EP0479087A1 - High pressure discharge lamp - Google Patents

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EP0479087A1
EP0479087A1 EP91116145A EP91116145A EP0479087A1 EP 0479087 A1 EP0479087 A1 EP 0479087A1 EP 91116145 A EP91116145 A EP 91116145A EP 91116145 A EP91116145 A EP 91116145A EP 0479087 A1 EP0479087 A1 EP 0479087A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
foils
discharge lamp
pressure discharge
molybdenum
Prior art date
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EP91116145A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0479087B1 (en
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Angus Dixon
Hans-Werner Gölling
Jürgen Begemann
Jörn Dierks
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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
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366—Seals for leading-in conductors
    • H01J61/368—Pinched seals or analogous seals

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • high-pressure discharge lamps are metal halide discharge lamps and high-pressure xenon and high-pressure mercury discharge lamps. These lamps can e.g. be used for film and television recordings and for stage lighting.
  • the metal halide discharge lamps e.g. have relatively long piston necks that are melted into the actual discharge space. The relatively long piston necks make it possible to place the sealing foils for the electrode shafts as far as possible from the discharge arc in order to avoid sealing problems on the sealing foils caused by the heat of the discharge arc.
  • the quartz glass of the piston neck must not touch the electrode shaft, because otherwise the mechanical expansion coefficients of quartz glass and tungsten electrode shaft, which differ greatly in temperature, cause considerable mechanical stresses during cooling, which lead to cracks or cracks in the quartz glass and thus to premature failure of the Can lead lamp.
  • the quartz glass of the bulb necks in the lamps according to the invention can only touch the high-temperature-resistant metal foils which surround the electrode shafts and the power supply parts.
  • the thin metal foils act as a buffer between the respective electrode shaft or the power supply parts and the quartz glass of the corresponding piston neck. Investigations have shown that the profiling of the surfaces of these metal foils means that no or only slight mechanical stresses are transferred to the quartz glass wall during the heating of the discharge vessel. Due to the profiling, the metal foils receive spring properties and form an elastic intermediate layer between the electrode shafts or the power supply parts and the quartz glass wall, so that the mechanical stresses due to the extremely different thermal expansion coefficients of quartz and tungsten or molybdenum can be absorbed by the profile foils. In addition, the profile foils allow a more precise maintenance of the electrode spacing and a better axial alignment of the electrode system in the piston neck.
  • the quartz glass melt-in capillaries which are still loose before melting, are fixed by the profile foils, i.e. they do not need additional measures, e.g. Holding flags to be clamped.
  • thin molybdenum foils are preferably used, which are wound once or twice around the electrode shafts and the current leads.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the part of a high-pressure discharge lamp relating to the invention, in particular a 24,000 watt metal halide discharge lamp.
  • the discharge vessel 1 consists of quartz glass and has a discharge space 2 with a volume of approximately 250 cm 3. On the opposite sides of the discharge space 2, two cylindrical piston necks 3 with an outer diameter of 22 mm are arranged, of which only one is shown in the figure.
  • Two electrode shafts 4 made of tungsten each extend from the discharge space 2 into a bulb neck 3 and are each approximately 5 mm thick there Molybdenum disk 7 soldered. The diameter of the electrode shafts 4 is approximately 6 mm.
  • Four sealing foils 5 made of molybdenum are welded to the molybdenum disk 7 and are arranged uniformly on the outer surface of a hollow quartz glass rod 8. The sealing foils 5 form a gas-tight seal with the quartz glass of the piston neck 3 and the hollow rod 8.
  • Both electrode shafts 4 are each enveloped in the piston neck area by a thin molybdenum foil 6, which is wound 1.5 times around the circumference of the electrode shafts 4 and extends at least from the end of the electrode shaft 4 located in the piston neck 3 to the opening of the piston neck 3.
  • the thickness of the molybdenum foils 6 and the diameter of the electrode shaft 4 are not shown to scale in the figure, which is used only for the schematic representation of the lamp structure.
  • both surfaces of the molybdenum foils 6 each have a regular profile, which cannot be seen from FIGS. 1 to 5.
  • the profiles in the surfaces of the foils 6 are created by rolling the molybdenum foils 6. In the non-rolled state, the thickness of these foils is approximately 22 ⁇ m.
  • the profile in the surface of the molybdenum foils 6 facing the quartz glass is shown schematically in FIG. 6 and explained in more detail below in the text in the next exemplary embodiment.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a metal halide discharge lamp according to the invention according to a second exemplary embodiment. It has an electrical power consumption of approx. 12 kW.
  • the discharge vessel 9 consists of quartz glass and has a discharge space 10 and two axially symmetrically arranged Piston necks 11 on.
  • Two electrode shafts 12 made of tungsten each extend from the discharge space 10 into a piston neck 11 and are welded there with their flattened end 13 to two parallel sealing foils 14 made of molybdenum, which make the electrical contact with the current leads 15 and with the quartz glass of the piston necks 11 form a gas-tight seal.
  • Both electrode shafts 12 are surrounded in the region of the piston necks 11 by a sleeve 16, which each consist of a rolled, profiled molybdenum foil, which surround the outer surface of the electrode shafts 12 at least once, preferably 1.25 times.
  • the sleeves 16 are welded to the corresponding electrode shaft 12 at two points each and extend from its flattened end 13 into the discharge space 10.
  • the side faces of the flattened ends 13 of both electrode shafts 12, which are not welded to the sealing foils 14, are additionally encased by a U-shaped, profiled molybdenum foil 17, which ends with the sleeve 16 of the corresponding electrode shaft 12.
  • the current leads 15, insofar as they run inside the piston necks 11, are each surrounded by a thin profiled molybdenum foil 18.
  • the molybdenum foils Before the profile is embossed, the molybdenum foils have a thickness of approximately 20 ⁇ m. After the profile has been embossed, depending on the embodiment, its thickness increases by a factor of 1.2 to 5.
  • the profile of the molybdenum foils for the sleeves 16 and for the coverings 17, 18 consists of a first set of parallel grooves, the second set cuts of parallel grooves at an angle of approx. 60 °.
  • the distance between two adjacent grooves from a coulter is approximately 1 mm ( Figure 6).
  • the metal foils 6, 16, 17, 18 can also consist of tantalum or tungsten or of alloys of the three metals molybdenum, tungsten and tantalum and their thickness can be up to 200 ⁇ m.
  • the covering of the electrodes and the power supply lines with profiled molybdenum foils has not only proven itself in the metal halide discharge lamps of the above exemplary embodiments, but can also be used successfully with other high-pressure discharge lamps, in particular mercury vapor lamps and with high-pressure xenon discharge lamps (short-arc lamps).
  • FIG. 4 shows, as a third exemplary embodiment, a cross section through an electrode melting of a high-pressure mercury vapor or xenon high-pressure discharge lamp, which is designed for currents greater than 20 A. Only part of the discharge vessel 19 and one of the two bulb necks 20, which, like the discharge vessel 19, are made of quartz glass, are shown in FIG. 4 of the high-pressure discharge lamp according to the invention.
  • the electrode systems have an electrode head 21 made of tungsten, which is welded or soldered to an electrode shaft 22 made of tungsten is.
  • a 5 mm thick molybdenum disk 23 is soldered to the free end of the electrode shaft 22.
  • the electrode system also includes four molybdenum sealing foils 24 which are arranged uniformly along the circumference of the molybdenum disk 23 and are welded to the molybdenum disk 23 at one of their ends.
  • the other end of the molybdenum sealing foils 24 is welded to a second, 5 mm thick molybdenum disk 25, which in turn is welded or soldered to a power supply 26 made of molybdenum.
  • the empty space between the two molybdenum disks 23, 25 is filled by two melting capillaries 27, 28 made of quartz glass, which coaxially envelop the blind piece 26a of the power supply 26 projecting beyond the molybdenum disk 25 in the direction of the discharge space.
  • the blind piece 26a is used for heat dissipation and for alignment and for fixing the power supply 26.
  • the outer melting capillary 28 is closed at its end, which faces the discharge space.
  • the four sealing foils 24 rest on the outer surface of the melting capillary 28.
  • the space between the inner melting capillary 27, which only serves as a melting aid, and the blind piece 26a of the power supply 26 is filled by a thin, profiled molybdenum foil 29 which completely surrounds the outer surface of the power supply 26 in this area.
  • the end of the power supply 26 and the electrode shaft 22 facing away from the discharge space are each encased in the region of the piston neck 20 by a melting ring 30, 31 of a quartz glass capillary, which fuse with the quartz glass of the piston neck 20 during the melting process.
  • Direct contact of the electrode shaft 22 and the power supply 26 with the melting rings 30, 31 is achieved by two prevents thin, profiled molybdenum foils 32, 33 which fill the space between the sealing rings 30, 31 and the electrode shaft 22 or the power supply 26 and completely surround their outer surface in this area.
  • the outer surfaces of the two molybdenum disks 23, 25 are each surrounded by a sleeve 34, 35 made of profiled molybdenum foil.
  • the cover surfaces of the molybdenum disks 23, 25, which face the melting rings 30, 31, are each covered by a thin profiled molybdenum foil 36, 37.
  • the profiled molybdenum foils used have the same profile as the foils of the second exemplary embodiment.
  • the thickness of the molybdenum foils used here also corresponds to these.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

The invention relates to a high-pressure discharge lamp having a rotationally symmetrical discharge vessel (19) of quartz glass, whose electrode system is fused into the bulb neck (20) by means of a molybdenum foil fusing-in technique. With the exception of the molybdenum sealing foils (24), all the metallic parts (22, 25, 26) of the electrode system which are fused into the bulb neck (20) are enveloped by profiled molybdenum foils (29, 32, 33, 34, 35, 36, 37). This prevents the quartz glass sticking to the electrode shafts (22) and the current supply leads (26) when the sealing foils (24) are being fused in. The profiled molybdenum foils (29, 32, 33, 34, 35, 36, 37) permit stress-free thermal expansion of the electrode shafts (22) and of the current supply leads (26), and also permit better alignment of the electrode system in the lamp bulb. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.

Insbesondere handelt es sich bei derartigen Hochdruckentladungslampen um Metallhalogenid-Entladungslampen und um Xenon- sowie Quecksilberdampfhöchstdruckentladungslampen. Diese Lampen können z.B. bei Film- und Fernsehaufnahmen und zur Bühnenbeleuchtung verwendet werden. Die Metallhalogenid-Entladungslampen z.B. besitzen relativ lange Kolbenhälse, die an den eigentlichen Entladungsraum eingeschmolzen sind. Die relativ langen Kolbenhälse ermöglichen es, die Dichtungsfolien für die Elektrodenschäfte möglichst weit entfernt vom Entladungsbogen zu plazieren, um Abdichtungsprobleme an den Dichtungsfolien, verursacht durch die Wärme des Entladungsbogens, zu vermeiden. Während des Einschmelzvorganges der Dichtungsfolien und der Elektrodenschäfte darf das Quarzglas des Kolbenhalses den Elektrodenschaft nicht berühren, weil anderenfalls durch die stark unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarzglas und Wolframelektrodenschaft beim Abkühlen erhebliche mechanische Spannungen auftreten, die zu Rissen oder Sprüngen im Quarzglas und damit zum vorzeitigen Ausfall der Lampe führen können.In particular, such high-pressure discharge lamps are metal halide discharge lamps and high-pressure xenon and high-pressure mercury discharge lamps. These lamps can e.g. be used for film and television recordings and for stage lighting. The metal halide discharge lamps e.g. have relatively long piston necks that are melted into the actual discharge space. The relatively long piston necks make it possible to place the sealing foils for the electrode shafts as far as possible from the discharge arc in order to avoid sealing problems on the sealing foils caused by the heat of the discharge arc. During the melting process of the sealing foils and the electrode shafts, the quartz glass of the piston neck must not touch the electrode shaft, because otherwise the mechanical expansion coefficients of quartz glass and tungsten electrode shaft, which differ greatly in temperature, cause considerable mechanical stresses during cooling, which lead to cracks or cracks in the quartz glass and thus to premature failure of the Can lead lamp.

Aus der US-PS 3 742 283 ist bekannt, die Elektrodenschäfte im Bereich der Quetschung mit konzentrischen Röhren aus Cermet, einer Schmelzverbindung aus pulverförmigem Metall und Quarzglas, zu umgeben, um die mechanische Spannungen im Bereich der Quetschung klein zu halten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient dieses Cermets liegt zwischen dem des Quarzglases und dem der Elektrodenschäfte. Derartige Cermetröhren sind allerdings für eine Anwendung bei Hochdruckentladungslampen mit höheren Leistungsaufnahmen nicht geeignet, weil bei diesen Lampen die Elektrodenschäfte während des Einschmelzens der Dichtungsfolien sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind, denen die Cermetröhren nicht standhalten würden.From US Pat. No. 3,742,283 it is known to surround the electrode shafts in the area of the pinch with concentric tubes made of cermet, a fusion of powdery metal and quartz glass, in order to to keep mechanical stresses in the area of the crushing small. The thermal expansion coefficient of this cermet is between that of the quartz glass and that of the electrode shafts. However, such cermet tubes are not suitable for use in high-pressure discharge lamps with higher power consumption, because in these lamps the electrode shafts are exposed to very high temperatures during the melting of the sealing films, which the cermet tubes would not be able to withstand.

Aus der GB-PS 1 515 583 ist bekannt, die Elektrodenschäfte mit einem gewendelten Molybdän- oder Wolframdraht zu umgeben, um ein Verkleben des Quarzglases mit dem Elektrodenschaft zu vermeiden. Allerdings ist die Herstellung, das Aufziehen und die Fixierung der Wendeln sehr aufwendig.From GB-PS 1 515 583 it is known to surround the electrode shafts with a coiled molybdenum or tungsten wire in order to avoid the quartz glass sticking to the electrode shaft. However, the manufacture, the winding and the fixing of the coils is very complex.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, bei der eine Rißbildung im Bereich der Kolbenhälse durch an die Elektrodenschäfte anfallendes Quarzglas vermieden wird.It is the object of the invention to provide a high-pressure discharge lamp in which crack formation in the region of the bulb necks due to quartz glass occurring on the electrode shafts is avoided.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Further advantageous features of the invention are listed in the dependent claims.

Während der Einschmelzung der Dichtungsfolien kann das Quarzglas der Kolbenhälse bei den erfindungsgemäßen Lampen lediglich die hochtemperaturbeständigen Metallfolien berühren, die die Elektrodenschäfte und die Stromzuführungsteile umgeben.During the melting of the sealing foils, the quartz glass of the bulb necks in the lamps according to the invention can only touch the high-temperature-resistant metal foils which surround the electrode shafts and the power supply parts.

Die dünnen Metallfolien wirken als Puffer zwischen dem jeweiligen Elektrodenschaft bzw. den Stromzuführungsteilen und dem Quarzglas des entsprechenden Kolbenhalses. Untersuchungen haben ergeben, daß durch die Profilierung der Oberflächen dieser Metallfolien keine oder nur geringfügige mechanische Spannungen auf die Quarzglaswandung während der Erwärmung des Entladungsgefäßes übertragen werden. Aufgrund der Profilierung erhalten die Metallfolien Federeigenschaften und bilden eine elastische Zwischenlage zwischen den Elektrodenschäften bzw. den Stromzuführungsteilen und der Quarzglaswand, so daß die mechanischen Beanspruchungen durch die extrem unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarz und Wolfram bzw. Molybdän von den Profilfolien aufgenommen werden können. Außerdem erlauben die Profilfolien eine genauere Einhaltung des Elektrodenabstandes und eine bessere axiale Ausrichtung des Elektrodensystems im Kolbenhals. Die vor dem Einschmelzen noch losen Quarzglaseinschmelzkapillaren werden durch die Profilfolien fixiert, d.h., sie brauchen nicht durch zusätzliche Maßnahmen, wie z.B. Haltefahnen, festgeklemmt werden.The thin metal foils act as a buffer between the respective electrode shaft or the power supply parts and the quartz glass of the corresponding piston neck. Investigations have shown that the profiling of the surfaces of these metal foils means that no or only slight mechanical stresses are transferred to the quartz glass wall during the heating of the discharge vessel. Due to the profiling, the metal foils receive spring properties and form an elastic intermediate layer between the electrode shafts or the power supply parts and the quartz glass wall, so that the mechanical stresses due to the extremely different thermal expansion coefficients of quartz and tungsten or molybdenum can be absorbed by the profile foils. In addition, the profile foils allow a more precise maintenance of the electrode spacing and a better axial alignment of the electrode system in the piston neck. The quartz glass melt-in capillaries, which are still loose before melting, are fixed by the profile foils, i.e. they do not need additional measures, e.g. Holding flags to be clamped.

Vorzugsweise werden, wegen ihrer relativ einfachen Herstellung und guten Verarbeitungseigenschaften, dünne Molybdänfolien verwendet, die ein- bis zweimal um die Elektrodenschäfte und die Stromzuführungen gewunden sind.Because of their relatively simple manufacture and good processing properties, thin molybdenum foils are preferably used, which are wound once or twice around the electrode shafts and the current leads.

Die Erfindung wird anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1
einen Längsschnitt durch einen Teil des Entladungsgefäßes einer erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe nach einem ersten Ausführungsbeispiel
Figur 2
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
Figur 3
eine Draufsicht auf das Elektrodensystem der Hochdruckentladungslampe aus Figur 2
Figur 4
einen Querschnitt durch eine Elektrodeneinschmelzung einer Hochdruckentladungslampe nach einem dritten Ausführungsbeispiel
Figur 5
einen Querschnitt durch die Elektrodeneinschmelzung der Figur 4 entlang der Ebene AB
Figur 6
eine schematische Darstellung des Oberflächenprofils der Metallfolien.
The invention is explained in more detail using several preferred exemplary embodiments. Show it:
Figure 1
a longitudinal section through part of the discharge vessel of an inventive High-pressure discharge lamp according to a first embodiment
Figure 2
a longitudinal section through a high-pressure discharge lamp according to the invention according to a second embodiment
Figure 3
3 shows a plan view of the electrode system of the high-pressure discharge lamp from FIG. 2
Figure 4
a cross section through an electrode melting of a high-pressure discharge lamp according to a third embodiment
Figure 5
a cross section through the electrode melting of Figure 4 along the plane AB
Figure 6
a schematic representation of the surface profile of the metal foils.

Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch den die Erfindung betreffenden Teil einer Hochdruckentladungslampe, insbesondere einer 24 000 Watt-Metallhalogenid-Entladungslampe.FIG. 1 shows a longitudinal section through the part of a high-pressure discharge lamp relating to the invention, in particular a 24,000 watt metal halide discharge lamp.

Das Entladungsgefäß 1 besteht aus Quarzglas und besitzt einen Entladungsraum 2 mit einem Volumen von ungefähr 250 cm³. Auf gegenüberliegenden Seiten des Entladungsraumes 2 sind zwei zylindrische Kolbenhälse 3 mit einem Außendurchmesser von 22 mm angeordnet, von denen in der Figur nur einer ausschnittsweise abgebildet ist. Zwei Elektrodenschäfte 4 aus Wolfram erstrecken sich jeweils vom Entladungsraum 2 in einen Kolbenhals 3 und sind dort jeweils mit einer ca. 5 mm dicken Molybdänscheibe 7 verlötet. Der Durchmesser der Elektrodenschäfte 4 beträgt ca. 6 mm. Mit der Molybdänscheibe 7 sind vier Dichtungsfolien 5 aus Molybdän verschweißt, die gleichmäßig auf der Mantelfläche eines hohlen Quarzglasstabes 8 angeordnet sind. Die Dichtungsfolien 5 bilden mit dem Quarzglas des Kolbenhalses 3 und des hohlen Stabes 8 eine gasdichte Einschmelzung. Beide Elektrodenschäfte 4 werden im Kolbenhalsbereich jeweils von einer dünnen Molybdänfolie 6 umhüllt, die 1,5-mal um den Umfang der Elektrodenschäfte 4 gewunden ist und sich mindestens vom im Kolbenhals 3 befindlichen Ende des Elektrodenschaftes 4 bis zur Öffnung des Kolbenhalses 3 erstreckt. Die Dicke der Molybdänfolien 6 und der Durchmesser des Elektrodenschaftes 4 sind in der Figur, die lediglich zur schematischen Darstellung des Lampenaufbaus dient, nicht maßstabsgetreu abgebildet. Außerdem weisen beide Oberflächen der Molybdänfolien 6 jeweils ein regelmäßiges Profil auf, was aus den Figuren 1 bis 5 nicht ersichtlich ist. Die Profile in den Oberflächen der Folien 6 entstehen durch Walzen der Molybdänfolien 6. Im nicht gewalzten Zustand beträgt die Dicke dieser Folien ca. 22 µm. Das Profil in der dem Quarzglas zugewandten Oberfläche der Molybdänfolien 6 ist in Figur 6 schematisch dargestellt und weiter unten im Text, beim nächsten Ausführungsbeispiel, näher erläutert.The discharge vessel 1 consists of quartz glass and has a discharge space 2 with a volume of approximately 250 cm 3. On the opposite sides of the discharge space 2, two cylindrical piston necks 3 with an outer diameter of 22 mm are arranged, of which only one is shown in the figure. Two electrode shafts 4 made of tungsten each extend from the discharge space 2 into a bulb neck 3 and are each approximately 5 mm thick there Molybdenum disk 7 soldered. The diameter of the electrode shafts 4 is approximately 6 mm. Four sealing foils 5 made of molybdenum are welded to the molybdenum disk 7 and are arranged uniformly on the outer surface of a hollow quartz glass rod 8. The sealing foils 5 form a gas-tight seal with the quartz glass of the piston neck 3 and the hollow rod 8. Both electrode shafts 4 are each enveloped in the piston neck area by a thin molybdenum foil 6, which is wound 1.5 times around the circumference of the electrode shafts 4 and extends at least from the end of the electrode shaft 4 located in the piston neck 3 to the opening of the piston neck 3. The thickness of the molybdenum foils 6 and the diameter of the electrode shaft 4 are not shown to scale in the figure, which is used only for the schematic representation of the lamp structure. In addition, both surfaces of the molybdenum foils 6 each have a regular profile, which cannot be seen from FIGS. 1 to 5. The profiles in the surfaces of the foils 6 are created by rolling the molybdenum foils 6. In the non-rolled state, the thickness of these foils is approximately 22 μm. The profile in the surface of the molybdenum foils 6 facing the quartz glass is shown schematically in FIG. 6 and explained in more detail below in the text in the next exemplary embodiment.

Die Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Metallhalogenidentladungslampe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Sie besitzt eine elektrische Leistungsaufnahme von ca. 12 kW. Das Entladungsgefäß 9 besteht aus Quarzglas und weist einen Entladungsraum 10 und zwei axialsymmetrisch angeordnete Kolbenhälse 11 auf. Zwei Elektrodenschäfte 12 aus Wolfram erstrecken sich vom Entladungsraum 10 in jeweils einen Kolbenhals 11 und sind dort mit ihrem angeflachten Ende 13 mit jeweils zwei parallel verlaufenden Dichtungsfolien 14 aus Molybdän verschweißt, die den elektrischen Kontakt zu den Stromzuführungen 15 herstellen und mit dem Quarzglas der Kolbenhälse 11 eine gasdichte Einschmelzung bilden. Beide Elektrodenschäfte 12 werden im Bereich der Kolbenhälse 11 von je einer Hülse 16 umgeben, die jeweils aus einer gerollten, profilierten Molybdänfolie bestehen, die die Mantelfläche der Elektrodenschäfte 12 mindestens einmal, vorzugsweise 1,25-mal umgeben. Die Hülsen 16 sind an je zwei Punkten mit dem entsprechenden Elektrodenschaft 12 verschweißt und erstrecken sich von dessen angeflachtem Ende 13 bis in den Entladungsraum 10 hinein. Die Seitenflächen der angeflachten Enden 13 beider Elektrodenschäfte 12, die nicht mit den Dichtungsfolien 14 verschweißt sind, werden zusätzlich von einer U-förmig gebogenen, profilierten Molybdänfolie 17 umhüllt, die mit der Hülse 16 des entsprechenden Elektrodenschaftes 12 abschließt. Außerdem werden auch die Stromzuführungen 15, soweit sie innerhalb der Kolbenhälse 11 verlaufen, von jeweils einer dünnen profilierten Molybdänfolie 18 umgeben.FIG. 2 shows a longitudinal section through a metal halide discharge lamp according to the invention according to a second exemplary embodiment. It has an electrical power consumption of approx. 12 kW. The discharge vessel 9 consists of quartz glass and has a discharge space 10 and two axially symmetrically arranged Piston necks 11 on. Two electrode shafts 12 made of tungsten each extend from the discharge space 10 into a piston neck 11 and are welded there with their flattened end 13 to two parallel sealing foils 14 made of molybdenum, which make the electrical contact with the current leads 15 and with the quartz glass of the piston necks 11 form a gas-tight seal. Both electrode shafts 12 are surrounded in the region of the piston necks 11 by a sleeve 16, which each consist of a rolled, profiled molybdenum foil, which surround the outer surface of the electrode shafts 12 at least once, preferably 1.25 times. The sleeves 16 are welded to the corresponding electrode shaft 12 at two points each and extend from its flattened end 13 into the discharge space 10. The side faces of the flattened ends 13 of both electrode shafts 12, which are not welded to the sealing foils 14, are additionally encased by a U-shaped, profiled molybdenum foil 17, which ends with the sleeve 16 of the corresponding electrode shaft 12. In addition, the current leads 15, insofar as they run inside the piston necks 11, are each surrounded by a thin profiled molybdenum foil 18.

Die Molybdänfolien weisen vor der Prägung des Profils eine Dicke von ungefähr 20 µm auf. Nach der Profilprägung erhöht sich ihre Dicke, je nach Ausführungsbeispiel, um den Faktor 1,2 bis 5.Before the profile is embossed, the molybdenum foils have a thickness of approximately 20 μm. After the profile has been embossed, depending on the embodiment, its thickness increases by a factor of 1.2 to 5.

Das Profil der Molybdänfolien für die Hülsen 16 und für die Umhüllungen 17, 18 besteht aus einer ersten Schar von parallelen Rillen, die eine zweite Schar von parallelen Rillen unter einem Winkel von ca. 60° schneidet. Der Abstand zweier benachbarter Rillen aus einer Schar beträgt ungefähr 1 mm (Figur 6).The profile of the molybdenum foils for the sleeves 16 and for the coverings 17, 18 consists of a first set of parallel grooves, the second set cuts of parallel grooves at an angle of approx. 60 °. The distance between two adjacent grooves from a coulter is approximately 1 mm (Figure 6).

Die Erfindung ist nicht auf die beiden Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die Metallfolien 6, 16, 17, 18 auch aus Tantal oder Wolfram oder aus Legierungen der drei Metalle Molybdän, Wolfram und Tantal bestehen und ihre Dicke kann bis zu 200 µm betragen.The invention is not restricted to the two exemplary embodiments. For example, the metal foils 6, 16, 17, 18 can also consist of tantalum or tungsten or of alloys of the three metals molybdenum, tungsten and tantalum and their thickness can be up to 200 μm.

Die Umhüllung der Elektroden und der Stromzuführungen mit profilierten Molybdänfolien hat sich nicht nur bei den Metallhalogenidentladungslampen der obigen Ausführungsbeispiele bewährt, sondern läßt sich auch bei anderen Hochdruckentladungslampen, insbesondere Quecksilberdampf- und bei Xenonhöchstdruckentladungslampen (Kurzbogenlampen) mit Erfolg anwenden.The covering of the electrodes and the power supply lines with profiled molybdenum foils has not only proven itself in the metal halide discharge lamps of the above exemplary embodiments, but can also be used successfully with other high-pressure discharge lamps, in particular mercury vapor lamps and with high-pressure xenon discharge lamps (short-arc lamps).

Figur 4 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel einen Querschnitt durch eine Elektrodeneinschmelzung einer Quecksilberdampf- oder Xenonhöchstdruckentladungslampe, die für Stromstärken größer als 20 A ausgelegt ist. Von der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe ist in Figur 4 nur ein Teil des Entladungsgefäßes 19 und einer der beiden Kolbenhälse 20, die ebenso wie das Entladungsgefäß 19 aus Quarzglas bestehen, abgebildet.FIG. 4 shows, as a third exemplary embodiment, a cross section through an electrode melting of a high-pressure mercury vapor or xenon high-pressure discharge lamp, which is designed for currents greater than 20 A. Only part of the discharge vessel 19 and one of the two bulb necks 20, which, like the discharge vessel 19, are made of quartz glass, are shown in FIG. 4 of the high-pressure discharge lamp according to the invention.

In jedem der beiden axialsymmetrisch angeordneten Kolbenhälse 20 ist ein Elektrodensystem gasdicht eingeschmolzen. Die Elektrodensysteme besitzen einen Elektrodenkopf 21 aus Wolfram, der mit einem Elektrodenschaft 22 aus Wolfram verschweißt oder verlötet ist. An das freie Ende des Elektrodenschaftes 22 ist eine 5 mm dicke Molybdänscheibe 23 angelötet. Zum Elektrodensystem gehören außerdem vier Molybdändichtungsfolien 24, die gleichmäßig entlang des Umfanges der Molybdänscheibe 23 angeordnet und an jeweils einem ihrer Enden mit dieser verschweißt sind. Das andere Ende der Molybdändichtungsfolien 24 ist mit einer zweiten, 5 mm dicken Molybdänscheibe 25 verschweißt, die ihrerseits fest mit einer Stromzuführung 26 aus Molybdän verschweißt oder verlötet ist. Der Leerraum zwischen den beiden Molybdänscheiben 23, 25 wird von zwei Einschmelzkapillaren 27, 28 aus Quarzglas ausgefüllt, die das über die Molybdänscheibe 25 in Richtung des Entladungsraumes hinausragende Blindstück 26a der Stromzuführung 26 koaxial umhüllen. Das Blindstück 26a dient zur Wärmeableitung und zur Ausrichtung sowie zur Fixierung der Stromzuführung 26. Die äußere Einschmelzkapillare 28 ist an ihrem Ende, das dem Entladungsraum zugewandt ist, verschlossen. Die vier Dichtungsfolien 24 liegen an der äußeren Mantelfläche der Einschmelzkapillare 28 an. Der Zwischenraum zwischen der inneren Einschmelzkapillare 27, die nur als Einschmelzhilfe dient, und dem Blindstück 26a der Stromzuführung 26 wird von einer dünnen, profilierten Molybdänfolie 29 ausgefüllt, die die Mantelfläche der Stromzuführung 26 in diesem Bereich vollständig umgibt. Das vom Entladungsraum abgewandte Ende der Stromzuführung 26 und der Elektrodenschaft 22 werden im Bereich des Kolbenhalses 20 jeweils von einem Einschmelzring 30, 31 einer Quarzglaskapillare umhüllt, die beim Einschmelzvorgang mit dem Quarzglas des Kolbenhalses 20 verschmelzen. Eine direkte Berührung des Elektrodenschaftes 22 und der Stromzuführung 26 mit den Einschmelzringen 30, 31 wird durch zwei dünne, profilierte Molybdänfolien 32, 33 verhindert, die den Zwischenraum zwischen den Einschmelzringen 30, 31 und dem Elektrodenschaft 22 bzw. der Stromzuführung 26 ausfüllen und deren Mantelfläche in diesem Bereich vollständig umgeben.An electrode system is melted in a gas-tight manner in each of the two axially symmetrically arranged piston necks 20. The electrode systems have an electrode head 21 made of tungsten, which is welded or soldered to an electrode shaft 22 made of tungsten is. A 5 mm thick molybdenum disk 23 is soldered to the free end of the electrode shaft 22. The electrode system also includes four molybdenum sealing foils 24 which are arranged uniformly along the circumference of the molybdenum disk 23 and are welded to the molybdenum disk 23 at one of their ends. The other end of the molybdenum sealing foils 24 is welded to a second, 5 mm thick molybdenum disk 25, which in turn is welded or soldered to a power supply 26 made of molybdenum. The empty space between the two molybdenum disks 23, 25 is filled by two melting capillaries 27, 28 made of quartz glass, which coaxially envelop the blind piece 26a of the power supply 26 projecting beyond the molybdenum disk 25 in the direction of the discharge space. The blind piece 26a is used for heat dissipation and for alignment and for fixing the power supply 26. The outer melting capillary 28 is closed at its end, which faces the discharge space. The four sealing foils 24 rest on the outer surface of the melting capillary 28. The space between the inner melting capillary 27, which only serves as a melting aid, and the blind piece 26a of the power supply 26 is filled by a thin, profiled molybdenum foil 29 which completely surrounds the outer surface of the power supply 26 in this area. The end of the power supply 26 and the electrode shaft 22 facing away from the discharge space are each encased in the region of the piston neck 20 by a melting ring 30, 31 of a quartz glass capillary, which fuse with the quartz glass of the piston neck 20 during the melting process. Direct contact of the electrode shaft 22 and the power supply 26 with the melting rings 30, 31 is achieved by two prevents thin, profiled molybdenum foils 32, 33 which fill the space between the sealing rings 30, 31 and the electrode shaft 22 or the power supply 26 and completely surround their outer surface in this area.

Die Mantelflächen der beiden Molybdänscheiben 23, 25 werden jeweils von einer Hülse 34, 35 aus profilierter Molybdänfolie umgeben. Ebenso werden auch die Deckflächen der Molybdänscheiben 23, 25, die den Einschmelzringen 30, 31 zugewandt sind, von jeweils einer dünnen profilierten Molybdänfolie 36, 37 abgedeckt.The outer surfaces of the two molybdenum disks 23, 25 are each surrounded by a sleeve 34, 35 made of profiled molybdenum foil. Likewise, the cover surfaces of the molybdenum disks 23, 25, which face the melting rings 30, 31, are each covered by a thin profiled molybdenum foil 36, 37.

Die verwendeten profilierten Molybdänfolien besitzen das gleiche Profil wie die Folien des zweiten Ausführungsbeispiels. Auch die Dicke der hier verwendeten Molybdänfolien stimmt mit diesen überein.The profiled molybdenum foils used have the same profile as the foils of the second exemplary embodiment. The thickness of the molybdenum foils used here also corresponds to these.

Claims (9)

Hochdruckentladungslampe mit - einem rotationssysmmetrischen Entladungsgefäß (1, 9, 19) aus Quarzglas, das einen Entladungsraum (2, 10) sowie zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Entladungsraumes (2, 10) angeordnete zylindrische Kolbenhälse (3, 11, 20) aufweist, - einem ionisierbaren Gas oder Gasgemisch mit evtl. weiteren Füllungszusätzen wie z.B. Quecksilber und Metallhalogeniden im Entladungsraum (2, 10), - einem Elektrodensystem für jeden Kolbenhals (3, 11, 20), jeweils bestehend aus einer Elektrode, einem Elektrodenschaft (4, 12, 22), einer oder mehreren Dichtungsfolien (5, 14, 24) sowie Stromzuführungsteilen (15, 26), wobei die Dichtungsfolien (5, 14, 24) gasdicht im Kolbenhals (3, 11, 20) eingeschmolzen sind und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Elektrodenschaft (4, 12, 22), der die Elektrode trägt, und der Stromzuführung (15, 26) herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Ausnahme der Dichtungsfolien (5, 14, 24) zumindest einige der Teile der Elektrodensysteme, die in den Kolbenhälsen (3, 11, 20) eingeschmolzen sind, jeweils von wenigstens einer hochtemperaturfesten, mit einem Oberflächenprofil versehenen Metallfolie (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 37) teilweise oder vollständig umgeben sind.High pressure discharge lamp with a rotationally symmetrical discharge vessel (1, 9, 19) made of quartz glass, which has a discharge space (2, 10) and two cylindrical piston necks (3, 11, 20) arranged on opposite sides of the discharge space (2, 10), - an ionizable gas or gas mixture with any additional fillers such as mercury and metal halides in the discharge space (2, 10), - An electrode system for each piston neck (3, 11, 20), each consisting of an electrode, an electrode shaft (4, 12, 22), one or more sealing foils (5, 14, 24) and power supply parts (15, 26), wherein the sealing foils (5, 14, 24) are sealed in a gas-tight manner in the piston neck (3, 11, 20) and an electrically conductive connection between the electrode shaft (4, 12, 22) which carries the electrode and the power supply (15, 26) produce, characterized in that, with the exception of the sealing foils (5, 14, 24), at least some of the parts of the electrode systems which are melted into the piston necks (3, 11, 20) each have at least one high-temperature-resistant metal foil (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 37) are partially or completely surrounded. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschäfte (4, 12, 22) und die Stromzuführungen (15, 26) zumindest im Bereich der Kolbenhälse (3, 11, 20) von einer oder mehreren hochtemperaturfesten, mit einem Oberflächenprofil versehenen Metallfolien (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33) umgeben sind.High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the electrode shafts (4, 12, 22) and the power supply lines (15, 26) at least in the Area of the piston necks (3, 11, 20) are surrounded by one or more high-temperature-resistant metal foils (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33) provided with a surface profile. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodensysteme jeweils zwei Molybdänscheiben (23, 25) als weitere Stromzuführungsteile besitzen, an deren Mantelflächen die Dichtungsfolien (24) angeschweißt sind und die jeweils mit einem Elektrodenschaft (22) bzw. mit einer Stromzuführung (26) verlötet sind.High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the electrode systems each have two molybdenum disks (23, 25) as further power supply parts, on the lateral surfaces of which the sealing foils (24) are welded and which each have an electrode shaft (22) or a power supply (26 ) are soldered. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Mantelfläche der Molybdänscheiben (7, 23, 25) von einer hochtemperaturfesten, mit einem Oberflächenprofil versehenen Metallfolie (34, 35) umhüllt ist.High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that at least the outer surface of the molybdenum disks (7, 23, 25) is enveloped by a high-temperature-resistant metal foil (34, 35) provided with a surface profile. Hochdruckentladungslampe nach den Ansprüchen 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hochtemperaturfesten, mit einem Oberflächenprofil versehenen Metallfolien (6, 16, 18, 29, 32, 33, 34, 35) die Mantelflächen der Elektrodenschäfte (4, 12, 22), der Stromzuführungen (15, 26) bzw. der Molybdänscheiben (7, 23, 25) ein- bis zweilagig umgeben.High-pressure discharge lamp according to Claims 2 or 4, characterized in that the high-temperature-resistant metal foils (6, 16, 18, 29, 32, 33, 34, 35) provided with a surface profile cover the outer surfaces of the electrode shafts (4, 12, 22) Power supply lines (15, 26) or the molybdenum disks (7, 23, 25) surrounded in one or two layers. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschäfte (12) jeweils ein angeflachtes Ende (13) besitzen, die mit mindestens einer Dichtungsfolie (14) verschweißt sind, wobei die Oberflächenbereiche der angeflachten Enden (13), die nicht von einer Dichtungsfolie (14) verdeckt werden, von wenigstens einer weiteren hochtemperaturfesten, profilierten Metallfolie (17) vollständig umhüllt sind.High-pressure discharge lamp according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the electrode shafts (12) each have a flattened end (13) which are welded to at least one sealing film (14), the surface regions of the flattened ends (13) which are not are covered by a sealing film (14) at least one further high-temperature-resistant, profiled metal foil (17) are completely encased. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der hochtemperaturfesten, mit einem Oberflächenprofil versehenen Metallfolien (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 37) zwischen 20 µm und 200 µm beträgt.High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the thickness of the high-temperature-resistant metal foils (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 37) provided with a surface profile is between 20 µm and 200 µm. Hochdruckentladungslampe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hochtemperaturfesten, mit einem Oberflächenprofil versehenen Metallfolien (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 37) aus einem der Metalle Molybdän, Tantal oder Wolfram oder aus einer Legierung dieser Metalle bestehen.High-pressure discharge lamp according to Claims 1 to 7, characterized in that the high-temperature-resistant metal foils (6, 16, 17, 18, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 37) made of one of the metals molybdenum, tantalum or tungsten or an alloy of these metals. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Molybdänscheiben (23, 25) 2 mm bis 20 mm beträgt.High-pressure discharge lamp according to Claim 3, characterized in that the thickness of the molybdenum disks (23, 25) is 2 mm to 20 mm.
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