechanically in the form of a festoon. Due to the small outer dimensions of the festoon shape, the dimensions of the lights for this type of lamp can also be reduced.
- the connections of bimetal and auxiliary ignition wire or niobium tube are advantageously welded.
- the auxiliary ignition wire is made of high-melting metal, e.g. Molybdenum or tungsten.
- the bimetal strip consists of a thermobimetal and is angled in steps to adapt to the position of the niobium tube and auxiliary ignition wire, the component with the greater coefficient of thermal expansion facing the niobium or discharge tube.
- the lamp consists of a circular cylindrical discharge tube 1 made of aluminum oxide ceramic, in the ends of which a tungsten electrode 2, 3 is sealed in a gas-tight manner via a niobium tube 4, 5.
- the niobium tubes 4, 5 are electrically connected via spring molded parts 6, 7 to compensate for different linear expansions and current leads 8, 9 with molybdenum sealing foils 10, 11 in the outer bulb 12.
- the sealing foils 10, 11 are squeezed in a gas-tight manner into the ends of the circular cylindrical outer bulb 12 made of quartz.
- the sealing foils 10, 11 embedded in the squeezes 13, 14 are in turn electrically connected to the two bases 17, 18 of the R7s type via external power supply lines 15, 16.
- a getter 19 is also squeezed in a potential-free manner via a wire.
- An ignition auxiliary wire 20 made of molybdenum 50 mm long and 0.4 mm thick is placed along the discharge tube 1, one end of which is welded to a thermobimetal strip 21.
- the other end of the bimetallic strip 21 is welded to the niobium tube 4 of the electrode 2.
- the bimetallic strip 21 has an active side made of chromium, iron and nickel, which faces the niobium tube or the discharge tube, and a passive side Chrome and iron. It has a rectangular cross section with a thickness of 0.3 mm and a width of 2 mm.
- the bimetallic strip 21 is first brought into a stepped shape with three sections 21a, b, c, the first section 21a, which is welded to the niobium tube 4, and the third section 21c, to which the ignition aid wire 20 is welded is parallel to each other and the intermediate section 21b forms a right angle with the other two sections 21a, 21c.
- the length of the sections 21a to 21c is dimensioned such that in the welded state the auxiliary ignition wire runs parallel to the outer edge of the discharge tube 1 and is at a distance of 0.5 mm from the discharge tube 1.
- the angle between the first section 21a and the second section 21b is then increased using an adjusting device until the auxiliary ignition wire 21 lies against the discharge tube 1 over its entire length.
- the section 21c experiences a kink in the direction of the auxiliary ignition wire 20.
- a bimetal strip 21 shaped in this way, an optimal ignition aid is obtained.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsrohr aus Keramik und einer Füllung aus zumindest Natrium, Quecksilber und einem Edelgas gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Bei der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Hochdruckentladungslampe handelt es sich um eine Natriumhochdruckentladungslampe, einem Lampentyp, der aufgrund seiner hohen Lichtausbeute große Vorzüge besitzt. Seitdem es gelungen ist, durch entsprechende Mengenzusammensetzungen und Druckverhältnisse neben der Lichtausbeute auch die Farbwiedergabeeigenschaften zu verbessern, finden Natriumhochdruckentladungslampen zunehmend auch in Bereichen Anwendung, die bisher Hochdruckentladungslampen mit höherem Farbwiedergabeindex vorbehalten war.
- Natriumhochdruckentladungslampen mit höheren Xenongasdrücken benötigen eine Zündhilfe. Diese Zündhilfe besteht normalerweise aus einem außen am Entladungsrohr anliegenden Draht, der elektrisch mit einer der beiden Stromzuführungen der Lampe verbunden ist. Da es durch den am Brenner anliegenden Zündhilfsdraht bei längerem Betrieb der Lampen zu einer Elektrolyse im Brennerrohr und damit zu einer Zerstörung des Brenners kommen kann, ist zwischen die Stromzuführung und den Zündhilfsdraht ein Bimetall geschaltet, der durch Eigenerwärmung den Zündhilfsdraht nach der Zündung der Natriumhochdruckentladungslampe vom Brennerrohr abhebt und so die Elektrolyse unterbindet.
- In der DE-OS 31 51 513 ist eine Natriumhochdruckentladungslampe mit einer solchen Zündhilfe beschrieben. Der Bimetallstreifen ist dabei mit seinem einen Ende in der Mitte eines entlang des Entladungsrohrs anliegenden Zündhilfsdrahts befestigt. Zur Halterung des Bimetalls ist im Außenkolben ein Gestellaufbau mit einem parallel zum Entladungsrohr verlaufenden Befestigungsarm, an dem das andere Ende des Bimetalls angeschweißt ist, montiert. Dieser Gestellaufbau erhöht die Fertigungskosten. Außerdem ergibt sich durch das Gestell eine wesentlich voluminösere Lampe, die aufgrund ihrer ungleichmäßigen Gewichtsverteilung einseitig gesockelt werden muß. Der Gestellaufbau gestattet es nicht, die Lampe in Soffittenform mit an den beiden Enden des Hüllkolbens ansetzenden Sockelkontakten zu erstellen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Zündhilfe so zu gestalten, daß bei der Natriumhochdruckentladungslampe auf einen Gestellaufbau im Außenkolben verzichtet werden kann. Der Aufbau der Zündhilfe sollte dabei möglichst einfach und kostengünstig herzustellen sein.
- Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Durch einen Bimetallstreifen, an dessen einem Ende ein Ende des Zündhilfsdrahtes befestigt ist und der mit seinem anderen Ende am näherliegenden Niobrohr befestigt ist, ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau der Zündhilfe. Aufgrund des Aufbaus kann auf ein Gestell im Hüllkolben, das eine Handmontage der Lampe bedingt, verzichtet werden. Die Natriumhochdruckentladungslampe kann vollmechanisch in Soffittenform hergestellt werden. Durch die kleinen Außenmaße der Soffittenform lassen sich auch die Abmessungen der Leuchten für diesen Lampentyp reduzieren.
- Vorteilhaft sind die Verbindungen von Bimetall und Zündhilfsdraht bzw. Niobrohr geschweißt. Der Zündhilfsdraht ist aus hochschmelzendem Metall, wie z.B. Molybdän oder Wolfram. Der Bimetallstreifen besteht aus einem Thermobimetall und ist zur Anpassung an die Lage von Niobrohr und Zündhilfsdraht stufenförmig abgewinkelt, wobei der Bestandteil mit dem größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten dem Niob- bzw. Entladungsrohr zugewandt ist.
- Die Erfindung ist anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht.
- Figur 1
- zeigt eine Seitenansicht einer Natriumhochdruckentladungslampe
- Figur 2
- zeigt eine Seitenansicht der um die Lampenlängsachse um 90° gedrehten Natriumhochdruckentladungslampe gemäß Figur 1
- In Figur 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Natriumhochdruckentladungslampe in Soffittenform mit einer Leistungsaufnahme von 70 W wiedergegeben. Die Lampe besteht aus einem kreiszylindrischen Entladungsrohr 1 aus Aluminiumoxidkeramik, in dessen Enden je eine Wolfram-Elektrode 2, 3 über ein Niobrohr 4, 5 gasdicht eingeschmolzen ist. Die Niobrohre 4, 5 sind über Federformteile 6, 7 zum Ausgleich von unterschiedlichen Längenausdehnungen und Stromzuführungen 8, 9 mit Molybdändichtungsfolien 10, 11 im Außenkolben 12 elektrisch verbunden. Die Dichtungsfolien 10, 11 sind in die Enden des kreiszylindrischen Außenkolbens 12 aus Quarz gasdicht eingequetscht. Die in den Quetschungen 13, 14 eingebetteten Dichtungsfolien 10, 11 sind wiederum über äußere Stromzuführungen 15, 16 mit den beiden Sockeln 17, 18 vom Typ R7s elektrisch verbunden. In der Quetschung 14 des Außenkolbens 12 ist außerdem ein Getter 19 über einen Draht potentialfrei eingequetscht.
- Längs des Entladungsrohres 1 ist ein Zündhilfsdraht 20 aus Molybdän von 50 mm Länge und 0,4 mm Dicke gelegt, dessen eines Ende mit einem Thermobimetallstreifen 21 verschweißt ist. Das andere Ende des Thermobimetallstreifens 21 ist mit dem Niobrohr 4 der Elektrode 2 verschweißt. Der Thermobimetallstreifen 21 besitzt eine aktive Seite aus Chrom, Eisen und Nickel, die dem Niobrohr bzw. dem Entladungsrohr zugewandt ist, und eine passive Seite aus Chrom und Eisen. Er hat einen rechteckigen Querschnitt mit einer Dicke von 0,3 mm und einer Breite von 2 mm. Bei der Herstellung der Zündhilfe wird der Bimetallstreifen 21 zuerst in eine stufenförmige Form mit drei Abschnitten 21a, b, c gebracht, wobei der erste Abschnitt 21a, der mit dem Niobrohr 4 verschweißt ist, und der dritte Abschnitt 21c, an dem der Zündhilfsdraht 20 angeschweißt ist, parallel zueinander verlaufen und der dazwischenliegende Abschnitt 21b einen rechten Winkel mit den beiden anderen Abschnitten 21a, 21c bildet. Die Länge der Abschnitte 21a bis 21c ist dabei so bemessen, daß im verschweißten Zustand der Zündhilfsdraht parallel zur Außenkante des Entladungsrohrs 1 verläuft und einen Abstand von 0,5 mm zum Entladungsrohr 1 besitzt. Anschließend wird mit einer Justiervorrichtung der Winkel zwischen dem ersten Abschnitt 21a und dem zweiten Abschnitt 21b so lange vergrößert, bis der Zündhilfsdraht 21 über seine gesamte Länge am Entladungsrohr 1 anliegt. Der Abschnitt 21c erfährt dabei eine Abknickung in Richtung Zündhilfsdraht 20. Mit einem so geformten Bimetallstreifen 21 ergibt sich eine optimale Zündhilfe. In kaltem Zustand der Lampe wird der Zündhilfsdraht 20 über seine gesamte Länge gegen das Entladungsrohr 1 gedrückt und nach der Zündung aufgrund der Erwärmung des Bimetallstreifens 21 vollständig vom Entladungsrohr 1 abgehoben.
Claims (5)
- Hochdruckentladungslampe, bestehend aus einem Außenkolben (12) aus Quarz oder Glas, der ein inneres Entladungsrohr (1) aus Keramik umschließt, wobei in beide Enden des Entladungsrohrs (1) jeweils über ein Niobrohr (4, 5) eine Elektrode (2, 3) gasdicht eingeschmolzen ist, das Entladungsrohr (1) eine Füllung aus zumindest Natrium, Quecksilber und einem Edelgas enthält und mit einer Zündhilfe im Außenkolben (12) ausgestattet ist, die aus einem längs des Entladungsrohrs (1) anliegenden Zündhilfsdraht (20) besteht, der mittels eines am Zündhilfsdraht (20) befestigten Bimetallstreifens (21) vollständig vom Entladungsrohr (1) abgehoben wird, wenn er beim Betrieb der Lampe erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Bimetallstreifens (21) mit dem einen Ende des Zündhilfsdrahts (20) und das andere Ende des Bimetallstreifens (21) mit dem näherliegenden Niobrohr (4) verbunden ist.
- Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (21) mit dem Zündhilfsdraht (20) verschweißt ist.
- Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (21) am Niobrohr (4) angeschweißt ist.
- Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündhilfsdraht (20) aus hochschmelzendem Metall besteht.
- Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (21) im wesentlichen stufenförmig abgewinkelt ist.
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