EP2197021A1 - Stromzuführungselement für eine Elektrode und Elektrodengestell mit zumindest einem derartigen Stromzuführungselement - Google Patents

Stromzuführungselement für eine Elektrode und Elektrodengestell mit zumindest einem derartigen Stromzuführungselement Download PDF

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EP2197021A1
EP2197021A1 EP08171190A EP08171190A EP2197021A1 EP 2197021 A1 EP2197021 A1 EP 2197021A1 EP 08171190 A EP08171190 A EP 08171190A EP 08171190 A EP08171190 A EP 08171190A EP 2197021 A1 EP2197021 A1 EP 2197021A1
Authority
EP
European Patent Office
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power supply
supply element
amalgam
electrode
element according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08171190A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Giancarlo De Villagomez
Gerald Hämmer
Thomas Noll
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
Osram SpA
Original Assignee
Osram GmbH
Osram SpA
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Publication date
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Priority to CN200910253435A priority patent/CN101752186A/zh
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
    • H01J61/067—Main electrodes for low-pressure discharge lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J61/28—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the lamp

Definitions

  • the invention relates to a power supply element for an electrode, which is elongated. Furthermore, the invention also relates to an electrode frame with such power supply elements, wherein the electrode frame is designed for a discharge lamp.
  • the starting amalgam is located on a, preferably designed as a metal sheet or metal grid, coated with an amalgam former carrier body which is partially melted in the glass bead of the electrode frame or in the Generalrohreinschmelzung.
  • an amalgam former carrier body which is partially melted in the glass bead of the electrode frame or in the Generalrohreinschmelzung.
  • the starting amalgam is preferably designed so that its Hg vapor pressure at room temperature is lower than that of the working amalgam.
  • the location of the starting amalgam is preferably chosen so that its temperature during lamp operation is so high that the work amalgam located at a cooler location regulates the Hg vapor pressure.
  • the electrode frame includes two power supply elements, which at one end for holding or carrying a E-lektrodenchtl are formed and in this connection are connected to the electrode by terminals. Spaced apart, the two power supply elements are connected or fused with the glass bead, said components representing the electrode frame.
  • the mercury introduced as a filling component into the low-pressure discharge lamp forms indium amalgam with the indium on the metal sheet, which accelerates the start-up of the lamp and is therefore designated as auxiliary or starting amalgam.
  • other metals such as cadmium are also suitable as amalgam formers.
  • an amalgam-forming material acting as starting amalgam is applied only on this additional sheet-metal sheet joined only to the glass bead.
  • a major disadvantage of the known embodiments is that an additional part in the form of the metal sheet or the stainless steel flag is required, which in addition must first be attached to the power supply lines in a separate operation.
  • an additional pre-product is required, which is relatively expensive due to its required galvanic coating.
  • the additional attachment of this flag to a power supply is usually by welding, creating another step is required.
  • the power supply element does not oxidize in the region of the weld, which is usually located between the bead and the electrode clamp.
  • the flag should get hot as soon as possible.
  • the preferred location of attachment is therefore as close as possible to the electrode or lamp filament.
  • the helix Since in the known manufacturing process, the helix must be pasted after welding the flags with an emitter paste, in this case a required minimum distance to the helix of about 4 mm is required.
  • the mercury is released in the known embodiments in lamp operation and the indium liquid. Due to the good wetting properties of indium, this tends to creep in the direction of the hot coil. Therefore, losses of the indium can be expected.
  • a minimum amount of indium of about 2 mg is required for a service life of 10,000 hours. Due to the relatively large amount of indium, significantly more mercury is bound to the flag than is required to operate the lamp ( ⁇ 0.02 mg per 100 ml lamp volume). Depending on this timeout, a few tenths of a mg of mercury from working amalgam are bound to the flag. Since almost all the mercury is expelled from the flags during the starting phase, the lamp is supersaturated with mercury in the start-up phase.
  • An inventive power supply element for an electrode is formed as an elongate element.
  • An elongated part of the power supply element has a first portion which has an amalgam-forming material on the outside.
  • This configuration ensures that the amalgam-forming material component is virtually integrated in a power supply element, and no separate flag, such as an additional coated metal sheet, more is required.
  • a substantially location-targeted attachment of the amalgam-forming material with respect to the positioning of the electrode can be achieved.
  • the Hg release and the absorption of excess Hg by the work amalgam even during operation of the lamp can be done effectively and efficiently, whereby the operation of the lamp, in particular the starting behavior and the time to stabilization, can be improved.
  • the first portion of the elongated portion of the power supply element is for connection to the electrode.
  • the power supply element is thus designed so that just where the connection to the electrode is provided, the elongate part is formed on the outside with an amalgam-forming material. It is thus provided directly at the junction between the power supply element and the electrode of this amalgam-forming material, so that preferably also at the direct contact point between the electrode and the power supply element, the amalgam-forming material is present.
  • This site-specific attachment allows the amalgam former to be as close as possible to the electrode.
  • the amalgam is therefore very hot and the startup behavior improved significantly. In particular, in lamps with a so-called high temperature amalgam is given a significant improvement with this configuration.
  • the elongated part of the power supply element has the first portion, which has an amalgam-forming material on the outside, and a second portion, which on the outside a amalgam formation suppressing material having.
  • the power supply element is thus configured in its elongated part at least in two parts, which thus partially guarantees different functionalities.
  • amalgam formation can thus be substantially prevented.
  • the first and the second section are separate parts which are connected to one another, for example welded together.
  • the second part may be a dilatron wire which is butt welded to an amalgam-forming first portion
  • amalgam lamps which have a low mercury vapor pressure in the off state, however, can also be dispensed with this second portion of the power supply element.
  • this second section is provided.
  • the two portions of the elongate part of the power supply element are formed directly adjacent to each other.
  • the first section in which an amalgam-forming material is formed on the outside, is designed to clamp the electrode.
  • the first section is not completely rectilinear but is bent over. In a specific embodiment, therefore, this first section is formed as an elongated, rod-shaped portion which is bent over.
  • the amalgam-forming suppressing material in the second portion of the elongated portion of the current-carrying element comprises nickel.
  • nickel layer protects the power supply element in the colder region in a particularly efficient manner from amalgamation.
  • the material inhibiting the formation of amalgam is preferably formed with a layer thickness ⁇ 20 ⁇ m, in particular between 1 ⁇ m and 5 ⁇ m.
  • this layer thickness can be made extremely thin, and yet the required functionality can be ensured.
  • the power supply element is formed with a material core surrounded by a layer comprising an amalgam-forming material.
  • this layer surrounding the material core is formed completely from an amalgam-forming material.
  • the power supply element further comprises a layer which surrounds the core material and the layer comprising the amalgam-forming material.
  • production of the power supply element may also be realized by first forming around the material core the amalgam forming material layer and then applying only the layer in which the second portion is to be formed to the layer comprising the comprising amalgam formation inhibiting material. Specific removal of the amalgam-forming-inhibiting material to produce the first portion of the elongated portion of the current delivery element is not required in this approach.
  • the first portion of the power supply element is butt welded to the second portion of the power supply element.
  • the part consists of a uniform material, which does not tend to amalgamation and can be easily connected to the glass used in the lamp.
  • Such an alloy is e.g. given by material number 2.4486 (NiFe47Cr6).
  • the material core of the power supply element comprises iron and nickel.
  • the material core consists of iron and nickel. It proves particularly advantageous if the proportion of nickel in the core material is between 30% by weight and 60% by weight, in particular between 35 and 45% by weight, in particular 42% by weight.
  • the layer thickness of the amalgam-forming material is preferably chosen so that the amount of the amalgam-forming material resulting therefrom and from the length of the first section, in interaction with the working amalgam, can be between 0.02 and 0.1 mg Hg at room temperature per 100 ml lamp volume. This corresponds approximately to twice to 10 times the value of the optimum Hg vapor pressure which should be set in the equilibrium state of the lamp.
  • a corresponding basic thickness of the power supply element can be made possible and, on the other hand, the desired functionalities in the corresponding sections can be achieved particularly well without excessive power supply lines being created and undesirable amalgamations or too little amalgam formation at the corresponding sections would occur.
  • the amalgam-forming material comprises copper.
  • the copper content of the amalgam-forming material is between 20 and 50 percent by weight, in particular between 20 and 30 percent by weight, in particular 25 percent by weight.
  • a liquefaction in the lamp operation can be prevented.
  • Such liquefaction occurs, for example, in indium during lamp operation.
  • a creep of the copper material can be avoided, whereby the functionality of the lamp can be substantially increased.
  • the amount of copper should be such that it is capable of binding about 0.05 to 0.1 mg Hg at equilibrium.
  • the amount of the amalgam-forming material can be adjusted depending on the length of the first section.
  • the first portion of the elongated portion of the power supply element is an end portion of the power supply element.
  • the first portion is formed as an elongated rod which is bent to hold the electrode.
  • An electrode frame according to the invention comprises at least one power supply element according to the invention or an advantageous embodiment thereof.
  • the invention relates to a discharge lamp, in particular a low-pressure discharge lamp, which has at least one electrode frame with one or more power supply elements according to the invention or advantageous embodiments thereof.
  • the discharge lamp is designed as a low-pressure discharge lamp.
  • Fig. 1 is shown in a schematic simplified representation of an electrode frame 1, which is arranged for example in a low-pressure discharge lamp.
  • the electrode frame 1 comprises a first power supply element 2 and a second power supply element 3.
  • the power supply elements 2 and 3 are configured as rod-shaped elongate parts and in particular represent a wire-like configuration.
  • the shaping of the power supply elements 2 and 3 in the embodiment according to FIG Fig. 1 is merely exemplary and may also be provided in another embodiment.
  • the electrode frame 1 further comprises an electrode 4, which is designed as a lamp filament.
  • the electrode 4 is connected to end portions 5 and 6 of the power supply elements 2 and 3 by terminals. Distances too These front end portions 5 and 6, the power supply elements 2 and 3 are connected to a glass bead 7.
  • the power supply element 2 comprises a first section 8 and a second section 9 immediately adjacent thereto.
  • the first section 8 is substantially shorter than the second section 9.
  • the first section 8 has an amalgam-forming material on the outside.
  • a material protecting against amalgam formation is provided on the outside.
  • the sections 10 and 11 of the second power supply element 3 are formed.
  • the first two sections 8 and 10 are directly connected to the electrode 4 and formed for clamping the electrode 4.
  • Fig. 2 is shown in a schematic side view of the power supply element 2 alone, wherein by way of example the position of the electrode 4 is shown.
  • the first portion 8 represents an upper end portion of the power supply element 2 and thus the end portion 5. As shown in FIG Fig. 2 can be seen, this section 8 is bent so that the electrode 4 is clamped therebetween.
  • Fig. 3 Reference is made in which a cross-sectional view of the section line AA according to Fig. 2 is shown.
  • the sectional plane is thus formed perpendicular to the plane of the figure.
  • the power supply element 2 is multicomponent both in the first section 8, as well as in the second section 9 and multilayer structure, wherein in this context, the first layer or the first material region is formed as a material core 12.
  • the material core 12 has as material iron and nickel, wherein the nickel content is about 42 weight percent.
  • a layer 13 is formed, which has the amalgam-forming material.
  • copper is provided as the amalgam-forming material, and this is realized with a weight percentage of 25% in this layer 13.
  • a further layer 14 is formed on this layer 13 surrounding the material core 12, which layer comprises the material suppressing amalgam formation.
  • nickel is provided in the layer 14.
  • the layer thickness of the layer 14 is substantially thinner than the layer thickness of the layer 13. In particular, the layer thickness of the layer 14 is less than 20 .mu.m, in particular between 1 .mu.m and 5 .mu.m.
  • the amount of the amalgam-forming material is adjusted depending on the length of the first portion 8, in which respect an extremely precise adjustment is possible.
  • the amalgam-forming material is integrated directly into the power supply elements 2 and 3, so that it is no longer necessary to attach a separated metal sheet as a flag to the glass bead 7 or to one of the power supply elements 2 or 3.

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stromzuführungselement (2) für eine Elektrode (4), welches länglich ausgebildet ist, wobei das längliche Teil des Stromzuführungselements(2) einen ersten Abschnitt (8) aufweist, welcher außenseitig ein amalgambildendes Material aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Elektrodengestell mit Stromzuführungen (2).

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Stromzuführungselement für eine Elektrode, welches länglich ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Elektrodengestell mit derartigen Stromzuführungselementen, wobei das Elektrodengestell für eine Entladungslampe ausgebildet ist.
    • Stand der Technik
  • Aus der DE 44 45 532 A1 ist eine Niederdruckentladungslampe mit einen innerhalb des Entladungsgefäßes angeordneten Hilfs- oder Anlauf-Amalgam bekannt. Das Anlauf-Amalgam befindet sich auf einem, vorzugsweise als Metallblech oder Metallgitter ausgeführten, mit einem Amalgambildner beschichteten Trägerkörper, der in der Glasperle des Elektrodengestells bzw. in der Teilrohreinschmelzung teilweise eingeschmolzen ist. Unter einem Amalgambildner ist ein Material zu verstehen, welches zur Amalgambildung insbesondere im Betrieb der Entladungslampe ausgebildet ist. Das Anlaufamalgam ist bevorzugt so ausgebildet, dass sein Hg-Dampfdruck bei Raumtemperatur geringer ist als der des Arbeitsamalgams. Der Ort des Anlaufamalgams ist bevorzugt so gewählt, dass seine Temperatur im Lampenbetrieb so hoch ist, dass das an einem kühleren Ort befindliche Arbeitsamalgam den Hg-Dampfdruck regelt.
  • Das Elektrodengestell umfasst zwei Stromzuführungselemente, welche an einem Ende zum Halten bzw. Tragen einer E-lektrodenwendel ausgebildet sind und diesbezüglich mit der Elektrode durch Klemmen verbunden sind. Beabstandet dazu sind die beiden Stromzuführungselemente mit der Glasperle verbunden bzw. eingeschmolzen, wobei diese genannten Komponenten das Elektrodengestell darstellen. Das in die Niederdruckentladungslampe als Füllungsbestandteil eingebrachte Quecksilber bildet mit dem Indium auf dem Metallblech Indium-Amalgam, das den Anlauf der Lampe beschleunigt und daher als Hilfs- oder Anlaufamalgam bezeichnet wird. Als Amalgambildner kommen neben Indium auch andere Metalle wie z.B. Cadmium in Frage. Bei der bekannten Ausführung ist ein als Anlaufamalgam wirkendes amalgambildendes Material lediglich auf diesem zusätzlichen, nur mit der Glasperle verbundenen flächigen Metallblech aufgebracht.
  • Darüber hinaus sind Ausgestaltungen bekannt, bei denen als Anlaufamalgam ein an einem Stromzuführungselement angeschweißtes indiumbeschichtetes Edelstahlflag verwendet wird. Auch dieses Flag ist ein zusätzliches Teil, welches an einem derartigen drahtförmigen bzw. stabförmigen Stromzuführungselement angebracht ist.
  • Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Ausführungen liegt darin, dass ein zusätzliches Teil in Form des Metallblechs bzw. des Edelstahlflags erforderlich ist, welches darüber hinaus in einem separaten Arbeitsgang erst an die Stromzuführungen angebracht werden muss. Darüber hinaus ist ein zusätzliches Vorerzeugnis erforderlich, welches aufgrund seiner erforderlichen galvanischen Beschichtung relativ kostenintensiv ist. Die zusätzliche Anbringung dieses Flags an eine Stromzuführung erfolgt in der Regel durch Schweißen, wodurch ein weiterer Arbeitsschritt erforderlich ist. Beim Einschmelzen der Stromzuführungselemente in der Glasperle muss darüber hinaus äußerst präzise dahingehend gearbeitet werden, dass das Stromzuführungselement im Bereich der Schweißstelle, die sich in der Regel zwischen der Perle und der Elektrodenklemmung befindet, nicht oxidiert. Zur Optimierung des Lichtstromanlaufs sollte das Flag möglichst schnell heiß werden. Der bevorzugte Ort der Anbringung ist daher möglichst nah an der Elektrode bzw. Lampenwendel. Da bei den bekannten Herstellverfahren die Wendel nach dem Anschweißen der Flags mit einer Emitterpaste bepastet werden muss, ist hierbei ein erforderlicher Mindestabstand zur Wendel von ca. 4 mm erforderlich. Darüber hinaus wird bei den bekannten Ausgestaltungen im Lampenbetrieb das Quecksilber freigesetzt und das Indium flüssig. Aufgrund der guten Benetzungseigenschaften von Indium neigt dieses zum Kriechen in Richtung der heißen Wendel. Daher ist mit Verlusten des Indiums zu rechnen. Erfahrungsgemäß ist für eine Betriebsdauer von 10.000 Stunden eine Mindestindiummenge von ca. 2 mg erforderlich. Durch die relativ große Indiummenge wird am Flag wesentlich mehr Quecksilber gebunden als zum Betrieb der Lampe erforderlich ist (< 0,02 mg pro 100ml Lampenvolumen). In Abhängigkeit von dieser Auszeit werden am Flag einige Zehntel mg Quecksilber aus dem Arbeitsamalgam gebunden. Da während der Startphase aus den Flags fast sämtliches Quecksilber ausgetrieben wird, ist die Lampe in der Hochlaufphase mit Quecksilber übersättigt.
  • Überschüssiges Quecksilber sammelt sich an einem virtuellen und viel zu heißem cold spot, der in derartigen Lampen allerdings nicht vorhanden ist, da es sich um Amalgam-Lampen handelt. Dieser viel zu heiße virtuelle cold spot regelt so lange den Quecksilber-Dampfdruck, bis das Quecksilber vom Arbeitsamalgam vollständig aufgenommen ist. Dieser Vorgang kann bis zu einer Stunde dauern, wobei der Lichtstrom teilweise um bis zu 50% unterhalb seines stabilisierten Wertes liegen kann, weil die Lampe in dieser Phase "thermisch überfahren" ist.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stromzuführungselement und ein Elektrodengestell zu schaffen, welches einerseits bauteilreduziert ausgebildet werden kann und darüber hinaus eine verbesserte Funktionsweise im Hinblick auf die Hg-Freisetzung und Aufnahme überschüssigen Hg durch das Arbeitsamalgam im Betrieb einer Lampe gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Stromzuführungselement, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist und ein Elektrodengestell, welches die Merkmale nach Anspruch 15 aufweist, gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Stromzuführungselement für eine Elektrode ist als längliches Element ausgebildet. Ein länglicher Teil des Stromzuführungselements weist einen ersten Abschnitt auf, welche außenseitig ein amalgambildendes Material aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die amalgambildende Materialkomponente quasi in ein Stromzuführungselement integriert ist, und kein separates Flag, wie beispielsweise ein zusätzliches beschichtetes Metallblech, mehr erforderlich ist. Darüber hinaus kann durch diese Ausgestaltung auch ein wesentlich ortsgezielteres Anbringen des amalgambildenden Materials im Hinblick auf die Positionierung zur Elektrode erreicht werden. Insbesondere die Hg-Freisetzung und die Aufnahme überschüssigen Hg durch das Arbeitsamalgam selbst im Betrieb der Lampe kann dadurch effektiv und effizienter erfolgen, wodurch die Betriebsweise der Lampe, insbesondere das Startverhalten und die Zeitdauer bis zur Stabilisierung, verbessert werden kann.
  • Vorzugsweise ist der erste Abschnitt des länglichen Teils des Stromzuführungselements zur Verbindung mit der Elektrode vorgesehen. Das Stromzuführungselement ist also so ausgebildet, dass gerade dort, wo die Verbindung mit der Elektrode vorgesehen ist, das längliche Teil außenseitig mit einem amalgambildenden Material ausgebildet ist. Es wird somit unmittelbar an der Verbindungsstelle zwischen dem Stromzuführungselement und der Elektrode dieses amalgambildende Material bereit gestellt, so dass vorzugsweise auch an der direkten Kontaktstelle zwischen der Elektrode und dem Stromzuführungselement das amalgambildende Material vorhanden ist. Durch diese ortsspezifische Anbringung kann der Amalgambildner so nah wie möglich an der Elektrode sein. Das Amalgam wird daher sehr schnell heiß und das Anlaufverhalten deutlich verbessert. Insbesondere bei Lampen mit einem sogenannten Hochtemperaturamalgam ist mit dieser Ausgestaltung eine deutliche Verbesserung gegeben.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das längliche Teil des Stromzuführungselements den ersten Abschnitt aufweist, welcher außenseitig ein amalgambildendes Material aufweist, und einen zweiten Abschnitt umfasst, welcher außenseitig ein die Amalgambildung unterdrückendes Material aufweist. Das Stromzuführungselement ist in seinem länglichen Teil somit zumindest zweiteilig ausgestaltet, welches abschnittsweise somit unterschiedliche Funktionalitäten gewährleistet. Gerade in dem zweiten Abschnitt, in dem ein die Amalgambildung unterdrückendes Material außenseitig vorgesehen ist, kann somit eine Amalgambildung im Wesentlichen verhindert werden.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Abschnitt separate Teile sind, welche miteinander verbunden werden, beispielsweise miteinander verschweißt werden. So kann der zweite Teil ein Dilatondraht sein, welcher stumpf mit einem amalgambildenden ersten Abschnitt verschweißt ist
  • Gerade bei Amalgamlampen, die im Aus-Zustand einen niedrigen Quecksilber-Dampfdruck haben, kann auf diesen zweiten Abschnitt des Stromzuführungselements jedoch auch verzichtet werden. Bei Elektrodengestellen mit einer Glasperle ist dieser zweite Abschnitt allerdings vorgesehen.
  • Vorzugsweise sind die beiden Abschnitte des länglichen Teils des Stromzuführungselements unmittelbar aneinander angrenzend ausgebildet.
  • Insbesondere ist der erste Abschnitt, bei welchem außenseitig ein amalgambildendes Material ausgebildet ist, zur Klemmung der Elektrode ausgebildet. Insbesondere ist diesbezüglich vorgesehen, dass der erste Abschnitt nicht vollständig geradlinig verläuft sondern umgebogen ist. In spezifischer Ausgestaltung ist somit dieser erste Abschnitt als länglicher, stabförmiger Abschnitt ausgebildet, der umgebogen ist.
  • Vorzugsweise weist das die Amalgambildung unterdrückende Material im zweiten Abschnitt des länglichen Teils des Stromzuführungselements Nickel auf. Eine derartige Nickelschicht schützt das Stromzuführungselement im kälteren Bereich besonders effizient vor einer Amalgamierung.
  • Vorzugsweise ist im zweiten Abschnitt das die Amalgambildung hemmende Material mit einer Schichtdicke < 20 µm, insbesondere zwischen 1 µm und 5 µm, ausgebildet. Insbesondere kann somit diese Schichtdicke äußerst dünn ausgebildet werden, und dennoch die erforderliche Funktionalität gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise ist das Stromzuführungselement mit einem Materialkern ausgebildet, welcher von einer Schicht umgeben ist, welche ein amalgambildendes Material aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass diese den Materialkern umgebende Schicht vollständig aus einem amalgambildenden Material ausgebildet ist. Darüber hinaus ist insbesondere vorgesehen, dass das Stromzuführungselement des Weiteren eine Schicht umfasst, welche den Materialkern und die Schicht, welche das amalgambildende Material umfasst, umgibt. Durch diesen mehrschichtigen Aufbau des Stromzuführungselements kann eine besonders vorteilhafte Herstellung realisiert werden, da sehr exakt der erste Abschnitt in seiner Länge eingestellt werden kann. Dies kann in relativ einfacher und aufwandsarmer Weise dadurch erreicht werden, dass zunächst das Stromzuführungselement über seine gesamte Länge mit dem Materialkern, der Schicht mit dem amalgambildenden Material und der darüber ausgebildeten Schicht mit dem die Amalgambildung hemmenden Material hergestellt wird und dann situationsspezifisch die äußere Schicht mit dem die Amalgambildung hemmenden Material zur Erzeugung des ersten Abschnitts wieder entfernt bzw. abgetragen wird.
  • Es kann jedoch auch eine Fertigung des Stromzuführungselements dahingehend realisiert werden, dass zunächst um den Materialkern die Schicht mit dem die Amalgambildung fördernden Material erzeugt wird und lediglich in dem Bereich, in dem der zweiten Abschnitt ausgebildet werden soll, dann die Schicht aufgetragen wird, welche das die Amalgambildung hemmende Material umfasst. Eine spezifische Abtragung des die Amalgambildung hemmenden Materials zur Erzeugung des ersten Abschnitts des länglichen Teils des Stromzuführungselements ist bei dieser Vorgehensweise nicht erforderlich.
  • Es kann darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt des Stromzuführungselements stumpf an dem zweiten Abschnitt des Stromzuführungselements angeschweißt ist. In diesem Fall besteht der Teil aus einem einheitlichen Material, welches nicht zur Amalgambildung neigt und sich leicht mit dem verwendeten Glas der Lampe verbinden lässt. Eine solche Legierung ist z.B. durch Werkstoff-Nummer 2.4486 (NiFe47Cr6) gegeben.
  • Vorzugsweise umfasst der Materialkern des Stromzuführungselements Eisen und Nickel. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Materialkern aus Eisen und Nickel besteht. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der Anteil von Nickel im Kernmaterial zwischen 30 Gewichtsprozent und 60 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 35 und 45 Gewichtsprozent, insbesondere 42 Gewichtsprozent, beträgt.
  • Vorzugsweise ist die Schichtdicke des amalgambildenden Materials so gewählt, dass die sich daraus und aus der Länge des ersten Abschnitts ergebende Menge des amalgambildenden Materials im Zusammenspiel mit dem Arbeitsamalgam bei Raumtemperatur pro 100ml Lampenvolumen zwischen 0,02 und 0,1mg Hg aufnehmen kann. Dies entspricht in etwa dem doppelten bis 10-fachen Wert des optimalen Hg-Dampfdrucks, der sich im Gleichgewichtszustand der Lampe einstellen sollte. Durch diese Schichtdickenverhältnisse kann eine entsprechende grundsätzliche Dicke des Stromzuführungselements ermöglicht werden und andererseits die gewünschten Funktionalitäten in den entsprechenden Abschnitten besonders gut erreicht werden, ohne dass zu dicke Stromzuführungen entstehen würden und andererseits unerwünschte Amalgamierungen oder zu wenig Amalgambildung an den entsprechenden Abschnitten auftreten würden.
  • Vorzugsweise weist das amalgambildende Material Kupfer auf. Insbesondere beträgt der Kupferanteil am amalgambildenden Material zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 20 und 30 Gewichtsprozent, insbesondere 25 Gewichtsprozent. Vorzugsweise kann durch eine derartige Verwendung und Zugabe von Kupfer aufgrund dessen Materialeigenschaft eine Verflüssigung im Lampenbetrieb verhindert werden. Eine solche Verflüssigung tritt beispielsweise bei Indium im Lampenbetrieb auf. Dadurch kann auch ein Kriechen des Kupfermaterials vermieden werden, wodurch die Funktionalität der Lampe wesentlich erhöht werden kann. Die Kupfermenge sollte insbesondere so bemessen sein, dass sie in der Lage ist, im Gleichgewichtszustand etwa 0,05...0,1mg Hg zu binden.
  • Vorzugsweise kann die Menge des amalgambildendes Materials abhängig von der Länge des ersten Abschnitts eingestellt werden.
  • Vorzugsweise ist der erste Abschnitt des länglichen Teils des Stromzuführungselements ein Endabschnitt des Stromzuführungselements. Insbesondere ist der erste Abschnitt als länglicher Stab ausgebildet, der zum Halten der Elektrode umgebogen ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Elektrodengestell umfasst zumindest ein erfindungsgemäße Stromzuführungselement oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Entladungslampe, insbesondere eine Niederdruckentladungslampe, welche zumindest ein Elektrodengestell mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Stromzuführungselementen oder vorteilhaften Ausgestaltungen davon aufweist. Insbesondere ist die Entladungslampe als Niederdruckentladungslampe ausgebildet.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein erfindungsgemäßes Elektrodengestell gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    Fig. 2
    ein Stromzuführungselement des Elektrodengestells gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht; und
    Fig. 3
    eine Querschnittdarstellung des Stromzuführungselements gemäß Fig. 2.
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Weitere Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend genannten und nachfolgend aufgeführten Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere auch die in den Figuren und der Figurenbeschreibung, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • In Fig. 1 ist in einer schematischen vereinfachten Darstellung ein Elektrodengestell 1 gezeigt, welches beispielsweise in einer Niederdruckentladungslampe angeordnet ist. Das Elektrodengestell 1 umfasst ein erstes Stromzuführungselement 2 und ein zweites Stromzuführungselement 3. Die Stromzuführungselemente 2 und 3 sind als stabförmige längliche Teile ausgestaltet und stellen insbesondere eine drahtartige Ausgestaltung dar. Die Formgebung der Stromzuführungselemente 2 und 3 in der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 ist lediglich beispielhaft und kann auch in anderweitiger Ausgestaltung vorgesehen sein. Das Elektrodengestell 1 umfasst darüber hinaus eine Elektrode 4, welche als Lampenwendel ausgebildet ist. Die Elektrode 4 ist mit Endabschnitten 5 und 6 der Stromzuführungselemente 2 bzw. 3 durch Klemmen verbunden. Beabstandet zu diesen vorderen Endabschnitten 5 und 6 sind die Stromzuführungselemente 2 und 3 mit einer Glasperle 7 verbunden.
  • Das Stromzuführungselement 2 umfasst einen ersten Abschnitt 8 und einen unmittelbar daran angrenzenden zweiten Abschnitt 9. Der erste Abschnitt 8 ist wesentlich kürzer als der zweite Abschnitt 9. Beim ersten Abschnitt 8 ist außenseitig ein amalgambildendes Material vorgesehen. Beim zweiten Abschnitt 9 ist außenseitig ein vor Amalgambildung schützendes Material vorgesehen. In entsprechender Weise sind die Abschnitte 10 und 11 des zweiten Stromzuführungselements 3 ausgebildet.
  • Die beiden ersten Abschnitte 8 und 10 sind unmittelbar mit der Elektrode 4 verbunden und zur Klemmung der Elektrode 4 ausgebildet.
  • In Fig. 2 ist in einer schematischen Seitenansicht das Stromzuführungselement 2 alleine gezeigt, wobei beispielhaft die Position der Elektrode 4 gezeigt ist. Der erste Abschnitt 8 stellt einen oberen Endabschnitt des Stromzuführungselements 2 und somit den Endabschnitt 5 dar. Wie aus der Darstellung in Fig. 2 zu erkennen ist, ist dieser Abschnitt 8 umgebogen, so dass die Elektrode 4 dazwischen eingeklemmt ist.
  • Zur weiteren Erläuterung des Aufbaus des Stromzuführungselements 2 wird nunmehr auf Fig. 3 Bezug genommen, in welcher eine Querschnittsdarstellung der Schnittlinie AA gemäß Fig. 2 gezeigt ist. Die Schnittebene ist somit senkrecht zur Figurenebene ausgebildet.
  • Das Stromzuführungselement 2 ist sowohl im ersten Abschnitt 8, als auch im zweiten Abschnitt 9 mehrkomponentig und mehrschichtig aufgebaut, wobei in diesem Zusammenhang die erste Schicht bzw. der erste Materialbereich als Materialkern 12 ausgebildet ist. Der Materialkern 12 weist als Material Eisen und Nickel auf, wobei der Nickelanteil etwa 42 Gewichtsprozent beträgt.
  • Um den Materialkern 12 ist eine Schicht 13 ausgebildet, welche das amalgambildende Material aufweist. Insbesondere ist als amalgambildendes Material Kupfer vorgesehen, wobei dies mit einem Gewichtsprozentanteil von 25 % in dieser Schicht 13 realisiert ist.
  • Im ersten Abschnitt 8 ist auf der den Materialkern umgebenden Schicht 13 keine weitere Schicht mehr ausgebildet, so dass das amalgambildende Material in der Schicht 13 somit nach außen hin frei und außenseitig liegend ausgebildet ist.
  • Im zweiten Abschnitt 9 ist auf dieser den Materialkern 12 umgebenden Schicht 13 eine weitere Schicht 14 ausgebildet, welche das die Amalgambildung unterdrückende Material umfasst. In diesem Zusammenhang ist in der Schicht 14 als die Amalgambildung unterdrückendes Material Nickel vorgesehen. Die Schichtdicke der Schicht 14 ist wesentlich dünner als die Schichtdicke der Schicht 13. Insbesondere beträgt die Schichtdicke der Schicht 14 weniger als 20 µm, insbesondere zwischen 1 µm und 5 µm.
  • Vorzugsweise wird die Menge des amalgambildenden Materials abhängig von der Länge des ersten Abschnitts 8 eingestellt, wobei diesbezüglich eine äußerst präzise Einstellung möglich ist.
  • Bei den gezeigten Ausführungen ist somit das amalgambildende Material direkt in die Stromzuführungselemente 2 und 3 integriert, so dass es nicht mehr erforderlich ist, ein separiertes Metallblech als Flag an der Glasperle 7 oder an einen der Stromzuführungselemente 2 oder 3 zu befestigen.

Claims (15)

  1. Stromzuführungselement für eine Elektrode (4), welches länglich ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das längliche Teil des Stromzuführungselements(2, 3) einen ersten Abschnitt (8, 10) aufweist, welcher außenseitig ein amalgambildendes Material aufweist.
  2. Stromzuführungselement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Abschnitt (8, 10) zur Verbindung mit der Elektrode (4) vorgesehen ist.
  3. Stromzuführungselement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das längliche Teil des Stromzuführungselements (2, 3) den ersten Abschnitt (8, 10) aufweist, welcher außenseitig ein amalgambildendes Material aufweist, und einen zweiten Abschnitt (9, 11) umfasst, welcher außenseitig ein die Amalgambildung unterdrückendes Material aufweist.
  4. Stromzuführungselement nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die beiden Abschnitte (8 bis 11) des länglichen Teils des Stromzuführungselements (2, 3) unmittelbar aneinander angrenzen.
  5. Stromzuführungselement nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Abschnitt (8, 10) zur Klemmung der Elektrode (4) ausgebildet ist.
  6. Stromzuführungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das die Amalgambildung unterdrückende Material Nickel aufweist.
  7. Stromzuführungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im zweiten Abschnitt (9, 11) das die Amalgambildung hemmende Material mit einer Schichtdicke kleiner 10 µm, insbesondere zwischen 1 µm und 5 µm, ausgebildet ist.
  8. Stromzuführungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Stromzuführungselement (2, 3) einen Materialkern (12) aufweist, der von einer Schicht (13) mit einem amalgambildenden Material umgeben ist, wobei das amalgambildende Material im zweiten Abschnitt (9, 11) von einer Schicht (14) des die Amalgambildung unterdrückenden Materials umgeben ist.
  9. Stromzuführungselement nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Materialkern (12) Eisen und Nickel aufweist, insbesondere aus Eisen und Nickel besteht.
  10. Stromzuführungselement nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anteil von Nickel im Materialkern (12) zwischen 30 und 60 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 35 und 45 Gewichtsprozent, insbesondere 42 Gewichtsprozent, beträgt.
  11. Stromzuführungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Menge des amalgambildenden Materials so bemessen ist, dass im Zusammenspiel mit dem Arbeitsamalgam bei Raumtemperatur pro 100ml Lampenvolumen zwischen 0,02 und 0,1mg Hg aufnehmbar sind.
  12. Stromzuführungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das amalgambildende Material Kupfer aufweist.
  13. Stromzuführungselement nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das amalgambildende Material eine Kupferanteil zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 20 und 30, insbesondere 25, aufweist.
  14. Stromzuführungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Abschnitt (8, 10) des länglichen Teils des Stromzuführungselements (2, 3) ein Endabschnitt (5, 6) des Stromzuführungselements (2, 3) ist, und insbesondere der erste Abschnitt (8, 10) als länglicher Stab ausgebildet ist, der zum Halten der Elektrode (4) umgebogen ist.
  15. Elektrodengestell für eine Entladungslampe mit zumindest einem Stromzuführungselement (2, 3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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