EP1138057A1 - High pressure discharge lamp - Google Patents

High pressure discharge lamp

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Publication number
EP1138057A1
EP1138057A1 EP00925075A EP00925075A EP1138057A1 EP 1138057 A1 EP1138057 A1 EP 1138057A1 EP 00925075 A EP00925075 A EP 00925075A EP 00925075 A EP00925075 A EP 00925075A EP 1138057 A1 EP1138057 A1 EP 1138057A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base
discharge lamp
pressure discharge
cap
supply line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00925075A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralf Dotterweich
Clemens Wesseling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP1138057A1 publication Critical patent/EP1138057A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr

Definitions

  • the invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1. It is in particular metal halide lamps with outer bulbs which are capped on one side. However, the invention is also suitable for use in high-pressure sodium or mercury discharge lamps.
  • a high-pressure discharge lamp is already known from EP-A 517 304, in which a discharge vessel which is closed on two sides is held in an outer bulb by means of a frame.
  • both the power supply close to the base and the electrical supply line remote from the base are encased by an insulating sheath made of quartz glass in order to avoid flashovers during hot re-ignition. Because it is assumed that a flashover occurs primarily between these two conductors, their effective distance is extended by the fact that the power supply close to the base is encased with its associated electrical supply line from its exit from the shaft of the discharge vessel to almost the point of intersection. This extends the rollover distance.
  • the hot-ignitability of metal halide lamps with an outer bulb and a high electrical output of preferably 4 kW to 12 kW should be improved.
  • the lamps consist of an outer bulb with a base on one side and a discharge vessel arranged in it, located on the lamp axis and sealed on both sides. It is closed by means of two sealing means, in particular melts or bruises.
  • gaseous mercury and gaseous metal halides in the discharge vessel.
  • a sliding spark discharge which is formed between the free end of the supply line near the base and the insulating sheath on the supply line remote from the base.
  • the sliding spark discharge migrates from the sheath to the supply line remote from the base itself, so that a breakdown can occur as a result.
  • the free end of the feed line near the base is covered according to the invention by a cap against the casing.
  • the cap is hollow cylindrical. It can be adapted in shape to the sealing part, that is, in the event of a meltdown, shaped, rectangular in the case of a crush in cross-section.
  • the cap is open at least at the first end facing the discharge vessel. It is preferably closed at the second end facing the base, in particular when the outer bulb is closed by means of a Moly-Cup melt or by means of a pinch with foils. This prevents rollovers to these metal parts.
  • the free end of the supply line close to the base is advantageously angled transversely to the lamp axis, because then a good weld or solder connection to the base supply line can be guaranteed.
  • the cap is then advantageously slotted on one side and designed as a tube, in particular as a glass tube made of quartz glass.
  • the outer bulb is preferably evacuated or filled with nitrogen.
  • a typical value for the nitrogen filling pressure (cold) is 400 to 1400 mbar, in particular 800 mbar to 950 mbar.
  • the cap enables a more compact design and greater freedom in the construction of the lamp.
  • the length of the part of the power supply line near the base protruding from the discharge vessel is a maximum of six times (preferably at most three times) the diameter of the supply line close to the base. This length or this ratio can therefore be kept extremely short compared to the prior art.
  • the cap is preferably attached to parts of the lamp. This happens either by being “locked” loosely between several parts, or by being on one Part is rigidly attached: In particular, the case (for example a quartz glass tube) on the long power supply comes into question.
  • the cap can be fused to it by means of an adhesive glass part (for example in the form of adhesive strips), but can also be cemented or tied to it.
  • Figure 1 shows a metal halide lamp, in section
  • Figure 2 shows the lamp of Figure 1 with a base
  • FIG. 3 shows the cap of the lamp from FIG. 1 in detail;
  • FIG. 4 shows a cross section of the cap from FIG. 3
  • Figure 5 shows another embodiment of a metal halide lamp, in
  • Figure 6 shows another embodiment of a detail of the lamp
  • FIGS. 1 and 2 show the construction of a high-pressure discharge lamp with a base on one side according to the invention.
  • the high-pressure discharge lamp described here in the exemplary embodiment is a metal halide lamp for photo-optical purposes with a power consumption of 6 kW.
  • the high-pressure discharge lamp has a discharge vessel 1 made of quartz glass which is closed on both sides and in which an ionizable filling gas and two electrodes 2 are enclosed.
  • the discharge vessel 1 is held by means of a two-part frame 3, 4 in an outer bulb 5 filled with nitrogen (900 mbar cold filling pressure) and sealed on one side.
  • the outer bulb 5 is essentially axially symmetrical. Its end 6 near the base is connected to a ceramic base 7, which has contact pins 18, by means of a metallic sleeve 24.
  • the lamp has a high dielectric strength of more than 50 kV.
  • a long frame bracket 3 runs along the discharge vessel 1 to the end 8 of the outer bulb which is remote from the base and is there with a power supply 9 which comes from the Discharge vessel is axially connected.
  • the bracket has been soldered to the power supply using nickel solder or also welded to it.
  • This power supply 9 remote from the base is inserted in a pump connector 12 at the end 8 of the outer bulb remote from the base.
  • the long bracket 3 is partially encased in the vicinity of the base by a quartz glass tube 13 which is inserted in a tubular extension 25 at the end 6 of the outer bulb 5 near the base. It is so chamfered at the end remote from the base (23) that it is extended towards the discharge vessel, which increases the length of the rollover path.
  • a short frame bracket 4 which is arranged predominantly parallel to the long bracket 3, is held in a tubular extension 25 at the end of the outer bulb 6 near the base.
  • the wire diameter D of the short bracket 4 is 3 mm.
  • the free end 14 of the bracket 4 is angled and arranged transversely to the lamp axis. It is connected to the power supply line 15, which is led out of the discharge vessel near the base end 16 (in the form of melting or pinching) of the discharge vessel, for example by soldering or welding.
  • the length L of the part of the power supply protruding from the discharge vessel is 6 mm.
  • the ratio L D 2.
  • a tubular cap 10 with an open first end 19 and a closed second end 20 is axially aligned (see FIGS. 3 and 4). It surrounds the short power supply 15 completely at a distance and shields above all the end 14 of the bracket 4 lying transversely to the axis against the sheath 13. This bow end 14 is inserted into the cap through an axially parallel slot 21, which extends from the open first end 19 of the cap about two thirds of the length of the cap. Ultimately, the power supply 15 and the angled end 14 of the feed line 4 are enclosed in the cap.
  • the extension tubes 25 are led out of the bottom 11 at the end of the outer bulb.
  • the cap 10 sits loosely on the floor 11 with its second end 20. In addition, it lies loosely against the sleeve 13 with its side wall. Thus, on the one hand it is adequately fixed, on the other hand it has enough scope for thermal expansion during lamp operation. Overall, the cap is loosely attached to the short supply line. A special measure for attaching the cap is not necessary, which has a time-saving and cost-effective effect and considerably simplifies the manufacturing process.
  • the first end 19 of the cap ends approximately in Height of the end of the melting 16 of the discharge vessel designed as a solid cylinder.
  • the ends of the feed lines 3, 4 are each surrounded by a cup-like hollow cylinder 22 made of molybdenum (so-called Moly-Cup).
  • Moly-Cup molybdenum
  • the bottom of the hollow cylinder 22 is connected to the feed line 4 or the quartz glass tube 13 of the feed line 3.
  • the free end of the hollow cylinder runs out thinly and ends in the extension tube 25.
  • the Moly Cup melting represents a commercially available quartz glass-metal transition. This transition is vacuum-tight. Further details can be found, for example, in US-A 3804045.
  • the ends of the frame brackets 3, 4, which each still protrude beyond the Moly Cup 20, are each connected to a nickel strand 17.
  • the wire 17 is guided in a central bore of the contact pin 18 to the end thereof and soldered there to the pin 18.
  • This lamp achieved a significantly more reliable hot re-ignition compared to a lamp of the same design without a cap.
  • a time window between switching off and reigniting was tested, which was between a few seconds and seven minutes.
  • the capless lamp did not light between 3 and 6 minutes.
  • the same reference numerals correspond to the same parts as in FIG. 2.
  • the free end 32 of the casing 29 of the feed line 3 remote from the base is designed in a step-like manner, which offers processing advantages over chamfering.
  • the cap 30 is pulled 10 mm over the sealing means 16 and surrounds it at a short distance. This not only prevents the sliding spark discharge to the supply line 3 along the casing 29, but also makes it more difficult for a direct breakdown between the free end 14 of the supply line 4 near the base and the supply line 3 remote from the base. Not only the first end 28, but also the second end 31 of the cap 30 near the base is open.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment in detail, in which the cap 35 is fastened to the quartz glass tube 13 by being melted there.
  • This passes through two adhesive strips 36 made of quartz glass, which extend along the cap 35 on the quartz glass tube 13. 6b, the adhesive glass part 36 (two adhesive strips) can be clearly seen at the two angles between the cap and the quartz glass tube.
  • the adhesive strips cannot be seen in the side view (FIG. 6a), since the cut is chosen centrally; in this section, however, the slot 21 is clearly visible.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)

Abstract

The invention relates to a high pressure discharge lamp with a two-sided closed discharge vessel (1), whereby the electrrical supply (15) is located near a base and the free end (14) of the lead (4) pertaining thereto is covered by a pipe-shaped cap (10), whose first end oriented towards the discharge vessel is open and a second end pointing towards the base is closed.

Description

HochdruckentladungslampeHigh pressure discharge lamp
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlam- pen mit Außenkolben, die einseitig gesockelt sind. Die Erfindung eignet sich aber auch zur Anwendung bei Natrium- oder Quecksilber-Hochdruckentladungslampen.The invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1. It is in particular metal halide lamps with outer bulbs which are capped on one side. However, the invention is also suitable for use in high-pressure sodium or mercury discharge lamps.
Stand der TechnikState of the art
Aus der EP-A 517 304 ist bereits eine Hochdruckentladungslampe bekannt, bei der ein zweiseitig verschlossenes Entladungsgefäß mittels eines Gestells in einem Außenkolben gehaltert ist. Dabei ist sowohl die sockelnahe Stromzuführung als auch die sockelferne elektrische Zuleitung von einer isolierenden Hülle aus Quarzglas ummantelt um Überschläge bei Heißwiederzündung zu vermeiden. Weil davon ausgegangen wird, daß ein Überschlag in erster Linie zwischen diesen beiden Leitern stattfindet, wird deren effektiver Abstand dadurch verlängert, daß die sockelnahe Stromzuführung von ihrem Austritt aus dem Schaft des Entladungsgefäßes bis fast an den Kreuzungspunkt mit der zugehörigen sockelnahen elektrischen Zuleitung ummantelt ist. Dadurch ist die Überschlagsstrecke verlängert.A high-pressure discharge lamp is already known from EP-A 517 304, in which a discharge vessel which is closed on two sides is held in an outer bulb by means of a frame. In this case, both the power supply close to the base and the electrical supply line remote from the base are encased by an insulating sheath made of quartz glass in order to avoid flashovers during hot re-ignition. Because it is assumed that a flashover occurs primarily between these two conductors, their effective distance is extended by the fact that the power supply close to the base is encased with its associated electrical supply line from its exit from the shaft of the discharge vessel to almost the point of intersection. This extends the rollover distance.
In der Praxis zeigt sich allerdings, daß das zu lösende Problem komplexer ist, da ein Überschlag zwischen allen elektrisch leitenden Komponenten im Außenkolben möglich ist. Gemeinhin versucht man daher, durch einen großen Abstand zwischen gegensätzlich gepolten stromführenden Komponenten, durch die Vermeidung kleiner Krümmungsradien und scharfer Knicke der leitenden Komponenten sowie durch Verwendung von beidseitig offenen Glasrohren über den äußeren Stromzuführungen Überschläge zu verhindern. Letztlich werden daher relativ große Volumina im Außenkolben benötigt, um die Abstände groß genug zu halten. Darstellung der ErfindungIn practice, however, it turns out that the problem to be solved is more complex since a rollover between all electrically conductive components in the outer bulb is possible. Generally, attempts are therefore made to prevent arcing by a large distance between oppositely polarized current-carrying components, by avoiding small radii of curvature and sharp kinks in the conductive components, and by using glass tubes that are open on both sides above the external power supply lines. Ultimately, therefore, relatively large volumes are required in the outer bulb in order to keep the distances large enough. Presentation of the invention
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, deren Heißzündfähigkeit verbessert ist. Dies gilt insbesondere für Lampe hoher Leistung über 1 kW.It is an object of the present invention to provide a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1, the hot ignitability of which is improved. This applies particularly to lamps with a high output of more than 1 kW.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous configurations can be found in the dependent claims.
Im einzelnen soll vor allem die Heißzündfähigkeit von einseitig gesockelten Metall- halogenidlampen mit Außenkolben und einer hohen elektrischen Leistung von bevorzugt 4 kW bis 12 kW verbessert werden. Die Lampen bestehen aus einem Außenkolben mit einseitigem Sockel und einem darin angeordneten, in der Lam- penachse liegenden zweiseitig verschlossenen Entladungsgefäß. Es ist mittels zweier Abdichtmittel verschlossen, insbesondere Einschmelzungen oder Quetschungen. Unmittelbar nach dem Abschalten der Lampe befindet sich im Entladungsgefäß gasförmiges Quecksilber sowie gasförmige Metallhalogenide. Diese Füllkomponenten binden freie Ladungsträger. Der vom Zündgerät gelieferte Hoch- spannungspuls führt in diesem Zustand ohne besondere Gegenmaßnahmen zu einer Entladung im Außenkolbeπ anstatt zu einer Entladung zwischen den Elektroden im Entladungsgefäß. Diese tritt zwischen unterschiedlich gepolten Leitern auf, insbesondere zwischen den beiden äußeren Zuleitungen, zwischen einer äußeren Zuleitung und einem etwaigen am Ende des Außenkolbens eingeschmolzenen, un- teren Foliensystem in einer Quetschung oder zwischen der sockelfernen Zuleitung und der gegenüberliegenden sockelnahen Stromzuführung. Der Effekt ist 3 bis 6 Minuten nach dem Abschalten der Lampe besonders ausgeprägt.In particular, the hot-ignitability of metal halide lamps with an outer bulb and a high electrical output of preferably 4 kW to 12 kW should be improved. The lamps consist of an outer bulb with a base on one side and a discharge vessel arranged in it, located on the lamp axis and sealed on both sides. It is closed by means of two sealing means, in particular melts or bruises. Immediately after the lamp has been switched off there is gaseous mercury and gaseous metal halides in the discharge vessel. These filling components bind free charge carriers. In this state, the high-voltage pulse supplied by the igniter leads to a discharge in the outer bulb instead of a discharge between the electrodes in the discharge vessel without any special countermeasures. This occurs between conductors with different poles, in particular between the two outer supply lines, between an outer supply line and any lower film system melted at the end of the outer bulb in a pinch or between the supply line remote from the base and the opposite power supply near the base. The effect is particularly pronounced 3 to 6 minutes after the lamp is switched off.
Überraschend hat sich ein weiterer Mechanismus als störend erwiesen, nämlich eine Gleitfunkenentladung, die sich zwischen dem freien Ende der sockelnahen Zuleitung und der isolierenden Umhüllung auf der sockelfernen Zuleitung ausbildet. Von der Umhüllung wandert die Gleitfunkenentladung bis zur sockelfernen Zuleitung selbst, so daß dadurch ein Durchschlag erfolgen kann.Surprisingly, another mechanism has proven to be disruptive, namely a sliding spark discharge, which is formed between the free end of the supply line near the base and the insulating sheath on the supply line remote from the base. The sliding spark discharge migrates from the sheath to the supply line remote from the base itself, so that a breakdown can occur as a result.
Das freie Ende der sockelnahen Zuleitung wird erfindungsgemäß durch eine Kappe gegen die Umhüllung abgedeckt. Die Kappe ist hohlzylindrisch. Sie kann in der Form dem Abdichtungsteil angepaßt sein, also im Falle einer Einschmelzung röhr- förmig, im Falle einer Quetschung im Querschnitt rechteckig. Die Kappe ist zumindest am ersten, dem Entladungsgefäß zugewandten Ende offen. Bevorzugt ist sie am zweiten, dem Sockel zugewandten Ende verschlossen, insbesondere dann, wenn der Außenkolben mittels einer Moly-Cup-Einschmelzung oder auch mittels einer Quetschung mit Folien verschlossen ist. Somit werden Überschläge zu diesen Metallteilen hin vermieden.The free end of the feed line near the base is covered according to the invention by a cap against the casing. The cap is hollow cylindrical. It can be adapted in shape to the sealing part, that is, in the event of a meltdown, shaped, rectangular in the case of a crush in cross-section. The cap is open at least at the first end facing the discharge vessel. It is preferably closed at the second end facing the base, in particular when the outer bulb is closed by means of a Moly-Cup melt or by means of a pinch with foils. This prevents rollovers to these metal parts.
Das freie Ende der sockelnahen Zuleitung ist vorteilhaft quer zur Lampenachse abgewinkelt, weil dann eine gute Schweiß- oder Lötverbindung zur sockelnahen Zuleitung gewährleistet werden kann. Vorteilhaft ist dann die Kappe einseitig geschlitzt und als Rohr ausgebildet, insbesondere als ein Glasrohr aus Quarzglas.The free end of the supply line close to the base is advantageously angled transversely to the lamp axis, because then a good weld or solder connection to the base supply line can be guaranteed. The cap is then advantageously slotted on one side and designed as a tube, in particular as a glass tube made of quartz glass.
Bevorzugt ist der Außenkolben evakuiert oder mit Stickstoff gefüllt. Ein typischer Wert für den Stickstoff-Fülldruck (kalt) ist 400 bis 1400 mbar, insbesondere 800 mbar bis 950 mbar.The outer bulb is preferably evacuated or filled with nitrogen. A typical value for the nitrogen filling pressure (cold) is 400 to 1400 mbar, in particular 800 mbar to 950 mbar.
Insgesamt werden Überschläge jeglicher Art zwischen elektrisch leitenden, unter- schiedlich gepolten Komponenten zuverlässig vermieden und so der gewünschte Durchschlag im Entladungsgefäß sichergestellt. Gegenüber dem Stand der Technik ermöglicht die Kappe eine kompaktere Bauweise und eine größere Freiheit bei der Konstruktion der Lampe.Overall, arcing of any kind between electrically conductive, differently polarized components is reliably avoided and the desired breakdown in the discharge vessel is ensured. Compared to the prior art, the cap enables a more compact design and greater freedom in the construction of the lamp.
Aufgrund der Kappe sind Lampen mit kompakter Bauform möglich. Vorteilhaft ist es schon für die Durchschlagsfestigkeit ausreichend, wenn die Länge des aus dem Entladungsgefäß herausragenden Teils der sockelnahen Stromzuführung maximal das Sechsfache (bevorzugt höchstens das Dreifache) des Durchmessers der sok- kelnahen Zuleitung beträgt. Diese Länge bzw. dieses Verhältnis kann also extrem kurz gehalten werden im Vergleich zum Stand der Technik.Due to the cap, lamps with a compact design are possible. For the dielectric strength, it is advantageously sufficient if the length of the part of the power supply line near the base protruding from the discharge vessel is a maximum of six times (preferably at most three times) the diameter of the supply line close to the base. This length or this ratio can therefore be kept extremely short compared to the prior art.
Auf eine Quetschung mit Folieneinschmelzung als Verschließtechnik für den Außenkolben kann verzichtet werden. Statt dessen kann auch eine sogenannte Moly- Cup-Einschmelzung verwendet werden (s.u.). Dabei ist zur Vermeidung von Überschlägen zu den Molybdänbechern der Moly-Cup-Einschmelzung eine einseitig geschlossene Kappe bevorzugt.There is no need to squeeze the film as a sealing technique for the outer bulb. Instead, a so-called Moly Cup melting can also be used (see below). In order to avoid rollovers to the molybdenum cups of the Moly Cup melting, a cap closed on one side is preferred.
Bevorzugt ist die Kappe an Teilen der Lampe befestigt. Dies geschieht entweder, indem sie lose zwischen mehreren Teilen „eingesperrt" ist; oder indem sie an einem Teil starr befestigt ist: Insbesondere kommt dafür die Hülle (beispielsweise ein Quarzglasrohr) an der langen Stromzuführung in Frage. Die Kappe kann daran mittels eines Haftglasteils (beispielsweise in Form von Klebestreifen) angeschmolzen sein, aber auch daran angekittet oder angebunden sein.The cap is preferably attached to parts of the lamp. This happens either by being "locked" loosely between several parts, or by being on one Part is rigidly attached: In particular, the case (for example a quartz glass tube) on the long power supply comes into question. The cap can be fused to it by means of an adhesive glass part (for example in the form of adhesive strips), but can also be cemented or tied to it.
Figurencharacters
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with the aid of several exemplary embodiments. Show it:
Figur 1 eine Metallhalogenidlampe, im SchnittFigure 1 shows a metal halide lamp, in section
Figur 2 die Lampe aus Figur 1 mit SockelFigure 2 shows the lamp of Figure 1 with a base
Figur 3 die Kappe der Lampe aus Figur 1 im Detail Figur 4 ein Querschnitt der Kappe aus Figur 33 shows the cap of the lamp from FIG. 1 in detail; FIG. 4 shows a cross section of the cap from FIG. 3
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenidlampe, imFigure 5 shows another embodiment of a metal halide lamp, in
Schnittcut
Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Details der LampeFigure 6 shows another embodiment of a detail of the lamp
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
In Figur 1 und 2 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen einseitig gesockelten Hochdruckentladungslampe dargestellt. Bei der hier im Ausführungsbeispiel beschriebenen Hochdruckentladungslampe handelt es sich um eine Metallhalogenidlampe für fotooptische Zwecke mit einer Leistungsaufnahme von 6 kW.FIGS. 1 and 2 show the construction of a high-pressure discharge lamp with a base on one side according to the invention. The high-pressure discharge lamp described here in the exemplary embodiment is a metal halide lamp for photo-optical purposes with a power consumption of 6 kW.
Die Hochdruckentladungslampe besitzt ein zweiseitig verschlossenes Entladungsgefäß 1 aus Quarzglas, in dem ein ionisierbares Füllgas und zwei Elektroden 2 ein- geschlossen sind. Das Entladungsgefäß 1 wird mittels eines zweiteiligen Gestells 3, 4 in einem mit Stickstoff (900 mbar Kaltfülldruck) gefüllten, einseitig verschlossenen Außenkolben 5 gehaltert. Der Außenkolben 5 ist im wesentlichen axialsymmetrisch. Sein sockelnahes Ende 6 ist mit einem Keramiksockel 7, der Kontaktstifte 18 aufweist, mittels einer metallischen Hülse 24 verbunden. Die Lampe besitzt eine Hoch- spannungsfestigkeit von mehr als 50 kV.The high-pressure discharge lamp has a discharge vessel 1 made of quartz glass which is closed on both sides and in which an ionizable filling gas and two electrodes 2 are enclosed. The discharge vessel 1 is held by means of a two-part frame 3, 4 in an outer bulb 5 filled with nitrogen (900 mbar cold filling pressure) and sealed on one side. The outer bulb 5 is essentially axially symmetrical. Its end 6 near the base is connected to a ceramic base 7, which has contact pins 18, by means of a metallic sleeve 24. The lamp has a high dielectric strength of more than 50 kV.
Ein langer Gestellbügel 3 läuft am Entladungsgefäß 1 entlang zum sockelfernen Ende 8 des Außenkolbens und ist dort mit einer Stromzuführung 9, die aus dem Entladungsgefäß axial herausgeführt ist, verbunden. Beispielsweise ist der Bügel mit der Stromzuführung mittels Nickellot verlötet worden oder auch mit ihr verschweißt. Diese sockelferne Stromzuführung 9 ist in einem Pumpstutzen 12 am sockelfernen Ende 8 des Außenkolbens eingeführt. Der lange Bügel 3 ist in Sockel- nähe teilweise von einem Quarzglasrohr 13 umhüllt, das in einer rohrartigen Verlängerung 25 am sockelnahen Ende 6 des Außenkolbens 5 eingesteckt ist. Es ist so am sockelfernen Ende abgeschrägt (23), daß es zum Entladungsgefäß hin verlängert ist, wodurch die Länge des Überschlagswegs erhöht wird.A long frame bracket 3 runs along the discharge vessel 1 to the end 8 of the outer bulb which is remote from the base and is there with a power supply 9 which comes from the Discharge vessel is axially connected. For example, the bracket has been soldered to the power supply using nickel solder or also welded to it. This power supply 9 remote from the base is inserted in a pump connector 12 at the end 8 of the outer bulb remote from the base. The long bracket 3 is partially encased in the vicinity of the base by a quartz glass tube 13 which is inserted in a tubular extension 25 at the end 6 of the outer bulb 5 near the base. It is so chamfered at the end remote from the base (23) that it is extended towards the discharge vessel, which increases the length of the rollover path.
In ähnlicher Weise ist auch ein kurzer Gestellbügel 4, der überwiegend parallel zum langen Bügel 3 angeordnet ist, in einer rohrartigen Verlängerung 25 am sockelnahen Ende des Außenkolbens 6 gehaltert. Der Drahtdurchmesser D des kurzen Bügels 4 ist 3 mm. Das freie Ende 14 des Bügels 4 ist abgewinkelt und quer zur Lampenachse angeordnet. Es ist mit der aus dem sockelnahen Ende 16 (als Einschmel- zung oder Quetschung ausgeführt) des Entladungsgefäßes herausgeführten Strom- Zuführung 15 an einem Kreuzungspunkt verbunden, beispielsweise durch Löten oder Schweißen. Die Länge L des aus dem Entladungsgefäß herausragenden Teils der Stromzuführung ist 6 mm. Somit beträgt das Verhältnis L D = 2.Similarly, a short frame bracket 4, which is arranged predominantly parallel to the long bracket 3, is held in a tubular extension 25 at the end of the outer bulb 6 near the base. The wire diameter D of the short bracket 4 is 3 mm. The free end 14 of the bracket 4 is angled and arranged transversely to the lamp axis. It is connected to the power supply line 15, which is led out of the discharge vessel near the base end 16 (in the form of melting or pinching) of the discharge vessel, for example by soldering or welding. The length L of the part of the power supply protruding from the discharge vessel is 6 mm. Thus the ratio L D = 2.
Im Bereich des Kreuzungspunktes ist eine rohrförmige Kappe 10 mit offenem ersten Ende 19 und geschlossenem zweiten Ende 20 axial ausgerichtet (siehe Figur 3 und 4). Sie umgibt die kurze Stromzuführung 15 vollständig mit Abstand und schirmt vor allem das quer zur Achse liegende Ende 14 des Bügels 4 gegen die Hülle 13 ab. Dieses Bügelende 14 ist durch einen achsparallelen Schlitz 21, der sich vom offenen ersten Ende 19 der Kappe etwa zwei Drittel der Länge der Kappe erstreckt, in die Kappe eingeführt. Letztlich ist also die Stromzuführung 15 und das abgewinkelte Ende 14 der Zuleitung 4 in der Kappe eingeschlossen.In the area of the crossing point, a tubular cap 10 with an open first end 19 and a closed second end 20 is axially aligned (see FIGS. 3 and 4). It surrounds the short power supply 15 completely at a distance and shields above all the end 14 of the bracket 4 lying transversely to the axis against the sheath 13. This bow end 14 is inserted into the cap through an axially parallel slot 21, which extends from the open first end 19 of the cap about two thirds of the length of the cap. Ultimately, the power supply 15 and the angled end 14 of the feed line 4 are enclosed in the cap.
Die Verlängerungsrohre 25 sind aus dem Boden 11 am Ende des Außenkolbens herausgeführt. Die Kappe 10 sitzt locker auf dem Boden 11 mit ihrem zweiten Ende 20 auf. Außerdem liegt sie mit ihrer Seitenwand locker an der Hülse 13 an. Somit ist sie einerseits ausreichend fixiert, andererseits hat sie genügend Spielraum für die thermisch bedingte Ausdehnung im Lampenbetrieb. Insgesamt ist die Kappe also lose an der kurzen Zuleitung gehaltert. Eine besondere Maßnahme zur Befestigung der Kappe ist nicht erforderlich, was sich zeit- und kostengünstig auswirkt und den Herstellprozeß erheblich erleichtert. Das erste Ende 19 der Kappe endet etwa in Höhe des Endes der als Vollzylinder ausgebildeten Einschmelzung 16 des Entladungsgefäßes.The extension tubes 25 are led out of the bottom 11 at the end of the outer bulb. The cap 10 sits loosely on the floor 11 with its second end 20. In addition, it lies loosely against the sleeve 13 with its side wall. Thus, on the one hand it is adequately fixed, on the other hand it has enough scope for thermal expansion during lamp operation. Overall, the cap is loosely attached to the short supply line. A special measure for attaching the cap is not necessary, which has a time-saving and cost-effective effect and considerably simplifies the manufacturing process. The first end 19 of the cap ends approximately in Height of the end of the melting 16 of the discharge vessel designed as a solid cylinder.
Die Enden der Zuleitungen 3, 4 sind jeweils von einem becherartigen Hohlzylinder 22 aus Molybdän (sog. Moly-Cup) umgeben ist. Am sockelnahen Ende ist der Bo- den des Hohlzylinders 22 mit der Zuleitung 4 bzw. dem Quarzglasrohr 13 der Zuleitung 3 verbunden. Das freie Ende des Hohlzylinders läuft dünn aus und endet im Verlängerungsrohr 25. Die Moly-Cup-Einschmelzung stellt einen kommerziell erhältlichen Quarzglas-Metall-Übergang dar. Dieser Übergang ist vakuumdicht. Nähere Einzelheiten sind beispielsweise in US-A 3804045 zu finden.The ends of the feed lines 3, 4 are each surrounded by a cup-like hollow cylinder 22 made of molybdenum (so-called Moly-Cup). At the end near the base, the bottom of the hollow cylinder 22 is connected to the feed line 4 or the quartz glass tube 13 of the feed line 3. The free end of the hollow cylinder runs out thinly and ends in the extension tube 25. The Moly Cup melting represents a commercially available quartz glass-metal transition. This transition is vacuum-tight. Further details can be found, for example, in US-A 3804045.
Die Enden der Gestellbügel 3, 4, die jeweils noch über den Moly-Cup 20 hinausragen, sind jeweils mit einer Nickellitze 17 verbunden. Die Litze 17 ist in einer zentralen Bohrung des Kontaktstifts 18 bis zu dessen Ende geführt und dort mit dem Stift 18 verlötet. Beim Heißzünden der Lampe liegen Spannungen von ca. 40 bis 50 kV an. Bei höheren Wattagen ist die Zündspannung eher noch höher.The ends of the frame brackets 3, 4, which each still protrude beyond the Moly Cup 20, are each connected to a nickel strand 17. The wire 17 is guided in a central bore of the contact pin 18 to the end thereof and soldered there to the pin 18. When the lamp is ignited hot, voltages of approx. 40 to 50 kV are present. At higher wattages, the ignition voltage is rather higher.
Diese Lampe erzielte im Vergleich zu einer baugleichen Lampe ohne Kappe eine wesentlich zuverlässigere Heißwiederzündung. Dabei wurde ein Zeitfenster zwischen Abschalten und Wiederzünden erprobt, das zwischen wenigen Sekunden und sieben Minuten lag. Die kappenlose Lampe zündete zwischen 3 und 6 Minuten nicht.This lamp achieved a significantly more reliable hot re-ignition compared to a lamp of the same design without a cap. A time window between switching off and reigniting was tested, which was between a few seconds and seven minutes. The capless lamp did not light between 3 and 6 minutes.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 entsprechen gleiche Bezugsziffern den gleichen Teilen wie in Figur 2. Im Unterschied ist jedoch das freie Ende 32 der Umhüllung 29 der sockelfernen Zuleitung 3 stufenförmig ausgeführt, was verarbeitungstechnische Vorteile gegenüber dem Abschrägen bietet. Die Kappe 30 ist 10 mm weit über das Abdichtmittel 16 gezogen und umgibt es in geringem Ab- stand. Damit ist nicht nur die Gleitfunkenentladung zur Zuleitung 3 entlang der Umhüllung 29 unterbunden, sondern auch ein direkter Durchschlag zwischen dem freien Ende 14 der sockelnahen Zuleitung 4 und der sockelfernen Zuleitung 3 erschwert. Nicht nur das erste Ende 28, sondern auch das zweite, sockelnahe Ende 31 der Kappe 30 ist offen.In a further exemplary embodiment according to FIG. 5, the same reference numerals correspond to the same parts as in FIG. 2. In contrast, however, the free end 32 of the casing 29 of the feed line 3 remote from the base is designed in a step-like manner, which offers processing advantages over chamfering. The cap 30 is pulled 10 mm over the sealing means 16 and surrounds it at a short distance. This not only prevents the sliding spark discharge to the supply line 3 along the casing 29, but also makes it more difficult for a direct breakdown between the free end 14 of the supply line 4 near the base and the supply line 3 remote from the base. Not only the first end 28, but also the second end 31 of the cap 30 near the base is open.
In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel im Detail gezeigt, bei dem die Kappe 35 am Quarzglasrohr 13 befestigt ist, indem es dort angeschmolzen ist. Dies ge- schieht durch zwei Klebestreifen 36 aus Quarzglas, die sich entlang der Kappe 35 am Quarzglasrohr 13 erstrecken. In Draufsicht in Figur 6b ist das Haftglasteil 36 (zwei Klebestreifen) in den beiden Winkeln zwischen der Kappe und dem Quarzglasrohr gut zu erkennen. In der Seitenansicht (Figur 6a) sind die Klebestreifen nicht zu sehen, da der Schnitt zentral gewählt ist; in diesem Schnitt ist jedoch der Schlitz 21 gut erkennbar. FIG. 6 shows a further exemplary embodiment in detail, in which the cap 35 is fastened to the quartz glass tube 13 by being melted there. This passes through two adhesive strips 36 made of quartz glass, which extend along the cap 35 on the quartz glass tube 13. 6b, the adhesive glass part 36 (two adhesive strips) can be clearly seen at the two angles between the cap and the quartz glass tube. The adhesive strips cannot be seen in the side view (FIG. 6a), since the cut is chosen centrally; in this section, however, the slot 21 is clearly visible.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Hochdruckentladungslampe mit einem zweiseitig verschlossenen Entladungsgefäß (1), das eine Lampenachse definiert und aus dem Stromzuführungen (9, 15) herausgeführt sind, die mit einer kurzen und einer langen elektrischen Zuleitung (3, 4) in einem einseitig verschlossenen Außenkolben (5) elektrisch leitend verbunden sind, wobei zwei unterschiedlich gepolte Leitungsteile jeweils mit einer isolierenden1. High-pressure discharge lamp with a discharge vessel (1) which is closed on both sides and which defines a lamp axis and from which current leads (9, 15) are led, which have a short and a long electrical lead (3, 4) in an outer bulb (5) which is closed on one side are electrically conductively connected, two differently polarized line parts each with an insulating
Hülle (13) zur Vermeidung von Überschlägen ummantelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das freie Ende der zur sockelnahen Stromzuführung (15) zugehörigen kurzen Zuleitung (4) teilweise durch eine hohlzylindrische, insb. rohr- förmige, Kappe (10) abgedeckt ist, wobei zumindest deren erstes zum Entladungs- gefäß hin gerichtetes Ende (19) offen ist.Sheath (13) to avoid flashovers, characterized in that at least the free end of the short supply line (4) associated with the power supply (15) near the base is partially covered by a hollow cylindrical, especially tubular, cap (10), at least its first end (19) directed towards the discharge vessel is open.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das zum Sockel hin gerichtete zweite Ende (20) der Kappe verschlossen ist.2. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the second end (20) of the cap directed towards the base is closed.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe lose an der kurzen Zuleitung gehaltert ist.3. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the cap is loosely held on the short supply line.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der sockelnahen Zuleitung (4) quer zur Lampenachse abgewinkelt ist.4. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the free end of the supply line near the base (4) is angled transversely to the lamp axis.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (10) einseitig am ersten Ende (19) geschlitzt ist, und daß das abgewinkelte freie Ende der sockelnahen Zuleitung (4) in diesem Schlitz (21) geführt ist.5. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the cap (10) is slotted on one side at the first end (19), and that the angled free end of the base-near supply line (4) is guided in this slot (21).
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die sockelferne Zuleitung (3) in Höhe des freien Endes der sockelnahen Zuleitung von einer isolierenden Hülle (13) ummantelt ist, die insbesondere an ihrem freien Ende abgeschrägt (23) oder abgestuft (32) ist.6. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the base-remote supply line (3) is sheathed at the free end of the supply line close to the base by an insulating sheath (13), which in particular is bevelled (23) or stepped (32) at its free end is.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (10) auf dem Boden (11) des Endes des Außenkolbens aufsitzt und/oder an der Hülle (13) anliegt, oder an dieser Hülle (13) befestigt ist. 7. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the cap (10) sits on the bottom (11) of the end of the outer bulb and / or bears against the envelope (13), or is attached to this envelope (13).
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des aus dem Entladungsgefäß herausragenden Teils der sockelnahen Stromzuführung (15) höchstens dem Sechsfachen, bevorzugt höchstens dem Dreifachen, des Durchmessers der sockelnahen Zuleitung (4) entspricht.8. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the length of the protruding from the discharge vessel part of the near-socket power supply (15) corresponds at most to six times, preferably at most three times, the diameter of the near-socket supply line (4).
9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß mittels zweier Abdichtungsteile, die insbesondere als Einschmel- zungen oder Quetschungen ausgeführt sind, verschlossen ist, wobei die Kappe mindestens bis an das sockelnahe Abdichtungsteil (16) heranreicht.9. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the discharge vessel is closed by means of two sealing parts, which are in particular designed as melts or bruises, the cap reaching at least as far as the sealing part (16) close to the base.
10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe mindestens über eine axiale Länge von 5 mm das sockelnahe Abdichtungsteil umgibt. 10. High-pressure discharge lamp according to claim 10, characterized in that the cap surrounds the sealing part close to the base at least over an axial length of 5 mm.
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