EP1548788A2 - Elektrodensystem für eine Entladungslampe, Entladungslampe mit einem derartigen Elektrodensystem und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Elektrodensystems - Google Patents

Elektrodensystem für eine Entladungslampe, Entladungslampe mit einem derartigen Elektrodensystem und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Elektrodensystems Download PDF

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EP1548788A2
EP1548788A2 EP04028991A EP04028991A EP1548788A2 EP 1548788 A2 EP1548788 A2 EP 1548788A2 EP 04028991 A EP04028991 A EP 04028991A EP 04028991 A EP04028991 A EP 04028991A EP 1548788 A2 EP1548788 A2 EP 1548788A2
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EP
European Patent Office
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electrode
metal foil
power supply
supply wire
electrode system
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EP04028991A
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English (en)
French (fr)
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EP1548788A3 (de
Inventor
Thomas Bittmann
Bodo Mittler
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Priority claimed from DE200410003041 external-priority patent/DE102004003041A1/de
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Definitions

  • the invention relates to an electrode system for a discharge lamp according to Preamble of claim 1 and a discharge lamp with such Electrode system and a method for producing such an electrode system.
  • Such an electrode system is for example in the European patent application EP 0 884 763 A2.
  • This document describes an electrode system with a molybdenum foil fuse in quartz glass, wherein a first end of the embedded in quartz glass molybdenum foil with an electrode and a second end this molybdenum foil is connected to a power supply wire. That with the Electrode connected first end of the molybdenum foil is wedge-shaped, the means it has a reduced thickness, the risk of cracking in the glass due to the different thermal expansion coefficients of quartz glass and reduce molybdenum.
  • the electrode system according to the invention has one for generating a gas discharge serving electrode and at least one metal foil, the first end with the electrode is connected and the second end with a Stromzufihrungsdraht, which serves to supply power to the electrode is connected.
  • the at least one metal foil on at least one of its aforementioned Ends, but preferably at both ends, a reduced width.
  • the width of the at least one metal foil in the direction their first or second end steadily reduced.
  • both the electrode and the power supply wire have one flattened portion associated with the first and second ends of the at least one Metal foil is welded.
  • Tensions in the sealing area of the discharge vessel are the flattened ones Ends of the electrode and the power supply wire advantageously rounded educated.
  • the edge of the flattened portion of the electrode or the power supply wire in an advantageous manner with a Bevel provided a reduction in the thickness of the flattened portion of his Edge causes and thus also to reduce mechanical stresses in contributes to the sealing region of the discharge vessel.
  • the minimum width of the at least one narrowed end of at least a metal foil preferably less than or equal to or width of the with this End connected, flattened portion of the electrode or the Power supply wire.
  • the electrode system according to the invention is advantageously used for discharge lamps, used in particular for high pressure discharge lamps.
  • the discharge lamp according to the invention has a discharge vessel, which with a Discharge space and at least one sealed, with an inventive Equipped with electrode system end, with the free end the electrode protrudes into the discharge space, the at least one metal foil embedded in a gastight manner in the at least one sealed end of the discharge vessel is and the free end of the power supply wire from the sealed end led out of the discharge vessel.
  • the non-flattened portion of the electrode is advantageously arranged completely in the discharge space, while the flattened portion of the electrode is preferably partially or completely extends into the sealed end of the discharge vessel. This will be also the mechanical stresses in the sealed end of the discharge vessel decreases during lamp operation and also serves the transition area from the flattened to the non-flattened portion of the electrode as a stop for the adjustment or alignment of the electrode in the discharge vessel.
  • the electrode system according to the invention is preferably used in discharge lamps used, which have a discharge vessel made of quartz glass, that is, the glass contains at least 95 weight percent silica.
  • Such discharge vessels Withstand very high operating temperatures and are therefore commonly used for High-pressure discharge lamps, such as metal halide high pressure discharge lamps used.
  • the electrodes of such a discharge lamp are made preferably of tungsten containing dopants - for example, thorium oxide can, or from a tungsten alloy.
  • Your power supply wires exist preferably of molybdenum, the dopants - for example, potassium and silicon, or yttria or lanthanum oxide - or of a molybdenum alloy.
  • the at least one metal foil of the electrode system according to the invention in this discharge lamp type is preferably made of a molybdenum foil
  • the Dopants - for example, potassium and silicon, or yttria or lanthanum oxide - may contain, or of a molybdenum alloy.
  • the aforementioned molybdenum foil can be unilateral or bilateral with a coating - for example Chrome or ruthenium - be provided to protect it from corrosion. These Coatings may additionally occur on the flattened portion of the electrode or the power supply wire.
  • the process for producing the electrode system according to the invention provides in that before joining the at least one metal foil to the electrode and the Power supply wire at least one end of the at least one metal foil such is tailored so that the at least one metal foil at this end reduces one Has width.
  • the to be connected with this metal foil Section of the electrode and / or the power supply wire is before Bonding with the metal foil flattened, for example by cold forming by means Rolling or hammering.
  • the free Ends of these sections are rounded off by heating to a dome, for example by heating by means of a laser or by TIG welding (tungsten inert gas welding) or by means of a plasma welding process.
  • TIG welding tungsten inert gas welding
  • the edge of the flattened Section of the electrode and / or the Stromzufihrungsstrahtes is due the advantages already mentioned above preferably provided with a chamfer, for example is produced by rolling.
  • the connection between the at least a metal foil and the flattened portion of the electrode and / or the Power supply wire is easily by welding, preferably produced by spot welding. This weld can be easily Produce way by means of a laser.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the preferred embodiment of the electrode system according to the invention, preferably in a metal halide high-pressure discharge lamp used for a vehicle headlight becomes.
  • the electrode system has a molybdenum foil 10 with longitudinal edges 11 and 12, the a tapered first end 101 defined by the sloping side edges 13, 14 is limited, and a tapered second end 102, by the oblique Side edges 15, 16 is limited have.
  • the cross section of this molybdenum foil 10 is lenticular. That is, their thickness, starting from their centerline in the direction of its two side edges 11, 12 towards, steadily decreasing. The thickness in the film center is less than 150 microns, preferably about 25 microns. It depends on the required current carrying capacity of the molybdenum foil 10 from.
  • the width of the molybdenum foil 10, that is, the distance between the longitudinal edges 11 and 12 is 2 mm.
  • the minimum width of the molybdenum foil 10 at its tapered ends 101 and 102 is at least 0.2 mm and is at most as wide as the width of the flattened Ends 21, 31 of the electrode and the power supply wire.
  • the first end 101 of the molybdenum foil 10 is made with a rod-shaped electrode 20 Tungsten connected.
  • This electrode 20 has a flattened end 21, the by two welding points 41, which were produced by means of a laser, with the tapered first end 101 of the molybdenum foil 10 is welded.
  • the electrode 20 has a diameter of about 0.25 mm in the non-flattened area 20.
  • the flattened portion 21 of the electrode 20 has a thickness of about 100 microns and a width of about 0.8 mm.
  • the second end 102 of the molybdenum foil 10 is connected to a Stromzufihrungsdraht 30th made of molybdenum.
  • This power supply wire 30 has a flattened At the end of 31, this was done by two welding spots 42, made by means of a laser were welded to the tapered second end 102 of the molybdenum foil 10.
  • the Stromzufihrungsdraht 30 has a non-flattened area 30 a Diameter of about 0.4 mm.
  • the free end of the flattened portion 21 of the electrode 20 is as in the figures 2 and 3a shown schematically rounded. The same is true for the free end of the flattened portion 31 of the power supply wire 30th
  • the edge of the flattened portion 21 of the electrode 20 is as shown in Figs. 3a and 3b schematically illustrated, provided with a chamfer 22 or bevel, the an angle or inclination of 45 degrees to that with the molybdenum foil 10 welded top of the section 21 has.
  • FIG. 4a shows a molybdenum ribbon from which the molybdenum foil 10 is cut off a correspondingly long piece is won.
  • the sloping Side edges 13, 14 and 15, 16 are thereby punched out of a V-shaped Section of two adjacent molybdenum foils 10 produced. Subsequently The adjacent molybdenum foils 10 are cut apart.
  • the Cut edges of the molybdenum foils 10 can be rolled as in the published patent application EP 0 884 763 A2. In the molybdenum foil 10, the tapered Ends 101 and 102 formed symmetrically.
  • Molybdenum foils 10 ' form the oblique side edges 13', 14 'and 15 ', 16' different angles with the longitudinal edges of the molybdenum foil 10 '. Accordingly their tapered ends are formed asymmetrically.
  • FIG 5 is a metal halide high-pressure discharge lamp for a Motor vehicle headlight shown schematically.
  • This lamp has a discharge vessel 50 made of quartz glass with a discharge space 51 and two diametrically arranged, sealed ends 52, each an electrode system according to the invention with an electrode 20 or 20 ", a molybdenum foil 10 or 10" and a In the discharge space of the discharge vessel, into which the free ends of the electrodes 20, 20 "protrude is one ionizable filling gas-tight enclosed, the xenon and metal halides, for example Sodium iodide, scandium iodide and possibly other iodides, as well as mercury contains. However, the mercury can also be dispensed with.
  • the discharge vessel 50 is surrounded by an outer bulb 70 made of quartz glass, the ultraviolet radiation-absorbing dopants is provided.
  • the lamp has a plastic base 80, which carries the two lamp vessels 50, 80 and the equipped with the electrical connections of the lamp.
  • the remote power supply wire 30 is provided over the provided with a ceramic insulation 61 current return 60 connected to one of the electrical connections (not shown), while the sockelnahe power supply wire 30 "with the other electrical Connection (not shown) is connected.
  • the non-flattened portion of the electrode 20 and 20 "completely arranged in the discharge space 51 of the discharge vessel 50, while the flattened portion 21 of the electrode 20 or 20 "in each case a sealed End 52 of the discharge vessel 50 extends.
  • the molybdenum foils are 10 and 10 ", respectively embedded in a gastight manner in the respective end 52 of the discharge vessel 50.
  • the inner diameter of the substantially circular cylindrical discharge space 51 2.7 mm.
  • the outer contour of the discharge vessel 50 has in the region of Discharge space 51 the shape of a rotationally symmetric ellipsoid.
  • the invention is not limited to the above-described preferred embodiment the invention.
  • the ends of the molybdenum foils 10 or 10 "instead of wedge-shaped narrowed formed in another way tapered be.
  • the aforementioned ends of the molybdenum foils could be narrowed by their edges are arched or formed with curves be provided, as shown for example in the one shown in Figure 6 second embodiment of the invention is shown.
  • the with the electrode or the Stromzufihrungsdraht to be joined ends of the molybdenum foil 10 "' are each bounded by a curved edge 101 "', 102'".
  • the vaulting of this Edges 101 "', 102"' may correspond, for example, to a conic segment or, as shown in Figure 6, the shape of the letter U with diverging U-legs have.
  • the flattening of the molybdenum foils 10 or 10 "welded ends 21st or 31 of the electrode 20 and the power supply wire 30 is not necessarily required. It is possible the degree of flattening of the molybdenum foils 10 or 10 "welded ends 21 and 31 of the electrode 20 and the power supply wire 30 to vary. For example, the flattened ends 21 and 31 have a thickness of only 80 .mu.m instead of the above 100 .mu.m. It is but also possible on the flattening of the molybdenum foils 10 or 10 "welded Ends 21 and 31 of the electrode 20 and the power supply wire 30th to renounce.
  • the laser beam is on with the molybdenum foil 10 and 10 "overlapping end 21 and 31 of the electrode 20 and the power supply wire 30 and not on the molybdenum foil 10 or 10 "to a
  • To perforate the molybdenum foil 10 or 10 "to prevent the overlap area between the molybdenum foil 10 or 10 "and the aforementioned end 21 or 31 of the electrode 20 and the power supply wire 30 is in the preferred Embodiments in the longitudinal direction of the molybdenum foil 1 mm to 2 mm.

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  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem für eine Entladungslampe, eine Entladungslampe mit einem derartigen Elektrodensystem und ein Herstellungsverfahren für das Elektrodensystem. Das Elektrodensystem weist metallische Einschmelzungsfolien (10) auf, die an ihren, mit den Stromzuführungsdrähten (30) und Elektroden (20) verschweißten Enden (101, 102) verjüngt ausgebildet sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem für eine Entladungslampe gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und eine Entladungslampe mit einem derartigen Elektrodensystem sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Elektrodensystems.
I. Stand der Technik
Ein derartiges Elektrodensystem ist beispielsweise in der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 884 763 A2 offenbart. Diese Schrift beschreibt ein Elektrodensystem mit einer Molybdänfolieneinschmelzung in Quarzglas, wobei ein erstes Ende der im Quarzglas eingebetteten Molybdänfolie mit einer Elektrode und ein zweites Ende dieser Molybdänfolie mit einem Stromzuführungsdraht verbunden ist. Das mit der Elektrode verbundene erste Ende der Molybdänfolie ist keilförmig ausgebildet, das heißt, es weist eine reduzierte Dicke auf, um die Gefahr der Rissbildung im Glas aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarzglas und Molybdän zu verringern.
II. Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Elektrodensystem für eine Entladungslampe bereitzustellen, das eine weitere Verringerung der Gefahr der Rissbildung im Glas des Entladungsgefäßes der Entladungslampe ermöglicht. Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Elektrodensystem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Elektrodensystem weist eine zur Erzeugung einer Gasentladung dienende Elektrode und mindestens eine Metallfolie auf, deren erstes Ende mit der Elektrode verbunden ist und deren zweites Ende mit einem Stromzufiihrungsdraht, der zur Energieversorgung der Elektrode dient, verbunden ist. Erfindungsgemäß weist die mindestens eine Metallfolie an mindestens einem ihrer vorgenannten Enden, vorzugsweise aber an beiden ihrer Enden, eine reduzierte Breite auf. Dadurch können die durch ihre unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hervorgerufenen mechanischen Spannungen zwischen dieser Metallfolie und dem Glas des Entladungsgefäßes, in dem diese Metallfolie gasdicht eingebettet werden muss, deutlich verringert werden, so dass eine zum Ausfall der Entladungslampe führende Rissbildung in dem Glas des Entladungsgefäßes während des Lampenbetriebs vermieden wird.
In vorteilhafter Weise wird die Breite der mindestens einen Metallfolie in Richtung ihres ersten oder zweiten Endes stetig verkleinert. Oder mit anderen Worten formuliert bedeutet das, dass die Breite der mindestens einen Metallfolie, ausgehend von ihrem ersten oder zweiten Ende in Richtung der Metallfolienmitte stetig zunimmt. Durch die vorgenannte stetige Veränderung der Metallfolienbreite ist die mindestens eine Metallfolie an ihrem ersten oder / und zweiten Ende verjüngt und ermöglicht dadurch, zusätzlich zur Reduktion der mechanischen Spannungen im Glas während des Lampenbetriebs, auch ein leichteres Einfädeln des Elektrodensystems in das noch offene Ende des Entladungsgefäßes während des Herstellungsprozesses der Entladungslampe.
Der mit dem verschmälerten Ende der mindestens einen Metallfolie verbundene Abschnitt der Elektrode beziehungsweise des Stromzuführungsdrahtes ist in vorteilhafter Weise abgeflacht ausgebildet, um eine ausreichend große Kontaktfläche zwischen der mindestens einen Metallfolie und der Elektrode beziehungsweise dem Stromzuführungsdraht zur Herstellung einer Schweißverbindung zwischen den vorgenannten Bauteilen zu gewährleisten. Gemäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weisen daher sowohl die Elektrode als auch der Stromzuführungsdraht einen abgeflachten Abschnitt, der mit dem ersten bzw. zweiten Ende der mindestens einen Metallfolie verschweißt ist.
Zur weiteren Reduktion der während des Lampenbetriebs auftretenden mechanischen Spannungen in dem Abdichtungsbereich des Entladungsgefäßes, sind die abgeflachten Enden der Elektrode und des Stromzuführungsdrahtes in vorteilhafter Weise abgerundet ausgebildet. Außerdem ist die Kante des abgeflachten Abschnitts der Elektrode beziehungsweise des Stromzuführungsdrahtes in vorteilhafter Weise mit einer Fase versehen, die eine Reduktion der Dicke des abgeflachten Abschnitts an seiner Kante bewirkt und damit ebenfalls zur Verringerung mechanischer Spannungen in dem Abdichtungsbereich des Entladungsgefäßes beiträgt. Ferner ist aus demselben Grund die minimale Breite des mindestens einen verschmälerten Endes der mindestens einen Metallfolie vorzugsweise kleiner oder gleich oder Breite des mit diesem Ende verbundenen, abgeflachten Abschnitts der Elektrode beziehungsweise des Stromzuführungsdrahtes.
Das erfindungsgemäße Elektrodensystem wird in vorteilhafter Weise für Entladungslampen, insbesondere für Hochdruckentladungslampen verwendet.
Die erfindungsgemäße Entladungslampe weist ein Entladungsgefäß auf, das mit einem Entladungsraum und mindestens einem abgedichteten, mit einem erfindungsgemäßen Elektrodensystem versehenen Ende ausgestattet ist, wobei das freie Ende der Elektrode in den Entladungsraum hineinragt, die mindestens eine Metallfolie gasdicht in dem mindestens einen abgedichteten Ende des Entladungsgefäßes eingebettet ist und das freie Ende des Stromzuführungsdrahtes aus dem abgedichteten Ende des Entladungsgefäßes herausgeführt ist. Der nicht-abgeflachte Abschnitt der Elektrode ist in vorteilhafter Weise vollständig in dem Entladungsraum angeordnet, während sich der abgeflachte Abschnitt der Elektrode vorzugsweise teilweise oder vollständig in das abgedichtete Ende des Entladungsgefäßes erstreckt. Dadurch werden ebenfalls die mechanischen Spannungen in dem abgedichteten Ende des Entladungsgefäßes während des Lampenbetriebs verringert und außerdem dient der Übergangsbereich von dem abgeflachten zum nicht-abgeflachten Abschnitt der Elektrode als Anschlag für die Justage bzw. Ausrichtung der Elektrode in dem Entladungsgefäß.
Das erfindungsgemäße Elektrodensystem wird vorzugsweise in Entladungslampen eingesetzt, die ein Entladungsgefäß aus Quarzglas besitzen, das heißt, dass das Glas mindestens 95 Gewichtsprozent Siliziumdioxid enthält. Derartige Entladungsgefäße halten sehr hohen Betriebstemperaturen stand und werden daher üblicherweise für Hochdruckentladungslampen, beispielsweise Halogen-Metalldampf Hochdruckentladungslampen verwendet. Die Elektroden einer derartigen Entladungslampe bestehen vorzugsweise aus Wolfram, das Dotierstoffe - beispielsweise Thoriumoxid - enthalten kann, oder aus einer Wolframlegierung. Ihre Stromzuführungsdrähte bestehen vorzugsweise aus Molybdän, das Dotierstoffe - beispielweise Kalium und Silizium, oder Yttriumoxid oder Lanthanoxid - enthalten kann, oder aus einer Molybdänlegierung. Die mindestens eine Metallfolie des erfindungsgemäßen Elektrodensystems besteht bei diesem Entladungslampentyp vorzugsweise aus einer Molybdänfolie, die Dotierstoffe - beispielweise Kalium und Silizium, oder Yttriumoxid oder Lanthanoxid - enthalten kann, oder aus einer Molybdänlegierung. Die vorgenannte Molybdänfolie kann einseitig oder beidseitig mit einer Beschichtung - beispielsweise aus Chrom oder Ruthenium - versehen sein, um sie vor Korrosion zu schützen. Diese Beschichtungen können zusätzlich auf dem abgeflachten Abschnitt der Elektrode oder des Stromzuführungsdrahtes angeordnet sein.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Elektrodensystems sieht vor, dass vor dem Verbinden der mindestens einen Metallfolie mit der Elektrode und dem Stromzuführungsdraht mindestens ein Ende der mindestens einen Metallfolie derart zugeschnitten wird, dass die mindestens eine Metallfolie an diesem Ende eine reduziert Breite aufweist. Vorzugsweise werden aber sowohl das erste als auch das zweite Ende der mindestens einen Metallfolie derart zugeschnitten, dass beide Enden eine reduzierte Breite aufweisen. Aus den bereits oben genannten Gründen werden die Enden der mindestens einen Metallfolie derart zugeschnitten, dass die Breite der mindestens einen Metallfolie, ausgehend von ihrem ersten oder zweiten Ende in Richtung der Metallfolienmitte stetig zunimmt. Der mit dieser Metallfolie zu verbindende Abschnitt der Elektrode oder / und des Stromzuführungsdrahtes wird vor dem Verbinden mit der Metallfolie abgeflacht, beispielsweise durch Kaltverformen mittels Walzen oder Hämmern. Vorzugsweise werden vor dem Abflachen der vorgenannten Abschnitte der Elektroden oder / und des Stromzufiihrungsdrahtes die freien Enden dieser Abschnitte durch Erhitzen zu einer Kuppe abgerundet, beispielsweise durch Erhitzen mittels eines Lasers oder mittels WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen) oder mittels eines Plasma-Schweißverfahrens. Die Kante des abgeflachten Abschnitts der Elektrode oder / und des Stromzufiihrungsdrahtes wird aufgrund der bereits oben genannte Vorteile vorzugsweise mit einer Fase versehen, die beispielsweise durch Walzen hergestellt wird. Die Verbindung zwischen der mindestens einen Metallfolie und dem abgeflachten Abschnitt der Elektrode oder / und des Stromzuführungsdrahtes wird in einfacher Weise durch Schweißen, vorzugsweise durch Punktschweißen hergestellt. Diese Schweißverbindung lässt sich auf einfache Weise mittels eines Lasers herstellen.
III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine Draufsicht auf ein Elektrodensystem gemäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels in schematischer Darstellung
Figur 2
eine Seitenansicht eines Ausschnitts des in Figur 1 abgebildeten Elektrodensystems in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung
Figur 3a
eine Draufsicht auf den abgeflachten Abschnitt der Elektrode des in Figur 1 abgebildeten Elektrodensystems
Figur 3b
eine Draufsicht auf die Stirnseite des in Figur 3a abgebildeten abgeflachten Endes der Elektrode
Figur 4a
eine Draufsicht auf ein Molybdänband mit mehreren zusammenhängenden Molybdänfolien für das in Figur 1 abgebildete Elektrodensystem
Figur 4b
eine Draufsicht auf ein Molybdänband mit mehreren zusammenhängenden Molybdänfolien für das Elektrodensystem gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels
Figur 5
eine schematische Seitenansicht einer Hochdruckentladungslampe gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, die zwei der in der Figur 1 abgebildeten Elektrodensysteme aufweist
Figur 6
eine Draufsicht auf eine alternative Molybdänfolie, die anstelle der in Figur 1 abgebildeten Molybdänfolie für das erfindungsgemäße Elektrodensystem verwendbar ist
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodensystems, das vorzugsweise in einer Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe für einen Fahrzeugscheinwerfer verwendet wird.
Das Elektrodensystem besitzt eine Molybdänfolie 10 mit Längskanten 11 und 12, die ein verjüngtes erstes Ende 101, das durch die schräg verlaufenden Seitenkanten 13, 14 begrenzt ist, und ein verjüngtes zweites Ende 102, das durch die schräg verlaufenden Seitenkanten 15, 16 begrenzt ist, aufweisen. Der Querschnitt dieser Molybdänfolie 10 ist linsenförmig. Das heißt, dass ihre Dicke, ausgehend von ihrer Mittellinie in Richtung ihrer beiden Seitenkanten 11, 12 hin, stetig abnimmt. Die Dicke in der Folienmitte beträgt weniger als 150 µm, vorzugsweise ca. 25 µm. Sie hängt von der erforderlichen Stromtragfähigkeit der Molybdänfolie 10 ab. Die Breite der Molybdänfolie 10, das heißt, der Abstand zwischen den Längskanten 11 und 12 beträgt 2 mm. Die minimale Breite der Molybdänfolie 10 an ihren verjüngten Enden 101 und 102 beträgt mindestens 0,2 mm und ist maximal so breit wie die Breite der abgeflachten Enden 21, 31 der Elektrode und des Stromzuführungsdrahtes.
Das erste Ende 101 der Molybdänfolie 10 ist mit einer stabförmigen Elektrode 20 aus Wolfram verbunden. Diese Elektrode 20 weist ein abgeflachtes Ende 21 auf, das durch zwei Schweißpunkte 41, die mittels eines Lasers hergestellt wurden, mit dem verjüngten ersten Ende 101 der Molybdänfolie 10 verschweißt ist. Die Elektrode 20 besitzt im nicht-abgeflachten Bereich 20 einen Durchmesser von ungefähr 0,25 mm. Der abgeflachte Abschnitt 21 der Elektrode 20 besitzt eine Dicke von ca. 100 µm und eine Breite von ca. 0,8 mm.
Das zweite Ende 102 der Molybdänfolie 10 ist mit einem Stromzufiihrungsdraht 30 aus Molybdän verbunden. Dieser Stromzuführungsdraht 30 weist ein abgeflachtes Ende 31 auf, das durch zwei Schweißpunkte 42, die mittels eines Lasers hergestellt wurden, mit dem verjüngten zweiten Ende 102 der Molybdänfolie 10 verschweißt ist. Der Stromzufiihrungsdraht 30 besitzt im nicht-abgeflachten Bereich 30 einen Durchmesser von ungefähr 0,4 mm.
Das freie Ende des abgeflachten Abschnitts 21 der Elektrode 20 ist, wie in den Figuren 2 und 3a schematisch dargestellt, abgerundet ausgebildet. Das Gleiche gilt auch für das freie Ende des abgeflachten Abschnitts 31 des Stromzuführungsdrahtes 30. Die Kante des abgeflachten Abschnitts 21 der Elektrode 20 ist, wie in den Figuren 3a und 3b schematisch dargestellt, mit einer Fase 22 oder Abschrägung versehen, die einen Winkel oder eine Neigung von 45 Grad gegen die mit der Molybdänfolie 10 verschweißte Oberseite des Abschnitts 21 aufweist.
Die Figur 4a zeigt ein Molybdänband, aus dem die Molybdänfolie 10 durch Abschneiden eines entsprechend langen Stückes gewonnen wird. Die schräg verlaufenden Seitenkanten 13, 14 bzw. 15, 16 werden dabei durch Ausstanzen eines V-förmigen Ausschnittes aus zwei angrenzenden Molybdänfolien 10 erzeugt. Anschließend werden die benachbarten Molybdänfolien 10 auseinander geschnitten. Die Schnittkanten der Molybdänfolien 10 können gewalzt werden, wie in der Offenlegungsschrift EP 0 884 763 A2 offenbart ist. Bei der Molybdänfolie 10 sind die verjüngten Enden 101 und 102 symmetrisch ausgebildet. Bei dem in Figur 4b abgebildeten Molybdänfolien 10' bilden die schräg verlaufenden Seitenkanten 13', 14' und 15', 16' unterschiedliche Winkel mit den Längskanten der Molybdänfolie 10'. Dementsprechend sind ihre verjüngten Enden unsymmetrisch ausgebildet.
In der Figur 5 ist eine Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer schematisch abgebildet. Diese Lampe besitzt ein Entladungsgefäß 50 aus Quarzglas mit einem Entladungsraum 51 und zwei diametral angeordneten, abgedichteten Enden 52, die jeweils ein erfindungsgemäßen Elektrodensystem mit einer Elektrode 20 bzw. 20", einer Molybdänfolie 10 bzw. 10" und einem Stromzuführungsdraht 30 bzw. 30" aufweisen. In dem Entladungsraum des Entladungsgefäßes, in den die freien Enden der Elektroden 20, 20" hineinragen, ist eine ionisierbare Füllung gasdicht eingeschlossen, die Xenon und Metallhalogenide, beispielsweise Natriumjodid, Scandiumjodid und ggf. weitere Jodide, sowie Quecksilber enthält. Auf das Quecksilber kann allerdings auch verzichtet werden. Dann beträgt der Durchmesser der nicht-abgeflachten Abschnitte 21 bzw. 31 der Elektroden 20, 20" und Stromzuführungsdrähte 30, 30" allerdings ungefähr 0,33 mm. Das Entladungsgefäß 50 ist von einem Außenkolben 70 umgeben, der aus Quarzglas besteht, das mit Ultraviolettstrahlung absorbierenden Dotierstoffen versehen ist. Die Lampe besitzt einen Kunststoffsockel 80, der die beiden Lampengefäße 50, 80 trägt und der mit den elektrischen Anschlüssen der Lampe ausgestattet ist. Der sockelferne Stromzuführungsdraht 30 ist über die mit einer Keramikisolierung 61 versehene Stromrückführung 60 mit einem der elektrischen Anschlüsse (nicht abgebildet) verbunden, während der sockelnahe Stromzuführungsdraht 30" mit dem anderen elektrischen Anschluss (nicht abgebildet) verbunden ist.
Wie in Figur 2 dargestellt, ist der nicht-abgeflachte Abschnitt der Elektrode 20 bzw. 20" vollständig im Entladungsraum 51 des Entladungsgefäßes 50 angeordnet, während sich der abgeflachte Abschnitt 21 der Elektrode 20 bzw. 20" in jeweils ein abgedichtetes Ende 52 des Entladungsgefäßes 50 erstreckt. Bei den beiden abgedichteten Enden 52 des Entladungsgefäßes handelt es sich um sogenannte Quetschdichtungen oder Molybdänfolieneinschmelzungen. Die Molybdänfolien 10 bzw. 10" sind gasdicht in dem jeweiligen Ende 52 des Entladungsgefäßes 50 eingebettet. Der Innendurchmesser des im wesentlichen kreiszylindrischen Entladungsraumes 51 beträgt 2,7 mm. Die Außenkontur des Entladungsgefäßes 50 besitzt im Bereich des Entladungsraumes 51 die Form eines rotationssymmetrischen Ellipsoids.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beispielsweise können die Enden der Molybdänfolien 10 bzw. 10" anstatt keilartig verschmälert auch auf andere Weise verjüngt ausgebildet sein. Zum Beispiel könnten die vorgenannten Enden der Molybdänfolien verschmälert werden, indem ihre Kanten gewölbt ausgebildet werden bzw. mit Rundungen versehen werden, wie das beispielsweise in dem in Figur 6 abgebildeten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Die mit der Elektrode bzw. dem Stromzufiihrungsdraht zu verbindenden Enden der Molybdänfolie 10"' sind jeweils durch eine gewölbte Kante 101"', 102'" begrenzt. Die Wölbung dieser Kanten 101"', 102"' kann beispielsweise einem Kegelschnittsegment entsprechen oder, wie in Figur 6 abgebildet, die Gestalt des Buchstabens U mit auseinanderlaufenden U-Schenkeln aufweisen.
Das Abflachen der mit den Molybdänfolien 10 bzw. 10" verschweißten Enden 21 bzw. 31 der Elektrode 20 und des Stromzuführungsdrahtes 30 ist nicht unbedingt erforderlich. Es ist möglich, den Grad der Abflachung der mit den Molybdänfolien 10 bzw. 10" verschweißten Enden 21 bzw. 31 der Elektrode 20 und des Stromzuführungsdrahtes 30 zu variieren. Beispielsweise können die abgeflachten Enden 21 bzw. 31 eine Dicke von nur 80 µm anstelle der oben angegebenen 100 µm besitzen. Es ist aber auch möglich, auf das Abflachen der mit den Molybdänfolien 10 bzw. 10" verschweißten Enden 21 bzw. 31 der Elektrode 20 und des Stromzuführungsdrahtes 30 zu verzichten. Das Verschweißen der vorgenannten Enden 21 bzw. 31 der Elektrode 20 bzw. des Stromzuführungsdrahtes 30 kann beispielsweise mittels eines Widerstandsverfahrens oder eines Laserschweißverfahrens durchgeführt werden. Beim Verschweißen mittels eines Lasers wird der Laserstrahl auf das mit der Molybdänfolie 10 bzw. 10" überlappende Ende 21 bzw. 31 der Elektrode 20 bzw. des Stromzuführungsdrahtes 30 gerichtet und nicht auf die Molybdänfolie 10 bzw. 10", um ein Durchlöchern der Molybdänfolie 10 bzw. 10" zu verhindern. Der Überlappungsbereich zwischen der Molybdänfolie 10 bzw. 10" und dem vorgenannten Ende 21 bzw. 31 der Elektrode 20 bzw. des Stromzuführungsdrahtes 30 beträgt bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen in Längsrichtung der Molybdänfolie 1 mm bis 2 mm.

Claims (22)

  1. Elektrodensystem für eine Entladungslampe, wobei das Elektrodensystem eine zur Erzeugung einer Gasentladung dienende Elektrode (20) und mindestens eine Metallfolie (10), deren erstes Ende (101) mit der Elektrode (20) verbunden ist und deren zweites Ende (102) mit einem Stromzuführungsdraht (30), der zur Energieversorgung der Elektrode (20) dient, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Metallfolie (10) an mindestens einem ihrer Enden (101) eine reduzierte Breite aufweist.
  2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Metallfolie (10) sowohl an ihrem ersten (101) als auch an ihrem zweiten Ende (102) eine reduzierte Breite aufweist.
  3. Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der mindestens einen Metallfolie (10), ausgehend von ihrem ersten (101) oder zweiten Ende (102), in Richtung der Metallfolienmitte stetig zunimmt.
  4. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem verschmälerten Ende (101) der mindestens einen Metallfolie (10) verbundene Abschnitt (21, 31) der Elektrode (20) beziehungsweise des Stromzuführungsdrahtes (30) abgeflacht ausgebildet ist.
  5. Elektrodensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem verschmälerten ersten Ende (101) der mindestens einen Metallfolie (10) verbundene Abschnitt (21) der Elektrode und der mit dem verschmälerten zweiten Ende (102) der mindestens einen Metallfolie (10) verbundene Abschnitt (31) des Stromzuführungsdrahtes (30) abgeflacht ausgebildet sind.
  6. Elektrodensystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeflachte Abschnitt (21, 31) der Elektrode (20) oder / und des Stromzuführungsdrahtes (30) ein abgerundetes Ende aufweisen.
  7. Elektrodensystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante des abgeflachten Abschnitts (21) der Elektrode (20) oder / und des Stromzuführungsdrahtes (30) eine Fase (22) aufweist.
  8. Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geringste Breite des mindestens einen verschmälerten Endes (101) der mindestens einen Metallfolie (10) kleiner oder gleich der Breite des mit diesem Ende (101) verbundenen, abgeflachten Abschnitts (21, 31) der Elektrode (20) beziehungsweise des Stromzuführungsdrahtes (30) ist.
  9. Entladungslampe mit mindestens einem Elektrodensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Entladungslampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungslampe ein Entladungsgefäß (50) aufweist, das einen Entladungsraum (51) und mindestens ein abgedichtetes, mit einem Elektrodensystem versehenes Ende (52) besitzt, wobei das freie Ende der Elektrode (20) in den Entladungsraum (51) hineinragt, die mindestens eine Metallfolie (10) gasdicht in dem mindestens einen abgedichteten Ende (52) des Entladungsgefäßes (50) eingebettet ist und das freie Ende des Stromzuführungsdrahtes (30) aus dem abgedichteten Ende (52) des Entladungsgefäßes (50) herausgeführt ist.
  11. Entladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-abgeflachte Abschnitt der Elektrode (20) vollständig in dem Entladungsraum (51) angeordnet ist.
  12. Entladungslampe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der abgeflachte Abschnitt (21) der Elektrode (20) teilweise oder vollständig in das abgedichtete Ende (52) des Entladungsgefäßes (50) erstreckt.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems für eine Entladungslampe, das mindestens eine Metallfolie (10), eine Elektrode (20), die mit einem ersten Ende (101) der mindestens einen Metallfolie (10) verbunden ist, und einen Stromzuführungsdraht (30) umfasst, der mit einem zweiten Ende (102) der mindestens einen Metallfolie (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbinden der mindestens einen Metallfolie (10) mit der Elektrode (20) und dem Stromzuführungsdraht (30), mindestens das erste (101) oder zweite Ende (102) der Metallfolie (10) derart zugeschnitten wird, so dass die mindestens eine Metallfolie (10) an diesem Ende (101) eine reduzierte Breite besitzt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste (101) als auch das zweite Ende (102) der mindestens einen Metallfolie (10) derart zugeschnitten werden, so dass die mindestens eine Metallfolie (10) an beiden Enden (101, 102) eine reduzierte Breite besitzt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Metallfolie (10) derart zugeschnitten wird, dass die Breite der mindestens einen Metallfolie (10), ausgehend von ihrem ersten (101) oder zweiten Ende (102) in Richtung der Metallfolienmitte stetig zunimmt.
  16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (21) der Elektrode (20) zum Verbinden mit dem verschmälerten oder verjüngten ersten Ende (101) der mindestens einen Metallfolie (10) abgeflacht wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (31) des Stromzuführungsdrahtes (30) zum Verbinden mit dem verschmälerten oder verjüngten zweiten Ende (102) der mindestens einen Metallfolie (10) abgeflacht wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Abschnitts (21, 31) der Elektrode (20) beziehungsweise des Stromzuführungsdrahtes (30) vor dem Abflachen erhitzt und zu einer Kuppe geformt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante des abgeflachten Abschnitts (21, 31) der Elektrode (20) beziehungsweise des Stromzufiihrungsdrahtes (30) mit einer Fase (22) versehen wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeflachte Abschnitt (21, 31) der Elektrode (20) beziehungsweise des Stromzuführungsdrahtes (30) mit der mindestens einen Metallfolie (10) verschweißt ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung durch Punktschweißen hergestellt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung mittels eines Laserschweißverfahrens oder eines Widerstandsschweißverfahrens hergestellt wird.
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