EP1434252A2 - Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss, Elektrodensystem für eine solche Lampe und Herstellungsverfahren eines solchen Systems - Google Patents

Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss, Elektrodensystem für eine solche Lampe und Herstellungsverfahren eines solchen Systems Download PDF

Info

Publication number
EP1434252A2
EP1434252A2 EP03026131A EP03026131A EP1434252A2 EP 1434252 A2 EP1434252 A2 EP 1434252A2 EP 03026131 A EP03026131 A EP 03026131A EP 03026131 A EP03026131 A EP 03026131A EP 1434252 A2 EP1434252 A2 EP 1434252A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pin
metal halide
bore
halide lamp
niobium
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Withdrawn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
EP03026131A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1434252A3 (de
Inventor
Matthias Lenz
Dieter Trypke
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 EP1434252A2 publication Critical patent/EP1434252A2/de
Publication of EP1434252A3 publication Critical patent/EP1434252A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • 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
    • H01J5/46—Leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
    • 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

Definitions

  • the invention is based on a metal halide lamp with a ceramic discharge vessel according to the preamble of claim 1. It is especially from lamps with a power of 20 to 400 W, preferably from 100 W.
  • a high-pressure discharge lamp is known from WO 91/09416, in which a bushing made of a large diameter Nb tube with a thin one Wall exists while the electrode is small by a pin Diameter is formed.
  • the ratio of the diameters is at least 4: 1.
  • the connection between the bushing and the electrode is produced by crimping, the crimping being carried out in such a way that a passage to the inside of the Nb tube remains, which acts as a reservoir for the Fills the discharge vessel.
  • This technique is used for high pressure sodium lamps, using a ceramic discharge tube as standard used.
  • connection technology is welding or soldering, see for example EP 652 587. This type of However, connection is difficult to master, so a relatively high scrap must be accepted and also requires by nature high investments. Lowering the committee, on the other hand, requires high costs.
  • the discharge vessel has two ends, the are closed with plugs, and an electrical conductive implementation is passed, being on the implementation an electrode is fastened with a shaft, which is inside the discharge vessel protrudes.
  • Implementation and electrode are as follows collectively referred to as the electrode system.
  • the electrode system includes at least two components that act as pins of different diameters are executed, wherein the larger component is a niobium stick, and wherein the smaller component lying on the inside on the discharge side, a pin made of molybdenum or is tungsten, which is inserted in a hole in the niobium stick, the ratio of the diameter of the smaller component to that of the Nb pin is between 30 and 65% and the inserted pin in the hole is fixed by a mechanical pressing process.
  • niobium can also a high niobium alloy (e.g. NbZr with an Nb content of at least 60 mol%) or a metal with similar properties such as niobium, in terms of its ductility, are preferably used tantalum.
  • the mechanical pressing process by crimping or clamping is preferred realized.
  • a local pressing under crimping and under clamping to understand a comprehensive squeezing of the wall of the bore.
  • the smaller component is an electrode shaft made of tungsten, which is inserted into the niobium stick. It can be both around a long shaft for a capillary and one act short shaft (without plug capillary).
  • the smaller component is one Molybdenum pin as an inner part of the leadthrough, while the niobium pin is the outer part of the implementation.
  • the inner part lies in the capillary, while the outer part sits at the end of the capillary.
  • the bore is about 0.8 to 2.5 mm deep, which is sufficient Stop for the pin to be inserted is given.
  • the plug capillary bore be inserted Pin is adjusted in diameter. This is particularly the case if the bore is at most 0.04 mm, preferably 0.01 to 0.025 mm, larger is.
  • the hole usually has a circumferential wall.
  • an embodiment is advantageous in which the bore is slotted and has at least two tongues.
  • the present invention is also directed to the electrode system for a Metal halide lamp with ceramic discharge tube directed alone, wherein the electrode system comprises two components that differ as pins Are executed diameter, the larger component Is niobium stick, and wherein the smaller component is a pin made of molybdenum or Is tungsten, which is inserted into a bore of the niobium pin, the Ratio of the diameter of the smaller component to that of the Nb pin between 30 and 65% is and the inserted pin in the hole by one mechanical pressing process is attached.
  • the discharge vessel has two ends that are closed with ceramic plugs.
  • the implementation is a pin that is sealed on the outside of the stopper by glass solder.
  • an electrode is attached to the inside with its shaft, which leads to the inside of the discharge vessel protrudes.
  • the electrode can have a head which is designed as a ball, pin, molded part or spiral.
  • a filler coil may be attached to the shaft if a capillary is used becomes.
  • the lamp power is preferably between 70 and 400 W, however also larger powers (1000 W) as well as smaller powers (up to 20 W) are possible.
  • the stopper can be made in one part, but also in several parts. For example can in a manner known per se a stopper capillary from an annular Be part of the plug.
  • the bushing or its outer part is typically over that in the stopper the entire length is melted into the glass solder. Important is, that the niobium stick completely because of the corrosive attack of the filling on niobium is covered by glass solder.
  • the bushing made of Nb has a bore into which a pin made of molybdenum or tungsten is inserted on the discharge side.
  • the bore is either with a continuous wall provided or with a wall that is slotted. It is then preferred provided with two, or more, slits.
  • the diameter of the joined Pen is between 30 and 65% (including marginal values) of the Nb pin.
  • the remaining wall thickness of the Nb pin is chosen so that due to the material properties of the Nb a purely mechanical bracket of the pin to be joined by pressing, for example by crimping or pressing (holding by a press fit) is possible.
  • the hole adapted to the diameter of the pin to be joined.
  • the length of this pen does not matter major role.
  • a bore of about 1.3 to 2.5 mm depth is sufficient, preferably are 1.5 to 2.0 mm deep, regardless of the wattage.
  • the feedthrough is a niobium stick with a circumferential hole, because there is a hole easy and safe to manufacture and provides a very good fixation of the to be joined Pin.
  • the Nb pin is slotted Provide hole, which is relatively expensive to manufacture, but under special circumstances, possibly with high wattages and greater weight of the pin to be joined, allows better crimping.
  • a metal halide lamp with an output of 150 W is shown schematically in FIG. It consists of a cylindrical outer bulb 1 made of quartz glass which defines a lamp axis and is squeezed (2) and base (3) on two sides. Of course, the lamp can also be closed on one side and provided, for example, with a screw base.
  • the axially arranged discharge vessel 4 made of Al 2 O 3 ceramic is cylindrical or bulbous in shape and has two ends 6. It is held in the outer bulb 1 by means of two current leads 7, which are connected to the base parts 3 via foils 8.
  • the power supply lines 7 are welded to bushings 9, 10 which are each fitted in an end plug 12 at the end 6 of the discharge vessel.
  • the stopper part is designed as an elongated capillary tube 12 (stopper capillary).
  • the end 6 of the discharge vessel and the stopper capillary 12 are, for example, sintered together directly.
  • An electrode 15 is located on the discharge side on the discharge side.
  • the bushings 9, 10 are each designed as a niobium stick and protrude up to into about a quarter of the length of the capillary tube 12. It stretches within the capillary tube 12 towards the discharge volume elongated electrode shaft 16 made of tungsten with one on the discharge side End of the shaft pushed-on helix 17.
  • the discharge vessel is filled, e.g. Argon, from mercury and additives to metal halides.
  • a metal halide filling without Mercury, preferably xenon and in particular a high ignition gas Pressure well above 1.3 bar can be selected.
  • the niobium pin 9 is inserted approximately 3 mm deep into the capillary 12 and sealed with glass solder 19. It is important that the glass solder this niobium stick completely covered and also the beginning of the shaft 16 (1 to 2 mm) is still covered by the glass solder.
  • FIG. 2 the electrode system is shown in detail, in side view ( Figure 2a) and in a side view rotated by 90 ° (FIG. 2b).
  • implementation 9 is a slotted niobium stick with a diameter of 0.88 mm. He owns a hole of 2 mm depth and 0.52 mm diameter. This hole is provided with two breakthrough slots, so that from the Wall two tongues 14 remain.
  • the shaft 16 is in the bore inserted from tungsten and fastened there by crimping (dent 17). to For better clarity, the shaft 16 is not shown fully inserted. The crimping takes place locally at two opposite points 17 of the two tongues 14.
  • the diameter of the shaft 16 is 0.50 mm.
  • the part of the shaft located in the stopper capillary is of a filling spiral 10 surrounded by molybdenum to minimize dead volume.
  • FIG. 3 A further exemplary embodiment of an electrode system is shown in FIG.
  • a niobium stick 20 with a diameter serves as bushing 9, 10 of 0.88 mm. It has a bore 21 of 2 mm deep and 0.42 mm Diameter. This bore has a circumferential wall 22 (Fig. 3a). In the bore is inserted into the shaft 16 made of tungsten (FIG. 3b) and there attached by crimping (Fig. 3c). The crimping takes place locally on two opposite ones Places the wall and leaves two pressure points there 24. The diameter of the shaft 16 is 0.40 mm.
  • the one in the capillary lying part of the shaft is of a filler coil 23 made of molybdenum surrounded to minimize the dead volume.
  • the diameter of the Nb pin and the shaft can vary depending on the wattage be chosen. in general the ratio (diameter of the shaft) :( diameter of the Nb pin) in the range 30 to 65%, independent whether a slot or circumferential hole is used. at lower wattages the ratio is rather at the bottom, higher ones Wattage rather at the top. In another embodiment under When using molybdenum, this ratio is rather higher than when using of tungsten, namely approx. 30 to 50% higher, based on tungsten.
  • a simple embodiment that is not intended for a stopper capillary 4 shows there the Nb pin 25 in FIG. 4a alone with the bore 26, while in Fig. 4b the short W-pin 27 as an electrode shaft inserted and clamped there.
  • the crimping method is also suitable, for example, to a connection between the Nb pin 30 as an outer part of a bushing and to produce a Mo core pin 31 as an inner part of a bushing, because here too the difference in size of the diameter in the applicable Range (30 to 65%).
  • a crimp dent is given as reference numeral 34 see.
  • the core pin 31 is equipped with a filling spiral 33.
  • connection between the Mo core pin 31 and the Electrode shaft 32 made of tungsten in a conventional manner by means of welding to make, because the size difference between shaft and core pin is too small is. It is typically around 70 to 100%.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß (4), wobei das Entladungsgefäß zwei Enden (6) besitzt, die mit Stopfen (12) verschlossen sind, und wobei durch diesen Stopfen (12) eine elektrisch leitende Durchführung (9,10), hindurchgeführt ist, wobei an der Durchführung (9,10) eine Elektrode (15) mit einem Schaft (16) befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes (4) hineinragt, wobei Durchführung (9,10) und Elektrode (15) zusammen als Elektrodensystem bezeichnet sind, das zwei Bauteile umfasst, die als Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei das größere Bauteil (9) ein Niobstift ist, und wobei das kleinere, entladungsseitig innen benachbart liegende Bauteil ein Stift (16) aus Molybdän oder Wolfram ist, der in einer Bohrung (21) des Niobstiftes (9) eingesteckt ist, wobei das Verhältnis der Durchmesser des kleineren Bauteils zu dem des Nb-Stifts (9) zwischen 30 und 65% liegt und der eingesteckte Stift in der Bohrung (21) durch einen mechanischen Pressvorgang befestigt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Lampen mit einer Leistung von 20 bis 400 W, bevorzugt ab 100 W.
Stand der Technik
Aus der WO 91/09416 ist eine Hochdruckentladungslampe bekannt, bei der eine Durchführung aus einem Nb-Rohr großen Durchmessers und mit dünner Wandung besteht, während die Elektrode von einem Stift kleinen Durchmessers gebildet wird. Das Verhältnis der Durchmesser liegt bei mindestens 4:1. Die Verbindung zwischen Durchführung und Elektrode wird durch Crimpen hergestellt, wobei die Crimpung so durchgeführt wird, dass eine Passage zum Inneren des Nb-Rohrs verbleibt, das als Reservoir für die Füllung des Entladungsgefäßes dient. Diese Technik wird für Natriumhochdrucklampen, die ein keramisches Entladungsgefäß verwenden, als Standard verwendet.
Im Gegensatz dazu wird bei neueren Metallhalogenidlampen mit keramischem Entladungsgefäß kein Reservoir benötigt. Im Gegenteil wird ein Totvolumen im Bereich des Elektrodensystems so gut wie möglich vermieden. Aus diesem Grund sind Durchführung und benachbarter Stift mit etwa gleich großen Durchmessern ausgestattet. Die übliche Verbindungstechnik ist hier Schweißen oder Löten, siehe beispielsweise EP 652 587. diese Art der Verbindung ist jedoch schwer zu beherrschen, so dass ein relativ hoher Ausschuss in Kauf genommen werden muss und erfordert zudem von Natur aus hohe Investitionen. Eine Senkung des Ausschusses erfordert andererseits hohe Kosten.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, deren Elektrodensystem so konzipiert ist, dass es einfach und zuverlässig herzustellen ist und den Ausschuss trotzdem niedrig hält.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Im einzelnen handelt es sich um eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden besitzt, die mit Stopfen verschlossen sind, und wobei durch diesen Stopfen eine elektrisch leitende Durchführung hindurchgeführt ist, wobei an der Durchführung eine Elektrode mit einem Schaft befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt. Durchführung und Elektrode werden im folgenden zusammen als Elektrodensystem bezeichnet. Das Elektrodensystem umfasst mindestens zwei Bauteile, die als Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei das größere Bauteil ein Niobstift ist, und wobei das kleinere, entladungsseitig innen benachbart liegende Bauteil ein Stift aus Molybdän oder Wolfram ist, der in einer Bohrung des Niobstiftes eingesteckt ist, wobei das Verhältnis der Durchmesser des kleineren Bauteils zu dem des Nb-Stifts zwischen 30 und 65% liegt und der eingesteckte Stift in der Bohrung durch einen mechanischen Pressvorgang befestigt ist. Statt Niob kann auch eine hochniobhaltige Legierung (beispielsweise NbZr mit einem Nb-Anteil von mindestens 60 mol-%) oder ein Metall mit ähnlichen Eigenschaften wie Niob, was seine Duktilität betrifft, verwendet werden, bevorzugt eignet sich Tantal.
Bevorzugt ist der mechanische Pressvorgang durch Crimpen oder Klemmen realisiert. Hierbei ist unter Crimpen ein lokales Pressen und unter Klemmen ein umfassendes Quetschen der Wandung der Bohrung zu verstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das kleinere Bauteil ein Elektrodenschaft aus Wolfram, der im Niobstift eingesteckt wird. Dabei kann es sich sowohl um einen langen Schaft für eine Stopfenkapillare als auch um einen kurzen Schaft (ohne Stopfenkapillare) handeln.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das kleinere Bauteil ein Stift aus Molybdän als inneres Teil der Durchführung, während der Niobstift der äußere Teil der Durchführung ist. Dabei liegt das innere Teil in der stopfenkapillare, während das äußere Teil am Ende der Kapillare sitzt.
Im allgemeinen ist die Bohrung etwa 0,8 bis 2,5 mm tief, wodurch ein ausreichender Halt für den einzusteckenden Stift gegeben ist. Eine bevorzugte Faustregel für die Tiefe T der Bohrung ist das drei- bis fünffache des Durchmessers, insbesondere das Vierfache des Durchmessers D des Stiftes, also T = 4 D.
Um eine optimale Fixierung und Befestigung des kleineren Bauteils zu erreichen, empfiehlt sich, dass die Bohrung Stopfenkapillare dem einzusteckenden Stift im Durchmesser angepasst ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Bohrung höchstens 0,04 mm, bevorzugt 0,01 bis 0,025 mm, größer ist.
Normalerweise besitzt die Bohrung eine umlaufende Wandung. Unter Umständen ist aber eine Ausführungsform vorteilhaft, in der die Bohrung geschlitzt ist und mindestens zwei Zungen besitzt.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf das Elektrodensystem für eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß alleine gerichtet, wobei das Elektrodensystem zwei Bauteile umfasst, die als Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei das größere Bauteil ein Niobstift ist, und wobei das kleinere Bauteil ein Stift aus Molybdän oder Wolfram ist, der in einer Bohrung des Niobstiftes eingesteckt ist, wobei das Verhältnis der Durchmesser des kleineren Bauteils zu dem des Nb-Stifts zwischen 30 und 65% liegt und der eingesteckte Stift in der Bohrung durch einen mechanischen Pressvorgang befestigt ist.
Des weiteren deckt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems ab, das zwei Bauteile umfasst, die als Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei das größere Bauteil ein Niobstift ist, und wobei das kleinere Bauteil ein Stift aus Molybdän oder Wolfram ist, wobei der Niobstift eine Bohrung zum Aufnehmen des kleineren Bauteils aufweist, wobei das Verhältnis der Durchmesser des kleineren Bauteils zu dem des Nb-Stifts zwischen 30 und 65% liegt, mit folgenden Verfahrensschritten:
  • a) Einstecken des kleineren Bauteils in den Niobstift;
  • b) Befestigen des eingesteckten Stift in der Bohrung durch einen mechanischen Pressvorgang, insbesondere Crimpen oder Klemmen.
    • Insbesondere handelt es sich um eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß aus Aluminiumoxid, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden besitzt, die mit keramischen Stopfen verschlossen sind. Durch sie ist eine elektrisch leitende, evtl. zweiteilige, Durchführung, die bezogen auf die Entladung aus einem inneren Teil und einem äußeren stiftförmigen Teil bestehen kann, vakuumdicht hindurchgeführt ist. Die Durchführung ist ein Stift, der außen am Stopfen durch Glaslot abgedichtet ist. An der Durchführung ist innen eine Elektrode mit ihrem Schaft befestigt, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt. Die Elektrode kann einen Kopf besitzen, der als Kugel, Stift, Formteil oder Wendel ausgebildet ist. Außerdem kann am Schaft eine Füllwendel angebracht sein, wenn ein Stopfenkapillare verwendet wird.
    Bevorzugt beträgt die Leistung der Lampe zwischen 70 und 400 W, aber auch größere Leistungen (1000 W) sowie kleinere Leistungen (bis 20 W) sind möglich.
    Der Stopfen kann einteilig, aber auch mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise kann in an sich bekannter Weise eine Stopfenkapillare von einem ringförmigen Stopfenteil umgeben sein.
    Die Durchführung oder deren äußeres Teil wird typisch über die im Stopfen befindliche Länge vollständig in das Glaslot eingeschmolzen. Wichtig ist, dass der Niobstift wegen des korrosiven Angriffs der Füllung auf Niob vollständig von Glaslot bedeckt ist.
    Erfindungsgemäß weist die Durchführung aus Nb eine Bohrung auf, in die ein Entladungsseitig ein Stift aus Molybdän oder Wolfram eingefügt wird. Die Bohrung ist entweder mit einer durchgehend umlaufenden Wandung versehen oder mit einer Wandung, die geschlitzt ist. Bevorzugt ist sie dann mit zwei, oder auch mehr, Schlitzen versehen. Der Durchmesser des gefügten Stiftes ist dabei zwischen 30 und 65 % (Randwerte eingeschlossen) des Nb-Stiftes. Die damit verbleibende Wandstärke des Nb-Stiftes ist so gewählt, dass aufgrund der Materialeigenschaften des Nb eine rein mechanische Halterung des zu fügenden Stiftes durch Pressen, beispielsweise durch Crimpen bzw. Pressen (Halterung durch Preßsitz) möglich ist. Dabei ist die Bohrung auf den Durchmesser des zu fügenden Stiftes angepasst. Bevorzugt ist die Bohrung dafür zwischen 0,01 und 0,04 mm, insbesondere 0,015 bis 0,025 mm, größer als der zu fügende Stift. Die Länge dieses Stiftes spielt dabei keine große Rolle. Es genügt ein Bohrung von etwa 1,3 bis 2,5 mm Tiefe, bevorzugt sind 1,5 bis 2,0 mm Tiefe, unabhängig von der Wattage.
    In einer bevorzugten ersten Ausführungsform ist die Durchführung ein Niobstift mit einer umlaufenden Bohrung versehen, denn eine Bohrung ist leicht und sicher herzustellen und liefert eine sehr gute Fixierung des zu fügenden Stiftes.
    In einer zweiten Ausführungsform ist der Nb-Stift mit einer geschlitzten Bohrung versehen, die zwar relativ aufwendig herzustellen ist, aber unter besonderen Umständen, ggf. bei hohen Wattagen und größerem Gewicht des zu fügenden Stiftes, eine bessere Crimpung ermöglicht.
    Die damit erzielbare Fixierung ist so zuverlässig, dass auch Elektrodensysteme mit langem Schaft, der eine Füllwendel trägt, jetzt aus einem Stück gefertigt werden können. Die Fehlerquelle Bruch der Schweißung entfällt jetzt völlig.
    Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen schematisch:
    Figur 1
    eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß;
    Figur 2a und 2b
    den Endbereich der Lampe der Figur 1 im Detail;
    Figur 3 bis 5
    weitere Ausführungsbeispiele eines Elektrodensystems.
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
    In Figur 1 ist schematisch eine Metallhalogenidlampe mit einer Leistung von 150 W dargestellt. Sie besteht aus einem eine Lampenachse definierenden zylindrischen Außenkolben 1 aus Quarzglas, der zweiseitig gequetscht (2) und gesockelt (3) ist. Selbstverständlich kann die Lampe auch einseitig verschlossen und beispielsweise mit einem Schraubsockel versehen sein. Das axial angeordnete Entladungsgefäß 4 aus Al2O3-Keramik ist zylindrisch oder bauchig geformt und besitzt zwei Enden 6. Es ist mittels zweier Stromzuführungen 7, die mit den Sockelteilen 3 über Folien 8 verbunden sind, im Außenkolben 1 gehaltert. Die Stromzuführungen 7 sind mit Durchführungen 9, 10 verschweißt, die jeweils in einem Endstopfen 12 am Ende 6 des Entladungsgefäßes eingepasst sind. Das Stopfenteil ist als ein langgezogenes Kapillarrohr 12 (Stopfenkapillare) ausgeführt. Das Ende 6 des Entladungsgefäßes und die Stopfenkapillare 12 sind beispielsweise miteinander direkt versintert. An der Durchführung sitzt Entladungsseitig eine Elektrode 15.
    Die Durchführungen 9, 10 ist jeweils als Niobstift ausgeführt und ragt bis etwa in ein Viertel der Länge des Kapillarrohr 12 in dieses hinein. Daran erstreckt sich innerhalb des Kapillarrohrs 12 zum Entladungsvolumen hin ein verlängerter Elektrodenschaft 16 aus Wolfram mit einer am entladungsseitigen Ende des Schaftes aufgeschobenen Wendel 17.
    Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht neben einem inerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden. Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung einer Metallhalogenid-Füllung ohne Quecksilber, wobei als Zündgas bevorzugt Xenon und insbesondere ein hoher Druck, deutlich über 1,3 bar, gewählt werden kann.
    Der Niobstift 9 ist etwa 3 mm tief in die Stopfenkapillare 12 eingesetzt und mittels Glaslot 19 abgedichtet. Dabei ist wichtig, dass das Glaslot diesen Niobstift vollständig bedeckt und auch der Anfang des Schafts 16 (1 bis 2 mm) noch vom Glaslot abgedeckt ist.
    In Fig. 2 ist das Elektrodensystem im Detail gezeigt, in Seitenansicht (Figur 2a) und in um 90° gedrehter Seitenansicht (Figur 2b). Als Durchführung 9 dient ein geschlitzter Niobstift mit einem Durchmesser von 0,88 mm. Er besitzt eine Bohrung von 2 mm Tiefe und 0,52 mm Durchmesser. Diese Bohrung ist mit zwei durchbrechenden Schlitzen versehen, so dass von der Wandung zwei Zungen 14 stehen bleiben. In die Bohrung ist der Schaft 16 aus Wolfram eingefügt und dort mittels Crimpung (Delle 17) befestigt. Zur besseren Anschaulichkeit ist der Schaft 16 nicht vollständig eingeführt eingezeichnet. Die Crimpung erfolgt lokal an zwei gegenüberliegenden Stellen 17 der beiden Zungen 14. Der Durchmesser des Schafts 16 beträgt 0,50 mm. Der in der Stopfenkapillare liegende Teil des Schaftes ist von ein Füllwendel 10 aus Molybdän umgeben um das Totvolumen zu minimieren.
    In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Elektrodensystems gezeigt. Als Durchführung 9, 10 dient ein Niobstift 20 mit einem Durchmesser von 0,88 mm. Er besitzt eine Bohrung 21 von 2 mm Tiefe und 0,42 mm Durchmesser. Diese Bohrung hat eine umlaufende Wandung 22 (Fig. 3a). In die Bohrung wird der Schaft 16 aus Wolfram eingefügt (Fig. 3b) und dort mittels Crimpung (Fig. 3c) befestigt. Die Crimpung erfolgt lokal an zwei gegenüberliegenden Stellen der Wandung und belässt dort zwei Druckstellen 24. Der Durchmesser des Schafts 16 beträgt 0,40 mm. Der in der Stopfenkapillare liegende Teil des Schaftes ist von einer Füllwendel 23 aus Molybdän umgeben um das Totvolumen zu minimieren.
    Je nach Wattage kann der Durchmesser des Nb-Stiftes und des Schaftes unterschiedlich gewählt sein. im allgemeinen liegt das Verhältnis (Durchmesser des Schaftes):(Durchmesser des Nb-Stiftes) im Bereich 30 bis 65%, unabhängig davon ob eine Schlitzung oder umlaufende Bohrung verwendet wird. Bei niederen Wattagen liegt das Verhältnis eher am unteren Rand, bei höheren Wattagen eher am oberen Rand. In einer anderen Ausführungsform unter Verwendung von Molybdän liegt dieses Verhältnis eher höher als bei Verwendung von Wolfram, nämlich ca. 30 bis 50 % höher, bezogen auf Wolfram.
    Ein einfaches Ausführungsbeispiel, das nicht für eine Stopfenkapillare gedacht ist, zeigt Figur 4. Dort ist in Fig. 4a der Nb-Stift 25 alleine mit der Bohrung 26 gezeigt, während in Fig. 4b der kurze W-Stift 27 als Elektrodenschaft eingefügt ist und dort geklemmt ist.
    Das Crimp-Verfahren ist gemäß Figur 5 beispielsweise auch geeignet, um eine Verbindung zwischen dem Nb-Stift 30 als äußerem Teil einer Durchführung und einem Mo-Kernstift 31 als innerem Teil einer Durchführung herzustellen, da auch hier der Größenunterschied des Durchmessers im anwendbaren Bereich (30 bis 65%) liegt. Eine Crimp-Delle ist als Bezugsziffer 34 zu sehen. Der Kernstift 31 ist mit einer Füllwendel 33 ausgestattet.
    Allerdings ist dann die Verbindung zwischen dem Mo-Kernstift 31 und dem Elektrodenschaft 32 aus Wolfram in herkömmlicher Weise mittels Schweißung herzustellen, da hier der Größenunterschied Schaft zu Kernstift zu gering ist. Er liegt typisch bei etwa 70 bis 100 %.
    In Tab. 1 sind die unterschiedlichen Verhältnisse bei weiteren Wattagen gezeigt. Für Lampen von 35 bis 400 W ist dort der Durchmesser des Nb-Stiftes (DuNb) und der Durchmesser des Schaftes (DuS), beide in mm, angegeben sowie der Durchmesser des Schaftes prozentual bezogen auf den Nb-Stift. In diesen Fällen wurde jeweils ein W-Stift als Schaft verwendet. Die Tiefe der Bohrung (umlaufend) betrug 2 mm.
    Leistung 35 W 70 W 150 W 250 W 400 W 150 W
    Durchmesser DuNb Nb-Stift (mm) 0,61A 0,73 0,88 1,00 1,30 0,88
    Durchmesser DuS W-Schaft (mm) 0,20 0,30 0,40 0,65 0,75 0,50
    Verhältnis zwischen DuS/DuNb 33% 41% 45 % 65%8 58% 57 %

    Claims (10)

    1. Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß (4), wobei das Entladungsgefäß zwei Enden (6) besitzt, die mit Stopfen verschlossen sind, und wobei durch diesen Stopfen (12) eine elektrisch leitende Durchführung (9,10), hindurchgeführt ist, wobei an der Durchführung eine Elektrode (16) mit einem Schaft (15) befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt, wobei Durchführung und Elektrode zusammen als Elektrodensystem bezeichnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodensystem zwei Bauteile umfasst, die als Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei das größere Bauteil ein Niobstift (9,10) ist, und wobei das kleinere, entladungsseitig innen benachbart liegende Bauteil ein Stift aus Molybdän oder Wolfram ist, der in einer Bohrung (21) des Niobstiftes eingesteckt ist, wobei das Verhältnis der Durchmesser des kleineren Bauteils zu dem des Nb-Stifts zwischen 30 und 65% liegt und der eingesteckte Stift in der Bohrung durch einen mechanischen Pressvorgang befestigt ist.
    2. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Pressvorgang durch Crimpen oder Klemmen realisiert ist.
    3. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Bauteil ein Elektrodenschaft (27) aus Wolfram ist.
    4. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Bauteil ein Stift (31) aus Molybdän als inneres Teil der Durchführung ist.
    5. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung 0,8 bis 2,5 mm tief ist.
    6. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (26) dem einzusteckenden Stift im Durchmesser angepasst ist.
    7. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (21) eine umlaufende Wandung (22) besitzt.
    8. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung geschlitzt ist und mindestens zwei Zungen besitzt.
    9. Elektrodensystem für eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodensystem zwei Bauteile umfasst, die als Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei das größere Bauteil ein Niobstift ist, und wobei das kleinere Bauteil ein Stift aus Molybdän oder Wolfram ist, der in einer Bohrung des Niobstiftes eingesteckt ist, wobei das Verhältnis der Durchmesser des kleineren Bauteils zu dem des Nb-Stifts zwischen 30 und 65% liegt und der eingesteckte Stift in der Bohrung durch einen mechanischen Pressvorgang befestigt ist.
    10. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems, das zwei Bauteile umfasst, die als Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei das größere Bauteil ein Niobstift ist, und wobei das kleinere Bauteil ein Stift aus Molybdän oder Wolfram ist, wobei der Niobstift eine Bohrung zum Aufnehmen des kleineren Bauteils aufweist, wobei das Verhältnis der Durchmesser des kleineren Bauteils zu dem des Nb-Stifts zwischen 30 und 65% liegt , mit folgenden Verfahrensschritten:
      a) Einstecken des kleineren Bauteils in den Niobstift;
      b) Befestigen des eingesteckten Stift in der Bohrung durch einen mechanischen Pressvorgang, insbesondere Crimpen oder Klemmen.
    EP03026131A 2002-12-02 2003-11-13 Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss, Elektrodensystem für eine solche Lampe und Herstellungsverfahren eines solchen Systems Withdrawn EP1434252A3 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE10256389 2002-12-02
    DE10256389A DE10256389A1 (de) 2002-12-02 2002-12-02 Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1434252A2 true EP1434252A2 (de) 2004-06-30
    EP1434252A3 EP1434252A3 (de) 2006-03-22

    Family

    ID=32308941

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP03026131A Withdrawn EP1434252A3 (de) 2002-12-02 2003-11-13 Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss, Elektrodensystem für eine solche Lampe und Herstellungsverfahren eines solchen Systems

    Country Status (6)

    Country Link
    US (1) US20040135511A1 (de)
    EP (1) EP1434252A3 (de)
    JP (1) JP2004186155A (de)
    CN (1) CN100505141C (de)
    CA (1) CA2451829A1 (de)
    DE (1) DE10256389A1 (de)

    Families Citing this family (7)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JP4587078B2 (ja) * 2004-02-23 2010-11-24 オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 高圧放電ランプに用いられる電極システム
    DE102004019185A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-10 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Hochdruckentladungslampe
    US7358674B2 (en) * 2004-07-27 2008-04-15 General Electric Company Structure having electrodes with metal core and coating
    US8089212B2 (en) * 2008-08-08 2012-01-03 General Electric Company Lower turn per inch (TPI) electrodes in ceramic metal halide (CMH) lamps
    JP2011034980A (ja) * 2010-11-04 2011-02-17 Osram Melco Toshiba Lighting Kk 高圧放電ランプ
    DE102012213191A1 (de) 2012-07-26 2014-01-30 Osram Gmbh 2hochdruckentladungslampe
    US20150084501A1 (en) * 2013-09-25 2015-03-26 General Electric Company Electrode design in a ceramic metal halide (cmh) lamp

    Family Cites Families (22)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3243635A (en) * 1962-12-27 1966-03-29 Gen Electric Ceramic lamp construction
    US3476969A (en) * 1967-02-16 1969-11-04 Westinghouse Electric Corp Capillary ceramic discharge lamp with closure means therefor
    US3564328A (en) * 1968-07-29 1971-02-16 Corning Glass Works Ceramic articles and method of fabrication
    DE2221374C2 (de) * 1972-05-02 1983-02-10 Hilti AG, 9494 Schaan Pulverkraftbetriebenes Setzgerät
    US3911313A (en) * 1974-05-17 1975-10-07 Gte Sylvania Inc Electrode for arc discharge lamp
    GB1475093A (en) * 1974-10-30 1977-06-01 Thorn Electrical Ind Ltd Electrode mounting assembly in high-pressure sodium discharge lamp
    GB1465212A (en) * 1975-05-12 1977-02-23 Gen Electric Electric discharge lamps
    US4065691A (en) * 1976-12-06 1977-12-27 General Electric Company Ceramic lamp having electrodes supported by crimped tubular inlead
    US4342938A (en) * 1980-03-31 1982-08-03 General Electric Company Universal burning ceramic lamp
    JPS57119456A (en) * 1981-01-16 1982-07-24 Seiko Instr & Electronics Ltd Sealed alkaline battery
    JPS58139658A (ja) * 1982-02-10 1983-08-19 Mitsubishi Electric Corp 固定子扇形鉄心板の板取り方法
    US4464603A (en) * 1982-07-26 1984-08-07 General Electric Company Ceramic seal for high pressure sodium vapor lamps
    HU196014B (en) * 1986-10-23 1988-08-29 Tungsram Reszvenytarsasag Current input wire of electric discharge lamp
    JPH01220363A (ja) * 1988-02-26 1989-09-04 Toshiba Corp セラミック放電灯
    WO1991009416A1 (en) * 1989-12-14 1991-06-27 Gte Products Corporation Electrode-to-feedthrough tube crimp for arc discharge lamp
    DE9112690U1 (de) * 1991-10-11 1991-12-05 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München Hochdruckentladungslampe
    BE1007713A3 (nl) * 1993-11-09 1995-10-03 Philips Electronics Nv Elektrische lamp.
    DE19727430A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-07 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß
    DE19757152C2 (de) * 1997-12-20 2002-10-31 Thomas Eggers Elektrode für Entladungslampen
    JPH11354076A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Toto Ltd 放電灯及びその封着方法
    JP2000090882A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Toshiba Lighting & Technology Corp 高圧放電ランプおよび照明装置
    DE10026802A1 (de) * 2000-05-31 2002-01-03 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß

    Also Published As

    Publication number Publication date
    DE10256389A1 (de) 2004-06-09
    EP1434252A3 (de) 2006-03-22
    CA2451829A1 (en) 2004-06-02
    JP2004186155A (ja) 2004-07-02
    CN100505141C (zh) 2009-06-24
    US20040135511A1 (en) 2004-07-15
    CN1516227A (zh) 2004-07-28

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP0607149B1 (de) Verfahren zum herstellen einer metallhalogenid-entladungslampe mit keramischem entladungsgefäss
    EP0602530B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Abdichtung für ein keramisches Entladungsgefäss und Entladungslampe
    EP0887841B1 (de) Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss
    DE69403176T2 (de) Elektrische Lampe
    DE9422090U1 (de) Keramisches Entladungsgefäß
    EP0528427A1 (de) Hochdruckentladungslampe
    WO2007135008A2 (de) Elektrode für eine entladungslampe sowie ein verfahren zum herstellen einer derartigen elektrode
    DE69323578T2 (de) Hochintensitätsentladungslampe mit Entladungsröhre mit versetzt angeordneten Quetschdichtungen
    DE69920373T2 (de) Stromzuführungskörper für birne und verfahren zu seiner herstellung
    EP1434252A2 (de) Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss, Elektrodensystem für eine solche Lampe und Herstellungsverfahren eines solchen Systems
    EP1730766B1 (de) Elektrodensystem für eine hochdruckentladungslampe
    DE19908688A1 (de) Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß
    DE4327535A1 (de) Hochdruckentladungslampe mit keramischem Entladungsgefäß
    DE10026802A1 (de) Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß
    EP1351278B1 (de) Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäss
    EP0591777A2 (de) Verfahren zur Herstellung einer einseitig gequetschten Hochdruckentladungslampe kleiner Leistung und Hochdruckentladungslampen
    EP1372184A2 (de) Elektrodensystem für eine Metallhalogenidlampe und zugehörige Lampe
    EP0061757B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer als Quetschung ausgebildeten Gefässabdichtung für eine elektrische Lampe und Quetschvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
    DE10159580B4 (de) Bogenentladungsröhre und Verfahren zu deren Herstellung
    DE202004013922U1 (de) Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß
    WO2008049742A2 (de) Hochdruckentladungslampe
    EP0588201A2 (de) Hochdruckentladungslampe und Herstellungsverfahren für eine Hochdruckentladungslampe
    DE102006052715B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer quecksilberfreien Bogenentladungsröhre mit jeweils einem Einkristall an den Elektrodenspitzen
    DE102004012242A1 (de) Elektrodensystem für eine Hochdruckentladungslampe
    DE20210400U1 (de) Elektrodensystem für eine Metallhalogenidlampe und zugehörige Lampe

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A2

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK

    PUAL Search report despatched

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A3

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20060410

    AKX Designation fees paid

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

    18D Application deemed to be withdrawn

    Effective date: 20130601