EP2272081A2 - Elektrodengestell für eine entladungslampe und verfahren zum herstellen eines elektrodengestells sowie entladungslampe - Google Patents

Elektrodengestell für eine entladungslampe und verfahren zum herstellen eines elektrodengestells sowie entladungslampe

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EP2272081A2
EP2272081A2 EP09737947A EP09737947A EP2272081A2 EP 2272081 A2 EP2272081 A2 EP 2272081A2 EP 09737947 A EP09737947 A EP 09737947A EP 09737947 A EP09737947 A EP 09737947A EP 2272081 A2 EP2272081 A2 EP 2272081A2
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EP
European Patent Office
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electrode frame
electrode
paste
frame according
power supply
Prior art date
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EP09737947A
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English (en)
French (fr)
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EP2272081B1 (de
Inventor
Martin Beck
Kirsten Fuchs
Thomas Noll
Gerald Hämmer
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Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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Publication of EP2272081B1 publication Critical patent/EP2272081B1/de
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    • 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
    • H01J61/26—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering; Means for preventing blackening of the envelope
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J7/14—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J7/18—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering
    • H01J7/186—Getter supports

Definitions

  • the invention relates to an electrode frame for a discharge lamp and a discharge lamp, in particular a mercury low-pressure discharge lamp. Moreover, the invention relates to a method for producing an electrode frame for a discharge lamp.
  • Fluorescent lamps need to be manufactured with a high-purity gas filling to meet the requirements of long life and high efficiency. However, since the process times for introducing the filling gas are relatively short, this presents a great challenge.
  • Gettersysteme such. As aluminum, barium or magnesium alloys are activated by high frequency heating. The resulting reactive vapors can absorb and bind contaminants from the gas phase (adsorption or chemical bonding). The vapors deposited on the free, inner surface of the lamp can also bind contaminants during lamp life up to their maximum capacity.
  • a disadvantage of metal getters is that the getter materials already emit gases during processing. which subsequently reduces the getter capacity in the finished lamp.
  • the use of particularly fine-grained metal hydride powder is also known, to which partial tungsten powder is admixed, which is intended to avoid co-sintering of the fine powder during the activation process.
  • the materials are introduced as a compact in the gas discharge vessel.
  • the activation also takes place in a separate process step, in which case hydrogen escapes, which is pumped out of the gas discharge vessel.
  • an electrode frame comprising the features of claim 1, a discharge lamp having the features of claim 14, and a method comprising the features of claim 15.
  • An inventive electrode frame for a discharge lamp comprises a first and a second power supply, which are connected to an electrode.
  • the electrode frame comprises a metal hydride terial, which is arranged on the electrode frame.
  • the metal hydride material is formed as a paste or contained in a paste material.
  • the metal hydride material in the form of a paste can thus preferably also be applied to positions where it has no electrically insulating attachment to the power supply lines and the like.
  • the metal hydride material comprises titanium and / or zirconium and / or hafnium.
  • the paste is highly viscous.
  • the paste comprises adhesives and / or binders and is introduced into a solvent together with the metal hydride material to form the paste prior to application to the electrode frame.
  • the hydride or the hydride mixture is thus introduced into a solvent with the addition of adhesives and / or binders and prior to installation of the electrode frame and thus with also the electrode in the lamp body applied to a specific part of the electrode frame.
  • the solvent is water.
  • the binder is a rheological additive.
  • this rheological additive is based on a highly purified, easily dispersible smectite.
  • Such a rheological additive is for example Bentone.
  • the mean grain size of the metal hydride material is preferably between 55 ⁇ m and 65 ⁇ m, in particular 60 ⁇ m. However, it can also be provided that the metal hydride material is nanocrystalline and has a particle size of less than 110 mm, in particular less than 100 mm.
  • the paste is at least partially applied directly to an electrical insulating element connecting the power supply lines.
  • This electrically insulating element is preferably a spaced from the ends of the power supply and formed of glass material plug, which is also commonly referred to as a glass bead.
  • this element is a plate foot formed of a glass material and formed on the ends facing away from the electrode.
  • This plate base is usually formed around the ends of the power supply leads, which are opposite to the ends facing the electrode.
  • the paste is at least partially applied directly to a power supply and thus directly in contact with the materials of the power supply.
  • the paste is at least partially directly on at least one power supply and / or on a the electrode clamping part and / or on a start-amalgam carrier and / or on at least one end of the E- lektrode, in particular a emitter sheer end of the elec- , applied.
  • the application takes place in the form of a highly viscous paste, wherein here preferably titanium hydride powder is introduced into water as a solvent, and the rheological additive is added as a binder.
  • This paste is preferably applied to the glass bead between the power supply lines of the electrode or lamps with a cup base on the glass plate by the power supply lines are embedded.
  • a contact is made at least to one of the two power supply lines.
  • coarse-grained material with a mean grain size of 60 ⁇ m is used here.
  • the paste is not applied to the glass bead or the plate foot, but as close to the electrode, and is attached directly to the power supply lines, for example, and this at points of the power supply, close or adjacent to the electrode are arranged.
  • this material is additionally or instead attached to the spiral clamps.
  • this paste is preferably applied to the emitter-free ends of the helix or the electrode a very fine-grained material, which preferably has nanocrystalline material with particle sizes of less than 100 mm, can be sprayed in the form of a low-viscosity suspension instead of a water-based high-viscosity paste, as is the case, for example, with AlZr getters added further additives to improve the adhesion to the electrode frame, for example, small additions of aluminum powder.
  • a further aspect of the invention relates to an electrode frame for a discharge lamp having a first and a second power supply, which are connected to an electrode, and a metal hydride material, which is arranged on the electrode frame, wherein the metal hydride material as a suspension, in particular low-viscosity suspension on attached to the electrode frame, in particular sprayed on.
  • advantageous embodiments according to the first aspect of an inventive electrode frame are also to be regarded as advantageous embodiments of an electrode frame according to the invention according to the second aspect.
  • the invention relates to a discharge lamp, in particular a low-pressure mercury discharge lamp, with at least one electrode frame according to the cited Aspects of the invention or an advantageous embodiment thereof.
  • the invention relates to a method for producing an electrode frame for a discharge lamp, in which metal hydride material is applied as a paste or as a suspension to the at least two power supply lines of an electrode having electrode frame.
  • hydrides or hydride mixtures as getter materials in discharge lamps, in particular low-pressure mercury discharge lamps, the gas purity of the lamps can be significantly improved, whereby a significant extension of the life of this lamp can be achieved.
  • the hydride or the hydride mixture as a paste directly onto the electrode frame eliminates the costly production of a compact. There is no need for a separate device for fixing the compact in the lamp, and the placement in the lamp is thereby simplified.
  • the activation of the hydrides can be omitted as a separate process step, since the heat development of the electrode coil during the emitter Formiervorgangs, usually decomposition of barium, calcium and strontium carbonates to the corresponding oxides with release of CO and CO 2 can be used ,
  • the dried hydride paste is exposed to the radiant heat of the electrode, whereby at the same time at least part of the hydrogen is released from the hydride or hydride mixture during the formation of the emitter paste, and the resulting hydrogen is rinsed and / or pumped off together with the emitter decomposition products is removed from the lamp.
  • at least part of the introduced hydride paste is present in metallic form in the finished lamp and can pick up contamination from the lamp fill gas.
  • a titanium hydride paste having an average grain size of 60 ⁇ m which may already be preferably used for end of life protection in compact fluorescent lamps.
  • the paste is applied to the side of the glass bead between the two power leads of each electrode.
  • the heat load in the manufacture of the lamp body which includes a squeezing process, and the radiant heat of the electrode during the forming process.
  • at least one contact with at least one of the power supply leads is preferably produced in order to increase the temperature of the material by the heat conduction via the power supply and thereby to improve the hydrogen release during the forming process and the pickup of contaminants during lamp operation.
  • the partial hydrogen depletion of the metal hydride material preferably occurs in the outer regions of the paste body which are most exposed to the heat radiation of the electrode. As a result, it can be prevented at the same time that the residual hydrogen from the paste is prematurely released already by the temperature load in normal lamp operation and leads to the early failure of the lamp.
  • the hydride paste is preferably used only for life extension because the lamp does not require an end-of-life function. It can therefore be used very fine-grained, preferably nanocrystalline material, which is then applied as close to the electrode. Thereby, a complete release of the hydrogen during the forming process can be achieved, wherein the capacity and capacity of the hydrogen-free getter material in the lamp operation increases the capacity for Geargasverungraphy compared to the coarse-grained material is increased.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of an electrode frame according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of an electrode frame according to the invention.
  • an electrode frame 1 is shown, which is associated with a mercury low-pressure discharge lamp.
  • the electrode frame 1 extends at least partially into a discharge space in the interior of a discharge vessel.
  • the electrode frame 1 comprises a first power supply 2 and a second power supply 3. Through this power supply 2 and 3, an electrode 4 is held.
  • an electrode 4 is held at the ends 6 and 8 of the power supply lines 2 and 3 clamping elements 11 and 12 are arranged, by means of which the electrode 4 is held at its ends 14 and 15.
  • the middle part 13 of the electrode 4 is provided with an emitter paste, whereas the end pieces 14 and 15 are provided without such an emitter paste.
  • the electrode frame 1 further comprises an electrically insulating element 9, which is formed of glass material and is referred to as glass bead, and which is spaced from the upper ends 6 and 8 and also to the lower ends 5 and 7 of the power supply lines 2 and 3 respectively and extends between the two power supply lines 2 and 3 and connects them together.
  • the electrode frame 1 further comprises a metal hydride material, which is formed as a paste 10 in the embodiment both directly on the element 9 and directly on the power supply 3.
  • the paste 10 is in the form of a highly viscous paste, wherein the paste of metal hydride material preferably comprises titanium hydride powder and is introduced into water as solvent, wherein the binder provided is a rheological additive based on a highly purified, easily dispersible smectic acid is.
  • the metal hydride material is a coarse-grained material having an average grain size of 60 ⁇ m.
  • the electrode frame 1 moreover has a cup base or a glass plate, which surrounds the power supply lines 2 and 3 at the ends 5 and 7, so that the power supply lines are embedded at these ends 5 and 7 in this plate foot , Also, in addition to or instead of the paste 10 may be applied directly.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an electrode frame 1, which is likewise arranged in a low-pressure mercury discharge lamp.
  • the paste material having the metal hydride material is applied directly to the power supply lines 2 and 3 as paste 16 on the one hand and as paste 17 on the other hand.
  • an application to the power supply lines between the element 9 and the clamps 11 and 12 is provided, so that the pastes 16 and 17 are positioned as close as possible to the electrode 4.
  • Fig. 2 are also applied directly to the clamps 11 and / or 12.
  • these pastes 16 and 17 are formed directly in addition to or instead of on the end pieces 14 and 15 and thus on the emitter-free end pieces of the elec- trode 4. This is particularly advantageous for cold start lamps.
  • the metal hydride material used can be a very fine-grained material, which is preferably nanocrystalline material with particle sizes of less than 100 nm. Except in the form of a highly viscous paste 16 or 17 advantageously water-based as a solvent, the fine-grained material can also be sprayed in the form of a low-viscosity suspension.
  • a further additive for improving the adhesion on the electrode 4 or in the electrode frame 1 is added in this spraying, wherein aluminum is particularly advantageous as an additive.
  • FIG. 2 also shows a plate base 18 on which the paste material can also be applied.
  • the paste can be applied to the starting amalgam carrier.

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  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrodengestell für eine Entladungslampe, mit einer ersten (2) und einer zweiten Stromzuführung (3), welche mit einer Elektrode (4) verbunden sind, und einem Metallhydridmaterial, welches an dem Elektrodengestell (1) angeordnet ist, wobei das Metallhydridmaterial als Paste (10, 16, 17) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Entladungslampe mit einem derartigen Elektrodengestell sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodengestells.

Description

Be s ehre ibung
Elektrodengestell für eine Entladungslampe und Verfahren zum Herstellen eines Elektrodengestells sowie Entladungslampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Elektrodengestell für eine Entladungslampe sowie eine Entladungslampe, insbesondere eine Quecksilberniederdruck-Entladungslampe. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodengestells für eine Entladungslampe.
Stand der Technik
Leuchtstofflampen müssen mit einer hochreinen Gasfüllung hergestellt werden, um den Anforderungen an eine lange Lebensdauer und eine hohe Effizienz gerecht zu werden. Da die Prozesszeiten zur Einbringung des Füllgases aber relativ kurz sind, stellt dies eine große Herausforderung dar .
In der Lampenindustrie werden zur Erreichung einer hohen Reinheit der Gasfüllung (beispielsweise Argon, Neon, Krypton, Xenon) verschiedene Gettersysteme eingesetzt. In der Produktion der Leuchtstofflampen besitzt beispielsweise Wasserstoff ein sehr hohes Schädigungspotential. Bereits geringe Spuren von Wasserstoff können zu einer deutlichen Verringerung der Lebensdauer der Lampe führen. Die hohen Stoßquerschnitte für unelastischen Elektronenstoß im Bereich bis zur Dissoziationsenergie von etwa 4,5 eV führt zur Elektronenvernichtung und dadurch zu schlechten Effizienzen der Lampen. Größere Konzentrationen von Wasserstoff führen zum Anstieg der Brennspannung und schließlich zum Erlöschen der Entladung. Dieser Effekt wird bei Niederdruckgasentladungslampen zum sicheren Abschalten der Lampe am Lebens- dauerende genutzt. Es wird ein Metallhydrid in die Lampe eingebracht, das bei Überhitzung am Ende der Lampe Wasserstoff freisetzt und die Lampe dadurch abschaltet. Dies ist beispielsweise aus der EP 0 755 173 A2 bekannt. Presskörper in Form von Kapseln aus einem Metallhydridma- terial werden dort an einem Elektrodengestell oder einem aus Glasmaterial ausgebildeten Tellerfuß an dem der E- lektrode des Elektrodengestells abgewandeten Ende ausgebildet. Die Presskörper werden dabei jedoch nicht direkt mit den Stromzuführungen eines Elektrodengestells verbun- den, sondern über Trägerstifte und darin integrierte e- lektrisch isolierende Glaskugeln daran befestigt.
Gettersysteme wie z. B. Aluminium-, Barium- oder Magnesiumlegierungen werden durch Hochfrequenzerhitzung aktiviert. Die dabei entstehenden reaktiven Dämpfe können Verunreinigungen aus des Gasphase aufnehmen und binden (Adsorption oder chemische Bindung) . Die an der freien, inneren Lampenoberfläche niedergeschlagenen Dämpfe können auch während der Lampenlebensdauer auftretende Verunreinigungen bis zu ihrer maximalen Aufnahmekapazität binden.
Darüber hinaus ist eine Reihe von nicht verdampfenden Gettern bekannt. Die Aktivierung erfolgt hierbei jedoch ebenfalls in einem eigenen separaten Prozessschritt.
Ein Nachteil der metallischen Getter ist, dass die Get- termaterialen bereits während der Verarbeitung Gase auf- nehmen, wodurch nachfolgend die Getterkapazität in der fertigen Lampe gemindert wird.
Anstelle der metallischen Gettermaterialen ist auch der Einsatz von besonders feinkörnigen Metallhydridpulver be- kannt, welchen teilweise Wolframpulver zugemischt wird, das ein Zusammensintern des feinen Pulvers während des Aktivierungsprozesses vermeiden soll. Auch hier werden die Materialien als Presskörper in das Gasentladungsgefäß eingebracht. Die Aktivierung erfolgt ebenfalls in einem gesonderten Prozessschritt, wobei dann dabei Wasserstoff entweicht, der aus dem Gasentladungsgefäß abgepumpt wird.
Bei den bekannten Ausgestaltungen kann jedoch nur ein begrenzter Grad der Gasreinheit erreicht.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektro- dengesteil sowie eine Entladungslampe, und ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodengestells zu schaffen, bei welchem bzw. bei welcher eine Verbesserung der Gasreinheit im Entladungsgefäß erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Elektrodengestell, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, eine Entladungslampe, welche die Merkmale nach Anspruch 14 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 15 aufweist, gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Elektrodengestell für eine Entla- dungslampe umfasst eine erste und eine zweite Stromzuführung, welche mit einer Elektrode verbunden sind. Darüber hinaus umfasst das Elektrodengestell ein Metallhydridma- terial, welches an dem Elektrodengestell angeordnet ist. Das Metallhydridmaterial ist als Paste ausgebildet bzw. in einem Pastenmaterial enthalten.
Durch diese Ausgestaltung des Metallhydridmaterials kann eine verbesserte und flexiblere Anbringung an dem Elektrodengestell an spezifisch geeigneten Stellen ermöglicht werden, so dass dadurch auch eine Verbesserung der Gasreinheit in der Entladungslampe erreicht werden kann. Es ist somit nicht mehr erforderlich, einen separaten Press- körper zu erzeugen und am Entladungsgefäß zu platzieren, bei dem aufgrund der Ausgestaltung und Formgebung lediglich eingeschränkte Anbringungspositionen gegeben sind.
Das Metallhydridmaterial in Form als Paste kann somit vorzugsweise auch an Positionen angebracht werden, wo es keine elektrisch isolierende Anbringung zu den Stromzuführungen und dergleichen aufweist.
Vorzugsweise weist das Metallhydridmaterial Titan und/oder Zirkonium und/oder Hafnium auf.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Paste hochviskos ausgebildet ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Paste Haft- und/oder Bindemittel aufweist und zusammen mit dem Metallhydridmaterial zur Bildung der Paste vor dem Aufbringen auf das Elektrodengestell in ein Lösungsmittel einge- bracht ist.
Das Hydrid oder die Hydridmischung wird somit unter Zugabe von Haft- und/oder Bindemitteln in ein Lösungsmittel eingebracht und vor Einbau des Elektrodengestells und so- mit auch der Elektrode in den Lampenkörper auf einen spezifischen Teil des Elektrodengestells aufgebracht.
Vorzugsweise ist das Lösungsmittel Wasser. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Bindemittel ein rheologisches Additiv ist. Insbesondere ist dieses rheologische Additiv auf der Basis eines hochgereinigten, leicht dispergierba- ren Smektits ausgeführt. Ein derartiges rheologisches Additiv ist beispielsweise Bentone .
Vorzugsweise beträgt die mittlere Korngröße des Metall- hydridmaterials zwischen 55 μm und 65 μm, insbesondere 60 μm. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Metallhydridmaterial nanokristallin ist und eine Korngröße kleiner 110 mm, insbesondere kleiner 100 mm, aufweist.
Insbesondere ist die Paste zumindest bereichsweise direkt auf ein die Stromzuführungen verbindendes elektrisch isolierendes Element aufgebracht. Dieses elektrisch isolierende Element ist vorzugsweise ein von den Enden der Stromzuführungen beabstandet angeordneter und aus Glasmaterial ausgebildeter Pfropfen, welcher üblicherweise auch als Glasperle bezeichnet ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass dieses Element ein an den der Elektrode abgewandten Enden ausgebildeter Tellerfuß aus einem Glasmaterial ist. Dieser Tellerfuß ist üblicherweise um die Enden der Stromzuführungen ausgebil- det, welche den der Elektrode zugewandten Enden gegenüberliegend sind.
Vorzugsweise ist die Paste zumindest bereichsweise direkt auf eine Stromzuführung aufgebracht und somit direkt in Kontakt mit den Materialen der Stromzuführung. Insbesondere ist die Paste zumindest bereichsweise direkt auf zumindest einer Stromzuführung und/oder auf ein die Elektrode klemmendes Teil und/oder auf einem Anlauf- Amalgam-Träger und/oder auf zumindest einem Ende der E- lektrode, insbesondere einem emitterfreien Ende der E- lektrode, aufgebracht.
Vorzugsweise sind somit verschiedene Ausführungsmöglichkeiten gegeben, die je nach Anwendungsbereich vorteilhaft eingesetzt werden können. So kann einerseits vorgesehen sein, dass die Aufbringung in Form einer hochviskosen Paste erfolgt, wobei hier bevorzugt Titanhydrid-Pulver in Wasser als Lösungsmittel eingebracht ist, und als Binder das rheologische Additiv zugegeben ist. Diese Paste wird bevorzugt auf die Glasperle zwischen den Stromzuführungen der Elektrode oder bei Lampen mit einem Tellerfuß auf dem Glasteller, indem die Stromzuführungen eingebettet sind, aufgebracht. Dabei wird vorzugsweise ein Kontakt mindestens zu einer der beiden Stromzuführungen hergestellt. Bevorzugt wird hier grobkörnigeres Material mit mittlerer Korngröße von 60 μm verwendet. Hierdurch kann insbesondere bei Kompaktleuchtstofflampen eine deutlich verbesserte Lampenlebensdauer erreicht werden.
Demgegenüber kann als weitere Ausführung vorgesehen sein, dass die Paste nicht auf der Glasperle oder dem Teller- fuß, sondern möglichst nah an der Elektrode aufgebracht ist, und beispielsweise an den Stromzuführungen direkt angebracht ist und dies an Stellen der Stromzuführungen, die nah oder benachbart zu der Elektrode angeordnet sind.
Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass dieses Ma- terial zusätzlich oder anstatt dazu an den Wendelklemmun- gen, oder bei Lampen mit Amalgamtechnologie auf dem Anlauf-Amalgam-Träger, dem so genannten „Flag" angeordnet ist. Insbesondere bei Kaltstart-Lampen wird diese Paste bevorzugt auf den emitterfreien Enden der Wendel bzw. der Elektrode aufgebracht. Es kann hier vorzugsweise auch ein sehr feinkörniges Material verwendet werden, welches bevorzugt nanokristallines Material mit Korngrößen kleiner 100 mm aufweist. An Stelle einer hochviskosen Paste auf Wasserbasis kann das feinkörnige Material auch in Form einer niedrigviskosen Suspension aufgesprüht werden, wie es beispielsweise bei AlZr-Gettern erfolgt. Bevorzugt werden bei dieser Ausführung weitere Zusätze zur Verbesserung der Haftung auf dem Elektrodengestell zugegeben, beispielsweise geringe Zusätze von Aluminiumpulver.
Ganz allgemein betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Elektrodengestell für eine Entladungslampe mit einer ersten und einer zweiten Stromzuführung, welche mit einer Elektrode verbunden sind, und einem Metallhydridmaterial, welches an dem Elektrodengestell angeordnet ist, wobei das Metallhydridmaterial als Suspension, insbesondere niedrigviskose Suspension, auf dem Elektrodengestell angebracht, insbesondere aufgesprüht ist.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß dem ersten Aspekt eines erfindungs- gemäßen Elektrodengestells auch als vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Elektrodengestells gemäß dem zweiten Aspekt anzusehen sind.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Entladungslampe, insbesondere eine Quecksilberniederdruck-Entladungslampe, mit zumindest einem Elektrodengestell gemäß den genannten Aspekten der Erfindung oder einer vorteilhaften Ausgestaltung davon.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodengestells für eine Entladungs- lampe, bei welchem Metallhydridmaterial als Paste oder als Suspension auf das zumindest zwei Stromzuführungen einer Elektrode aufweisende Elektrodengestell aufgebracht wird.
Durch den Einsatz von Hydriden oder Hydridmischungen als Gettermaterialien bei Entladungslampen, insbesondere Quecksilberniederdruck-Entladungslampen, kann die Gasreinheit der Lampen deutlich verbessert werden, wodurch auch eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer dieser Lampe erreicht werden kann. Durch die Aufbringung des Hydrid oder der Hydridmischung als Paste direkt auf das Elektrodengestell entfällt die aufwendige Herstellung eines Presskörpers. Es ist keine eigene Vorrichtung zur Fixierung des Presskörpers in der Lampe nötig, und die Platzierung in der Lampe wird dadurch vereinfacht. Dar- über hinaus kann die Aktivierung der Hydride als separater Prozessschritt entfallen, da dazu die Wärmeentwicklung der Elektrodenwendel während des Emitter- Formiervorgangs, üblicherweise Zersetzung von Barium-, Calcium- und Strontiumcarbonaten zu den entsprechenden Oxiden unter Freisetzung von CO und CO2 genutzt werden kann. Die getrocknete Hydridpaste ist der Strahlungswärme der Elektrode ausgesetzt, wodurch bei der Formierung der Emitterpaste gleichzeitig zumindest ein Teil des Wasserstoffs aus dem Hydrid oder der Hydridmischung freigesetzt wird, und der entstandene Wasserstoff zusammen mit den Emitter-Zerfallsprodukten durch Spülen und/oder Abpumpen aus der Lampe entfernt wird. Dadurch liegt in der fertigen Lampe mindestens ein Teil der eingebrachten Hydridpaste in metallischer Form vor und kann Verunreinigung aus dem Lampenfüllgas aufnehmen.
Je nach Anforderungen an die Lampe bezüglich der Temperaturbelastung im Lampenbetrieb und der so genannten End of Life-Absicherung (Absicherung am Lebensende der Lampe) kann durch geschickte Auswahl der Hydridart und der Hydridkorngröße auch eine kombinierte Getter- und Abschalt- Wirkung der Lampe mittels der Hydridpaste erreicht werden .
Für die oben genannte erste Ausführung kann vorzugsweise eine Titanhydridpaste mit mittlerer Korngröße von 60 μm verwendet werden, die bereits bevorzugt zur End of Life- Absicherung bei Kompaktleuchtstofflampen eingesetzt werden kann. Die Paste wird seitlich auf die Glasperle zwischen den zwei Stromzuführungen jeder Elektrode aufgebracht. Damit ist sie der Wärmebelastung bei der Herstellung des Lampenkörpers, welche einen Quetschprozess um- fasst, und der Strahlungswärme der Elektrode während des Formierungsprozesses ausgesetzt. Es wird vorzugsweise zusätzlich zumindest ein Kontakt zu mindestens einer der Stromzuführungen hergestellt, um durch die Wärmeleitung über die Stromzuführung die Temperatur des Materials zu erhöhen und dadurch die Wasserstoffabgäbe während des Formierungsprozesses und die Aufnahme von Verunreinigungen während des Lampenbetriebs zu verbessern. Da das Material im Gegensatz zu anderen bekannten Ausführungen als Gettermaterial sehr grobkörnig ist, wird der Wasserstoff nur teilweise ausgetrieben. Dadurch werden sowohl die End-of-Life-Funktion (Abschaltung der Lampe am Lebensdau- erende durch Wasserstoff-Freisetzung bei Überhitzung der Elektrode) als auch die Getterwirkung des Materials gewährleistet .
Die teilweise Wasserstoffverarmung des Metallhydridmate- rials tritt bevorzugt in den äußeren Bereichen des Pastenkörpers auf, die der Wärmestrahlung der Elektrode am stärksten ausgesetzt sind. Dadurch kann gleichzeitig verhindert werden, dass der Rest-Wasserstoff aus der Paste bereits durch die Temperaturbelastung im normalen Lampen- betrieb vorzeitig freigesetzt wird und zum Frühausfall der Lampe führt.
Bei der oben genannten zweiten Ausführung wird vorzugsweise die Hydridpaste nur zur Lebensdauerverlängerung eingesetzt, weil bei der Lampe keine End of Life-Funktion benötigt wird. Es kann daher sehr feinkörniges, bevorzugt nanokristallines Material eingesetzt werden, das dann möglichst nah an der Elektrode aufgebracht ist. Dadurch kann eine vollständige Freisetzung des Wasserstoffs während des Formierungsprozesses erreicht werden, wobei durch die größere Oberfläche und die höhere Temperatur des Wasserstofffreien Gettermaterials im Lampenbetrieb die Aufnahmefähigkeit für Füllgasverunreinigung gegenüber dem grobkörnigen Material erhöht wird. Insbesondere bei Kaltstart-Lampen, bei denen die Elektrodenwendeln vor dem Zünden der Gasentladung nicht vorgeheizt wird, ist die Aufbringung des Materials auf die emitterfreien Wendelenden und somit der Enden der Elektrode zu bevorzugen, da dort zusätzlich die Elektrode vor Schädigung beim Lampenstart (Abtragung eines Wolfram-Drahts durch Sputtern) ge- schützt werden kann. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausfüh- rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektrodengestells; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektrodengestells .
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Elektrodengestell 1 gezeigt, welches einer Quecksilberniederdruck-Entladungslampe zugehörig ist. Das Elektrodengestell 1 erstreckt sich zumindest be- reichsweise in einen Entladungsraum im Inneren eines Entladungsgefäßes .
Das Elektrodengestell 1 umfasst eine erste Stromzuführung 2 und eine zweite Stromzuführung 3. Durch diese Stromzuführung 2 und 3 ist eine Elektrode 4 gehalten. Dazu sind an den Enden 6 und 8 der Stromzuführungen 2 bzw. 3 Klemmelemente 11 und 12 angeordnet, mittels denen die Elektrode 4 an ihren Enden 14 und 15 gehalten ist. Das Mittelteil 13 der Elektrode 4 ist mit einer Emitterpaste versehen, wohingegen die Endstücke 14 und 15 ohne eine derar- tige Emitterpaste versehen sind. Das Elektrodengestell 1 umfasst darüber hinaus ein elektrisch isolierendes Element 9, welches aus Glasmaterial ausgebildet ist und als Glasperle bezeichnet wird, und welches beabstandet zu den oberen Enden 6 und 8 sowie auch zu den unteren Enden 5 und 7 der Stromzuführungen 2 bzw. 3 angeordnet ist und sich zwischen den beiden Stromzuführungen 2 und 3 erstreckt und diese miteinander verbindet .
Das Elektrodengestell 1 umfasst darüber hinaus ein Me- tallhydridmaterial, welches als Paste 10 im Ausführungsbeispiel sowohl direkt auf dem Element 9 als auch direkt auf der Stromzuführung 3 ausgebildet ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Paste 10 als hochviskose Paste ausgebildet, wobei die Paste aus Me- tallhydridmaterial vorzugsweise Titanhydrid-Pulver aufweist und in Wasser als Lösungsmittel eingebracht ist, wobei als Bindemittel ein rheologisches Additiv auf der Basis eines hochgereinigten, leicht dispergierbaren Smek- tits vorgesehen ist. Das Metallhydridmaterial ist ein grobkörniges Material mit mittlerer Korngröße von 60 μm.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Elektrodengestell 1 darüber hinaus einen Tellerfuß oder einen Glasteller aufweist, welcher die Stromzuführungen 2 und 3 an den Enden 5 und 7 umgibt, so dass die Stromzuführungen an die- sen Enden 5 und 7 in diesen Tellerfuß eingebettet sind. Auch daran kann zusätzlich oder anstatt dazu die Paste 10 direkt aufgebracht sein.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines E- lektrodengestells 1 gezeigt, welches ebenfalls in einer Quecksilberniederdruck-Entladungslampe angeordnet ist. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß Fig. 1 ist hier vorgesehen, dass die das Metallhydridmaterial aufweisende Pastenmaterial als Paste 16 einerseits und als Paste 17 andererseits an den Stromzuführungen 2 und 3 direkt auf- gebracht ist. Wie in der Darstellung gemäß Fig. 2 gezeigt ist, ist dabei eine Aufbringung an den Stromzuführungen zwischen dem Element 9 und den Klemmungen 11 und 12 vorgesehen, so dass die Pasten 16 und 17 möglichst nahe an der Elektrode 4 positioniert sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Pasten 16 und 17 zusätzlich oder anstatt der gezeigten Ausführungen in
Fig. 2 auch an den Klemmungen 11 und/oder 12 direkt aufgetragen sind.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass diese Pasten 16 und 17 direkt zusätzlich oder anstatt dazu auf den Endstücken 14 und 15 und somit an den emitterfreien Endstücken der E- lektrode 4 ausgebildet sind. Dies ist besonders bei Kaltstart-Lampen vorteilhaft.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung kann als Metall- hydridmaterial ein sehr feinkörniges Material verwendet werden, welches bevorzugt nanokristallines Material mit Korngrößen kleiner 100 nm ist. Außer in Form einer hochviskosen Paste 16 bzw. 17 auf vorteilhafter Weise Wasserbasis als Lösungsmittel kann das feinkörnige Material auch in Form einer niedrigviskosen Suspension aufgesprüht werden. Vorteilhafterweise wird bei dieser Aufsprühung ein weiterer Zusatz zur Verbesserung der Haftung auf der Elektrode 4 bzw. beim Elektrodengestell 1 zugegeben, wobei als Zusatz besonders vorteilhaft Aluminiumprüfer ist. Beispielhaft ist in Fig. 2 auch ein Tellerfuß 18 eingezeichnet, auf dem das Pastenmaterial auch aufgetragen sein kann.
Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass bei Lampen mit Amalgamtechnologie die Paste auf dem Anlaufamalgam- Träger aufgebracht sein kann.

Claims

Ansprüche
1. Elektrodengestell für eine Entladungslampe, mit einer ersten (2) und einer zweiten Stromzuführung (3), welche mit einer Elektrode (4) verbunden sind, und einem Metallhydridmaterial, welches an dem Elektrodenge- stell (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallhydridmaterial als Paste (10, 16, 17) ausgebildet ist.
2. Elektrodengestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallhydridmaterial Titan und/oder Zirkonium und/oder Hafnium aufweist.
3. Elektrodengestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (10, 16, 17) hochviskos ist.
4. Elektrodengestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (10, 16, 17) Haft- und/oder Bindemittel aufweist und zusammen mit dem Metallhydridmaterial zur Bildung der Paste (10, 16, 17) vor dem Aufbringen auf das Elektrodengestell (1) in ein Lösungsmittel eingebracht ist.
5. Elektrodengestell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel Wasser ist.
6. Elektrodengestell nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Theologisches Additiv, insbesondere auf der Basis eines hochgereinigten, leicht dispergierbaren Smektits, ist.
7. Elektrodengestell nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße des Metallhydridmaterials zwischen 55 μm und 65 μm, insbesondere 60 μm, beträgt.
8. Elektrodengestell nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallhydridmaterial nanokristallin ist und eine Korngröße kleiner 110 nm, insbesondere kleiner 100 nm, aufweist.
9. Elektrodengestell nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (10, 16, 17) zumindest bereichsweise direkt auf ein die Stromzuführungen (2, 3) verbindendes e- lektrisch isolierendes Element (9) aufgebracht ist.
10. Elektrodengestell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (9) ein von den Enden (5 bis 8) der Stromzuführungen (2, 3) beabstandet angeordneter und aus Glasmaterial ausgebildeter Pfropfen ist.
11. Elektrodengestell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (9) ein an den der Elektrode (4) abgewandten Enden (5, 7) ausgebildeter Tellerfuß (18) aus einem Glasmaterial ist.
12. Elektrodengestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (10, 16, 17) zumindest bereichsweise direkt auf eine Stromzuführung (2, 3) aufgebracht ist.
13. Elektrodengestell nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (10, 16, 17) zumindest bereichsweise direkt auf zumindest eine Stromzuführung (2, 3) und/oder auf ein die Elektrode (4) klemmendes Teil (11, 12) und/oder auf einem Anlauf-Amalgam-Träger und/oder auf zumindest einem Ende (14, 15) der Elektrode (4) aufgebracht ist.
14. Entladungslampe, insbesondere Quecksilberniederdruck- Entladungslampe, mit zumindest einem Elektrodengestell (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Verfahren zum Herstellen eines Elektrodengestells (1) für eine Entladungslampe, bei welchem Metallhydridmaterial als Paste (10, 16, 17) auf das zumindest zwei Stromzuführungen (2, 3) und eine Elektrode (4) aufweisende Elektrodengestell (1) aufgebracht wird.
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