EP0566975B1 - Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe Download PDF

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EP0566975B1
EP0566975B1 EP93106061A EP93106061A EP0566975B1 EP 0566975 B1 EP0566975 B1 EP 0566975B1 EP 93106061 A EP93106061 A EP 93106061A EP 93106061 A EP93106061 A EP 93106061A EP 0566975 B1 EP0566975 B1 EP 0566975B1
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cap
pressure discharge
discharge lamp
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lamp according
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Wolfgang Greiler
Bernd Lewandowski
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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
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/50—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it
    • H01J5/54—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it supported by a separate part, e.g. base

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp with a base on one side, according to the preamble of protection claim 1.
  • Such high-pressure discharge lamps are disclosed, for example, in GB-PS 2 100 404.
  • high-pressure discharge lamps require a considerably higher ignition voltage in the hot state than in the cold state. This means that if a high-pressure discharge lamp is to be started again immediately after it has been switched off, a much higher ignition voltage must be made available than in the cooled state. For many applications, high-pressure discharge lamps are desired which have this ability to re-ignite and can thus be switched on and off at will without waiting for the cooling phase. However, particularly high demands are made of the high-voltage strength of the base for such lamps.
  • GB-PS 2 100 404 describes a high-pressure discharge lamp with a base on one side, which has a lamp base with improved high-voltage strength and which is therefore hot re-ignitable. This is made possible by a ceramic separator, which is located between the contact pins protruding from the lamp base and the lamp power supply lines is located and which is either formed as part of the socket and engages in a slot of the lamp base between the contact pins, or is made in one piece with the ceramic base and engages in a fitting recess in the lamp socket.
  • US Pat. No. 4,542,316 discloses a high-pressure discharge lamp with a base on one side, which is also hot-re-ignitable and whose lamp base has improved high-voltage insulation. There is an axially extending separator made of mica inside the base, which prevents spray discharges and leakage currents between the current leads.
  • the single-ended high-pressure discharge lamps described in the prior art cited above have a base whose high-voltage insulation is sufficient to enable hot re-ignition in the case of high-pressure discharge lamps of low and medium electrical power consumption.
  • tests have shown that the high-voltage strength of these lamp bases according to the prior art is still too low to also ensure hot re-ignition in high-wattage, single-ended high-pressure discharge lamps.
  • High-wattage single-ended high-pressure discharge lamps with an electrical power consumption of approx. 6,000 to 12,000 W require electrical voltages of up to 70,000 V for hot re-ignition.
  • the additional separating webs according to the invention made of electrically insulating material prevent undesirable leakage currents within the base and spray discharges between the current leads and the contacts.
  • the further separating webs extend in the axial direction from the front base wall to approximately the crimped end of the lamp bulb, which is fixed in the base.
  • the paths for leakage currents between the current leads within the base are considerably extended.
  • the current-carrying parts within the base are better shielded from one another by these further separating webs, so that no spray discharges take place between them.
  • the base has a nose-like recess between its contacts, in which a frame web engages in a fitting manner. This prevents leakage current between the contacts along the base and socket body interface.
  • FIG. 1 shows the structure of a high-pressure discharge lamp according to the invention which is capped on one side.
  • the high-pressure discharge lamp has a discharge vessel 1 made of quartz glass, in which an ionizable filling gas and two electrodes 2 are enclosed.
  • the discharge vessel 1 is held in an evacuated outer bulb 4 by means of a two-part frame 3a, 3b.
  • a frame bracket 3a is partially surrounded by a quartz glass tube 3c, which is melted into one end 4a of the outer bulb 4.
  • the outer bulb 4 is essentially axially symmetrical and has a crimped end 4a with which it is cemented in a ceramic base 5, which consists of two identical halves 5a, 5b which are screwed together.
  • the base area is in FIG. 1 shown cut.
  • two molybdenum foils 6a, 6b are melted in a gas-tight manner, each producing an electrically conductive connection between a part of the frame 3a or 3b and a power supply 7a or 7b protruding from the crimped end 4a.
  • the two power supply lines 7a, 7b run inside the base 5 and are each connected to a metallic contact pin 8a, 8b led out of the base 5.
  • the base 5 has on its end face 5c, which lies opposite the crimped end 4a, a nose-like recess 9, in which a fit-shaped web of a socket body (not shown) engages.
  • a separating web 10 made of mica which runs centrally between the current leads 7a, 7b in the axial direction. This separating web 10 engages in a slot 11 in the crimped end 4a of the outer bulb 4 and extends to the end wall 5c of the base 5.
  • the separating web 10 which is designed here as a mica plate, is fixed in slot-like depressions 12 in the base wall.
  • a further separating web 13 runs in the interior of the base 5, which extends in the axial direction from the end-side base wall 5c to approximately the middle of the dividing web 10. Since the separating web 10 disappears almost up to half in the pinch slot 11, the further dividing webs 13 extend axially Direction also almost to the crimped end 4a of the outer bulb 4.
  • These further separating webs 13 likewise consist of a mica plate and are also fixed in slot-like recesses 14 in the wall of the base body 5.
  • the additional separators 13 form an acute angle with the centrally arranged separator 10, so that in each case only a small gap remains between the separators 10, 13.
  • the high-pressure discharge lamp described here in the exemplary embodiment is a lamp with a power consumption of 6,000 W.
  • the lamp base according to the invention has a high-voltage strength of more than 70,000 V.
  • Figure 4 shows a cross section through the lamp base 5 according to a second embodiment.
  • This second exemplary embodiment differs from the first only by two approximately axially extending air channels 17, 18 in the lamp base 5.
  • the air channels 17, 18 are formed by the wall of the nose-like recess 9 and by the separating webs 10 and 13 fixed in the recesses 12 and 14, respectively educated. They allow a cooling air flow G through the lamp base 5 and thus allow cooling of the pinch end 4a of the lamp.
  • the lamp base according to the invention can also be used for single-ended high-pressure discharge lamps with an even greater output, for example 12 kW.

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  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe gemäß des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1.
  • Derartige Hochdruckentladungslampen sind beispielsweise in der GB-PS 2 100 404 offenbart.
  • Bekanntlich benötigen Hochdruckentladungslampen im heißen Zustand eine erheblich höhere Zündspannung als im kalten Zustand. D.h., daß einer Hochdruckentladungslampe, wenn sie unmittelbar nach dem Ausschalten erneut gestartet werden soll, eine wesentlich höhere Zündspannung zur Verfügung gestellt werden muß als im abgekühlten Zustand. Für viele Anwendungen werden Hochdruckentladungslampen gewünscht, die diese Fähigkeit zur Heißwiederzündung besitzen und damit nach Belieben aus- und eingeschaltet werden können, ohne die Abkühlphase abzuwarten. An die Hochspannungsfestigkeit der Sockel für solche Lampen werden allerdings besonders hohe Anforderungen gestellt.
  • In der GB-PS 2 100 404 wird eine einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe beschrieben, die einen Lampensockel mit einer verbesserten Hochspannungsfestigkeit besitzt und die daher heißwiederzündfähig ist. Dieses wird durch einen Trennsteg aus Keramik ermöglicht, der sich zwischen den aus dem Lampensockel herausragenden Kontaktstiften und den Lampenstromzuführungen befindet und der entweder als Bestandteil der Fassung ausgebildet ist und in einen Schlitz des Lampensockels zwischen den Kontaktstiften eingreift, oder der einteilig mit dem Keramiksockel ausgeführt ist und in eine paßgerechte Vertiefung der Lampenfassung eingreift.
  • In der US-PS 4 542 316 wird eine einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe offenbart, die ebenfalls heißwiederzündfähig ist und deren Lampensockel eine verbesserte Hochspannungsisolierung aufweist. Innerhalb des Sockels befindet sich zwischen den Stromzuführungen ein axial verlaufender Trennsteg aus Glimmer, der Sprühentladungen und Kriechströme zwischen den Stromzuführungen verhindert.
  • Die im oben zitierten Stand der Technik beschriebenen, einseitig gesockelten Hochdruckentladungslampen besitzen einen Sockel, dessen Hochspannungsisolierung ausreicht, um bei Hochdruckentladungslampen niederer und mittlerer elektrischer Leistungsaufnahme die Heißwiederzündung zu ermöglichen. Versuche haben allerdings gezeigt, daß die Hochspannungsfestigkeit dieser Lampensockel gemäß des Standes der Technik noch zu gering ist, um auch eine Heißwiederzündung bei hochwattigen, einseitig gesockelten Hochdruckentladungslampen zu gewährleisten. Hochwattige einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampen mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 6.000 bis 12.000 W benötigen zur heißen Neuzündung elektrische Spannungen von bis zu 70.000 V.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, deren Lampensockel eine erhöhte Hochspannungsfestigkeit aufweist, so daß auch bei einseitig gesockelten Hochdruckentladungslampen hoher Leistung, d.h., insbesondere bei Lampen mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca 6.000 W und mehr, eine Heißwiederzündung möglich wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Schutzanspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäßen zusätzlichen Trennstege aus elektrisch isolierendem Material verhindern unerwünschte Kriechströme innerhalb des Sockels und Sprühentladungen zwischen den Stromzuführungen und den Kontakten. Vorteilhafterweise erstrecken sich die weiteren Trennstege in axialer Richtung von der stirnseitigen Sockelwandung bis etwa zum gequetschten Ende des Lampenkolbens, das im Sockel fixiert ist. Dadurch werden die Wege für Kriechströme zwischen den Stromzuführungen innerhalb des Sockels erheblich verlängert. Außerdem werden durch diese weiteren Trennstege die stromführenden Teile innerhalb des Sockels besser gegeneinander abgeschirmt, so daß keine Sprühentladungen zwischen ihnen stattfinden.
    Der Sockel weist zwischen seinen Kontakten eine nasenartige Vertiefung auf, in die ein Fassungssteg paßgerecht eingreift. Dadurch wird ein Kriechstrom zwischen den Kontakten entlang der Grenzfläche von Sockel- und Fassungskörper unterbunden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine erfindungsgemäße, einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe entsprechend eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels (teilweise geschnitten)
    Figur 2
    einen Querschnitt durch den Sockel der Lampe aus Figur 1
    Figur 3
    eine perspektivische Darstellung der beiden Hälften des Sockelkörpers der Lampe aus Figur 1
    Figur 4
    einen Querschnitt durch den Sockel der Lampe gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels.
  • In Figur 1 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen, einseitig gesockelten Hochdruckentladungslampe dargestellt. Die Hochdruckentladungslampe besitzt ein Entladungsgefäß 1 aus Quarzglas, in dem ein ionisierbares Füllgas und zwei Elektroden 2 eingeschlossen sind. Das Entladungsgefäß 1 wird mittels eines zweiteiligen Gestells 3a, 3b in einem evakuierten Außenkolben 4 gehaltert. Ein Gestellbügel 3a ist teilweise von einem Quarzglasrohr 3c umhüllt, das in einem Ende 4a des Außenkolbens 4 eingeschmolzen ist. Der Außenkolben 4 ist im wesentlichen axialsymmetrisch und weist ein gequetschtes Ende 4a auf, mit dem er in einem Keramiksockel 5 eingekittet ist, der aus zwei identischen Hälften 5a, 5b besteht, die miteinander verschraubt sind. Der Sockelbereich ist in der Figur 1 geschnitten dargestellt. Im gequetschten Ende 4a sind zwei Molybdänfolien 6a, 6b gasdicht eingeschmolzen, die jeweils eine elektrisch leitende Verbindung zwischen je einem Teil des Gestells 3a bzw. 3b und einer aus dem gequetschten Ende 4a herausragenden Stromzuführung 7a bzw. 7b herstellen.
    Die beiden Stromzuführungen 7a, 7b verlaufen innerhalb des Sockels 5 und sind jeweils mit einem aus dem Sockel 5 herausgeführten metallischen Kontaktstift 8a, 8b verbunden.
    Zwischen den Kontaktstiften 8a, 8b weist der Sockel 5 an seiner Stirnseite 5c, die dem gequetschten Ende 4a gegenüberliegt, eine nasenartige Ausnehmung 9 auf, in die ein paßgerecht geformter Steg eines Fassungskörpers (nicht abgebildet) eingreift.
  • Innerhalb des Sockels 5 ist ein mittig zwischen den Stromzuführungen 7a, 7b in axialer Richtung verlaufender Trennsteg 10 aus Glimmer angeordnet. Dieser Trennsteg 10 greift in einen Schlitz 11 im gequetschten Ende 4a des Außenkolbens 4 ein und erstreckt sich bis zur stirnseitigen Wandung 5c des Sockels 5.
  • Fixiert wird der Trennsteg 10, der hier als Glimmerplatte ausgeführt ist, in schlitzartigen Vertiefungen 12 in der Sockelwandung.
  • Zu beiden Seiten der nasenartigen Ausnehmung 9 verlaufen im Innern des Sockels 5 je ein weiterer Trennsteg 13, die sich in axialer Richtung von der stirnseitigen Sockelwand 5c bis etwa zur Mitte des Trennsteges 10 erstrecken. Da der Trennsteg 10 beinahe bis zur Hälfte im Quetschungsschlitz 11 verschwindet, erstrecken sich die weiteren Trennstege 13 in axialer Richtung auch fast bis zum gequetschten Ende 4a des Außenkolbens 4. Diese weiteren Trennstege 13 bestehen ebenfalls aus einer Glimmerplatte und sind auch in schlitzartigen Ausnehmungen 14 in der Wandung des Sockelkörpers 5 fixiert. Die zusätzlichen Trennstege 13 bilden mit dem mittig angeordneten Trennsteg 10 einen spitzen Winkel , so daß jeweils nur ein kleiner Spalt zwischen den Trennstegen 10, 13 verbleibt.
  • Bei der hier im Ausführungsbeispiel beschriebenen Hochdruckentladungslampe handelt es sich um eine Lampe mit einer Leistungsaufnahme von 6.000 W. Ihr erfindungsgemäßer Lampensockel besitzt eine Hochspannungsfestigkeit von mehr als 70.000 V.
  • Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch den Lampensockel 5 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten nur durch zwei annähernd axial verlaufende Luftkanäle 17, 18 im Lampensockel 5. Die Luftkanäle 17, 18 werden durch die Wandung der nasenartigen Ausnehmung 9 und durch die in den Vertiefungen 12 bzw. 14 fixierten Trennstege 10 bzw. 13 gebildet. Sie ermöglichen einen Kühlluftstrom G durch den Lampensockel 5 und erlauben so eine Kühlung des Quetschendes 4a der Lampe.
  • Die Erfindung beschränkt sich allerdings nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele. Der erfindungsgemäße Lampensockel kann auch für einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampen mit noch größerer Leistung, beispielsweise 12 kW, verwendet werden.

Claims (7)

  1. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe mit
    - einem im wesentlichen axialsymmetrischen Lampenkolben (4), der ein gequetschtes Ende (4a) mit gasdicht eingeschmolzenen Molybdänfolien (6a, 6b) besitzt, wobei aus dem gequetschten Ende (4a) zwei Stromzuführungen (7a, 7b) herausgeführt sind, die elektrisch leitend mit jeweils einer der eingeschmolzenen Molybdänfolien (6a, 6b) verbunden sind,
    - einem Sockel (5) aus Keramik, in dem der Lampenkolben (4) mit seinem gequetschten Ende (4a) fixiert ist, wobei der Sockel (5) eine stirnseitige Wandung (5c) besitzt, die dem im Sockel (5) fixierten gequetschten Ende (4a) gegenüberliegt,
    - zwei Kontakten (8a, 8b), die aus dem Sockel (5) herausragen und die mit jeweils einer der Stromzuführungen (7a, 7b) elektrisch leitend verbunden sind,
    - einem mittig zwischen den Stromzuführungen (7a, 7b) bzw. zwischen den Kontakten (8a, 8b) in axialer Richtung verlaufenden Trennsteg (10) aus elektrisch isolierendem Material,
    - einer mittig im Sockel (5) zwischen den Kontakten (8a, 8b) angeordneten nasenartigen Ausnehmung (9)
    dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Sockels (5), zwischen den Stromzuführungen (7a, 7b) und / oder zwischen den Kontakten (8a, 8b), zu beiden Seiten des mittig zwischen den Stromzuführungen (7a, 7b) angeordneten, axial verlaufenden Trennsteges (10), weitere Trennstege (13) aus einem elektrisch isolierenden Material angebracht sind.
  2. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Trennstege (13) zu beiden Seiten der nasenartigen Ausnehmung (9) angeordnet sind.
  3. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Trennstege (13) sich in axialer Richtung bis zur stirnseitigen Wandung (5c) des Sockels (5) erstrecken.
  4. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Trennstege (13) sich von der Stirnseite (5c) des Sockels (5) bis auf die halbe Höhe des axial verlaufenden, mittig zwischen den Stromzuführungen (7a, 7b) angeordneten Trennsteges (10) erstrecken und einen spitzen Winkel mit diesem (10) bilden.
  5. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstege (10, 13) aus Glimmer bestehen.
  6. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstege (10, 13) in Vertiefungen (12, 14) der Sockelwandung eingepaßt sind.
  7. Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstege (10, 13) und die Wandung der nasenartigen Aussnehmung (9) Luftkanäle (17, 18) bilden, die einen Kühlgasstrom (G) durch den Lampensockel (5) ermöglichen.
EP93106061A 1992-04-23 1993-04-14 Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe Expired - Lifetime EP0566975B1 (de)

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EP0566975A1 EP0566975A1 (de) 1993-10-27
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