EP2497103A1 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Hochdruckentladungslampe

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Publication number
EP2497103A1
EP2497103A1 EP11701802A EP11701802A EP2497103A1 EP 2497103 A1 EP2497103 A1 EP 2497103A1 EP 11701802 A EP11701802 A EP 11701802A EP 11701802 A EP11701802 A EP 11701802A EP 2497103 A1 EP2497103 A1 EP 2497103A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
discharge
discharge lamp
pressure
lamp according
zündhilfsschicht
Prior art date
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Granted
Application number
EP11701802A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2497103B1 (de
Inventor
Marc Czichy
Dirk Grundmann
Melanie ZUMKLEY
Detlef Guenther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of EP2497103A1 publication Critical patent/EP2497103A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2497103B1 publication Critical patent/EP2497103B1/de
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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
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H01J61/547—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using an auxiliary electrode outside the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/34—Double-wall vessels or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr

Definitions

  • the invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • Document DE 10 2006 007 218 AI discloses such a high-pressure discharge lamp which is used, for example, for a motor vehicle headlight.
  • This has an elongated discharge vessel having a substantially centrally Entla ⁇ formation space from which two diametrically extending Quet ⁇ nant.
  • the discharge vessel is covered by a hollow cylindrical outer bulb. This is firmly inserted into a base of the high-pressure discharge lamp together with the discharge vessel.
  • In the discharge ⁇ each space from a squeezing forth two mutually opposite electrodes arranged, which serve to generate a gas discharge.
  • a respective electrode is electrically contacted by a respective end face of a tinct depending ⁇ pinching lead-out power supply.
  • the socket remote power supply extends approximately along the outer bulb to the base.
  • the discharge vessel has an electroconducting ⁇ hige coating, which serves as an ignition aid for lowering egg ⁇ ner ignition voltage of the high pressure discharge lamp.
  • the object of the present invention is to provide a high pressure discharge lamp which has a low ignition voltage hereby ⁇ se.
  • a high-pressure discharge lamp has a discharge vessel in which a discharge space is formed. To generate a gas discharge, two spaced-apart electrodes extend into the discharge space.
  • the discharge vessel is at least ⁇ portion, by an outer bulb embraced.
  • a filling gas is introduced as a starting aid.
  • the discharge vessel has an electrically conductive Zündos Mrs.
  • This solution has the advantage that the high-pressure discharge lamp having two starting aid for lowering the firing voltage the advantage.
  • the filling gas in the outer space generated at a Zün ⁇ dimpuls from an outer side of the discharge vessel, an electrically conductive layer or a plasma, are formed by the discharge space in the ignition assisting dielectrically impeded discharges.
  • photoelectrons are liberated from the plasma by UV emission, which serve as starting electrons for the formation of a discharge arc between the electrodes.
  • Another advantage in addition to the low ignition voltage is the high reliability of Hochdruckentla ⁇ tion lamp.
  • the ignition assist layer is simply deposited on an outer surface of the discharge vessel within the outer space.
  • a non-electrically conductive insulation layer for separating the filling gas and the Zündostik on the Zündins harsh ⁇ introduced .
  • the insulating layer has the further advantage that it protects the Zündins harsh against degeneration.
  • the insulating layer is a licht pressläs ⁇ sige glass layer, in particular a quartz glass layer.
  • a quartz glass layer is also mög ⁇ Lich.
  • this insulating layer only on the region bring ⁇ in which the Zündos Mrs is arranged to protect the Zündos Mrs from degeneration.
  • the insulation layer can therefore also be provided in Hoch réelleentla ⁇ tion lamps, in which the filling gas is not used in the outer space between the discharge vessel and outer bulb as a starting aid.
  • the insulating layer is applied in a cold process on the Zündins slaughter and on the discharge vessel.
  • the insulation layer is applied in the cold procedural ⁇ ren with a low-pressure plasma, wherein this comprises in particular hexamethyldisiloxane (HMDSO).
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • the Zündanges Mrs is arranged in the region of the discharge space on the discharge vessel and extending over a portion of the periphery of the Ent ⁇ charge period.
  • the discharge vessel has two diametrically extending pinch ends and the Zündanges Mrs is at least partially applied to at least one pinch end.
  • the ignition ⁇ auxiliary layer can thus be adjusted so that the required ignition voltage is minimal.
  • the Zündostik may additionally be applied to at least one transition region between the discharge space and a respective pinch end sections or over the entire circumference. So that the filling gas in the outer space can contribute sufficiently to lowering the ignition voltage, this has a lowered compared to the standard atmospheric pressure, which is in particular between 300 mbar to 400 mbar, or in particular between 150 mbar to 200 mbar. As a particularly cost can be set as a filling gas air ⁇ .
  • a largest possible area layer or Plas ⁇ ma can form by the filling gas in the discharge vessel during ignition of the high pressure discharge lamp, all of the discharge vessel is enclosed by the outer bulb, and thus surrounded by the exterior space.
  • Figure 1 a side view of an inventive high ⁇ pressure discharge lamp according to a first exporting ⁇ approximately example.
  • FIG. 2 shows a side view of the high-pressure discharge lamp from FIG. 1 during ignition.
  • FIG. 3 shows a side view of the high-pressure discharge lamp from FIG. 1 during ignition
  • Fig. 4 is a side view of the inventive high ⁇ pressure discharge lamp according to a second exporting ⁇ approximately example
  • FIG. 1 shows a side view of a schematic representation of a high-pressure discharge lamp 1 according to a first exemplary embodiment. These are in ⁇ play as a D4 lamp for ahuischeinwer- fer. This can be mercury-free and has an electrical power consumption of about 35 watts.
  • the high-pressure discharge lamp 1 has a discharge vessel 2 made of quartz glass, which has two approximately diametrically arranged crushing eyes 4, 6. Approximately centrally between the Quet ⁇ nant 4, 6 log ent ⁇ long extending a lamp longitudinal axis of elongate, generally circular cylindrical discharge space 8 is introduced into the discharge vessel. 2 In the region of the discharge space 8, the discharge vessel 2 has an approximately ellipsoidal outer contour.
  • the Quet ⁇ shear 4, 6 are elongated and also extend approximately along the lamp longitudinal axis.
  • the discharge space 8 protrude from a respective pinch end 4 and 6 approximately along the lamp axis two spaced-apart electrodes 10 and 12 of tungsten, between which forms a light-emitting discharge arc during operation of the high-pressure discharge lamp 1.
  • the electrodes 10 and 12 are each ⁇ wells electrically connected to a pinching end in a respective 4 or 6 fused molybdenum foil 14 and 16 respectively.
  • the molybdenum foils 14 and 16 are each electrically connected to a power supply line 18 or 20 introduced in sections into the crimping end 4 and 6, respectively, at an end portion pointing away from the electrodes 10 and 12, respectively. These are arranged approximately along the lamp longitudinal axis and protrude from the front of the discharge vessel 2.
  • the discharge vessel 2 is at its in Figure 1 unte ⁇ ren pinch 6 with a tubular extension 22 in a substantially plastic existing Lam- pensockel 24 used.
  • the sockelnahe power supply 20 is guided through the extension 22 in the lamp base 24.
  • the socket remote power supply 18 is connected to a extending approximately along the discharge vessel 2 contact wire 26 which opens into the base 24.
  • the contact wire 26 is additionally partially covered by an approximately tubular insulation element 28 for electrical and thermal insulation.
  • the surface area of the discharge vessel 2 facing the contact wire 26 is provided with a light-transmitting, electrically conductive ignition aid layer 30. This extends approximately in the lamp longitudinal direction over the entire length of the discharge space 8 and about 5 to 50% in the circumferential direction around the discharge vessel 2.
  • the material and the embodiment of the Zündanges Mrs 30 corresponds for example to that in the above-mentioned document DE 10 2006 007 218 AI.
  • the discharge vessel 2 is encompassed with its pinch ends 4, 6 and the discharge space 8 of a glass, translucent tubular outer bulb 32 existing. At its sockelfernen end portion of the outer bulb 32 with the squeeze end 4 by a curl and at his ⁇ near end near the base with the extension 22 of the discharge vessel 2 by a constriction gas-tight merged. Between the discharge vessel 2 and the outer bulb 32 thus a gas-tight outer space 34 is formed in which, for example, air is introduced.
  • the pressure in the outer space 34 is less than a ⁇ StandardatmospPS rend ruck with about 1013 mbar and more preferably 300 to 400 mbar, or preferably 150 to 250 mbar. Un ⁇ ter these pressure conditions, the air in the outer space 34 additionally used as a starting aid in addition to the Zündos Mrs 30.
  • an insulation ⁇ layer 36 applied. This extends approximately over the entire circumferential area of the discharge vessel 2 arranged within the outer space 34.
  • the insulating layer 36 also protects the auxiliary ignition layer 30 from de ⁇ generation.
  • the insulating layer 36 is produced in a cold process, in order to avoid that the temperaturempfind ⁇ Liche Zündos Mrs 30 is damaged by high temperatures during manufacture.
  • the cold process is carried out with the aid of a low-pressure plasma.
  • the discharge vessel 2 in a vacuum chamber a substance in ⁇ game as hexamethyldisiloxane (HMDSO), for example, introduced via a carrier gas, argon, wherein the fabric is then excited by means of microwaves.
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • By this method grows within seconds on the discharge vessel 2 tightly adherent and few nanometers di ⁇ blocks quartz glass layer as an insulating layer 36. This is due to the small thickness extremely elastic and therefore insensitive to mechanical stresses.
  • the process takes place at a temperature of less than 100 ° C.
  • the ignition voltage of the high-pressure discharge lamp increases with increasing filling pressure of the introduced in the discharge space 8 filling gas.
  • the Zündstik 30 and the filling gas in the outer space 34 is provided.
  • the for igniting the high pressure discharge lamp REQUIRED ⁇ chen high voltage pulses are supplied to the base-side electrode 12 via the power feeder 20, as this is encompassed completely by the discharge vessel 2 together with the extension 22 and the base 24, which leading an excellent electric insulation of the high tensioning ⁇ voltage parts the high pressure discharge lamp 1 ⁇ ensured ge.
  • the high-voltage pulses mentioned are generated, for example, by means of a pulse ignition device whose components can be arranged in the lamp base 24.
  • FIG. 2 shows a side view of the high-pressure discharge lamp 1 from FIG. 1 when an ignition voltage is applied. In this case, a positive ignition pulse is applied to the lower electrode 12 in FIG.
  • the filling gas forms in the outer space 34 between the Wennkol ⁇ ben 32 and the discharge vessel 2 by the ignition pulse to an electrically conductive layer or a plasma 37 at a peripheral portion of the discharge vessel 2 from.
  • the plasma 37 extends asymmetrically around the discharge vessel 2 in the region of the discharge space 8 and the lower crimp end 6 in FIG. 2 and is shown in dashed lines.
  • the plasma 37 has the same effect as the Zündostik 30 and thus forms together with the lower electrode 12 in Figure 2 a capacitor.
  • 37 photoelectrons are formed by the plasma due to a UV emission, which serve as Startelekt ⁇ rons for the discharge arc between the electrodes 10, 12.
  • a disadvantage of the plasma 37 in the outer space 34 is that it can only occur under a lower pressure compared to the standard atmospheric pressure. Equals the pressure in the outer space 34, for example due to cracks in the outer bulb 32 that occur during manufacture, is the external pressure, then no plasma 37 is formed when an ignition voltage is applied to the high-pressure discharge lamp 1. However, since the high-pressure discharge lamp 1 as an ignition aid has zusharm ⁇ Lich the Zündostik 30, even with a not forming plasma 37, the firing voltage is lowered, which ensures a high operating reliability of the high pressure discharge lamp. 1 The insulation results in layer 36 in this case acts only as protection ⁇ layer which protects the Zündistik 30 from degeneration.
  • Figure 3 illustrates in a side view illustrates the high-pressure discharge lamp 1 of Figure 1, in which an ignition voltage is applied with a negative ignition pulse to the near-socket electric ⁇ de that corresponds in Figure 2, the electrode 12.
  • the plasma 37 forms on the outer circumference of the upper crimp end 4 of the discharge vessel 2.
  • the electrically conductive plasma 37 thus provides, together with the Zündos Mrs 30 an asymmetric ignition aid available.
  • FIG. 4 shows a side view of the high-pressure discharge lamp 1 according to a second exemplary embodiment.
  • the Zündzstik 30 is installed ⁇ tet differently. This has here an upper and lower legs 38 and 40, each along a squeezing 4 or 6 extend.
  • the legs 38 and 40 are arranged approximately in the region between the molybdenum foils 14 and 16 and extending along the discharge vessel 2 contact wire 26 in the lamp longitudinal direction on the squeezing 4 and 6 and surround these sections in the circumferential direction.
  • the Zündyll 30 is on a surface of a transition region 42 and 44 between a respective crimp end 4 and 6 and the discharge space 8 comprising the central region of the discharge vessel 2.
  • the transition regions 42 and 44 are annular groove-like, with the Zündostik 30 then over the entire circumference of the transition regions 42, 44 extends.
  • the Zündystik according to the second embodiment of the invention thus has a arranged in the discharge space layer portion 30, two arranged in the ringnutierin transition areas layer sections 42, 44 and two on the Quet ⁇ ends 4, 6 arranged layer sections 38, 40.
  • the aforementioned layer sections form a related ignition aid layer.
  • the Zündos slaughter 30 formed in the figure 1 has a smaller area compared to the layer portion 30 of the Zündos slaughter from the figure 4. As a result, a larger-area distribution of the plasma 37 around the outer circumference of the discharge vessel 2 is made possible.

Abstract

Offenbart ist eine Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß. In diesem ist ein Entladungsraum ausgebildet, wobei sich zwei zueinander beabstandete Elektroden in den Entladungsraum zur Erzeugung einer Gasentladung erstrecken. Das Entladungsgefäß ist zumindest abschnittsweise von einem Außenkolben umgriffen. In einem wenigstens von dem Entladungsgefäß und dem Außenkolben begrenzten, gasdichten Außenraum ist ein Füllgas als Zündhilfe eingebracht. Zusätzlich hat das Entladungsgefäß eine elektrisch leitfähige Zündhilfsschicht.

Description

Beschreibung
Hochdruckentladungslampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Dokument DE 10 2006 007 218 AI offenbart eine derartige Hochdruckentladungslampe, die beispielsweise für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird. Diese hat ein längliches Entladungsgefäß, das etwa mittig einen Entla¬ dungsraum aufweist von dem aus sich diametral zwei Quet¬ schenden erstrecken. Das Entladungsgefäß ist von einem hohlzylindrischen Außenkolben umfasst. Dieser ist zusammen mit dem Entladungsgefäß fest in einen Sockel der Hochdruckentladungslampe eingesetzt. In den Entladungs¬ raum kragen jeweils von einem Quetschende her zwei zueinander gegenüber liegend angeordnete Elektroden aus, die zur Erzeugung einer Gasentladung dienen. Eine jeweilige Elektrode ist jeweils von einer stirnseitig aus einem je¬ weiligen Quetschende heraus geführten Stromzuführung elektrisch kontaktiert. Die sockelferne Stromzuführung erstreckt sich dabei etwa entlang des Außenkolbens zum Sockel. Das Entladungsgefäß weist eine elektrisch leitfä¬ hige Beschichtung auf, die als Zündhilfe zur Senkung ei¬ ner Zündspannung der Hochdruckentladungslampe dient.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass trotz der Be¬ schichtung die Zündspannung der Hochdruckentladungslampe weiterhin hoch ist. Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe zu schaffen, die eine vergleichswei¬ se geringe Zündspannung aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckentladungs- lampe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß hat eine Hochdruckentladungslampe ein Entladungsgefäß, in dem ein Entladungsraum ausgebildet ist. Zur Erzeugung einer Gasentladung erstrecken sich zwei zueinander beabstandete Elektroden in den Entla- dungsraum. Das Entladungsgefäß ist zumindest abschnitts¬ weise von einem Außenkolben umgriffen. In einem wenigstens von dem Entladungsgefäß und dem Außenkolben begrenzten, gasdichten Außenraum ist ein Füllgas als Zündhilfe eingebracht. Zusätzlich weist das Entladungsgefäß eine elektrisch leitfähige Zündhilfsschicht auf.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Hochdruckentla¬ dungslampe zwei Zündhilfen zum Senken der Zündspannung aufweist. Das Füllgas im Außenraum erzeugt bei einem Zün¬ dimpuls von einer Außenseite des Entladungsgefäßes eine elektrisch leitfähige Schicht bzw. ein Plasma, durch die im Entladungsraum eine Zündung unterstützende dielektrisch behinderte Entladungen gebildet werden. Zusätzlich werden von dem Plasma durch UV-Emission Photoelektronen freigesetzt, die als Startelektronen für das Aus- bilden eines Entladungsbogens zwischen den Elektroden dienen. Ein weiterer Vorteil neben der geringen Zündspannung ist die hohe Betriebssicherheit der Hochdruckentla¬ dungslampe. Bilden sich beispielsweise bei einer Herstel¬ lung der Hochdruckentladungslampe Risse im Außenkolben, was eine Veränderung eines Drucks und einer Gaszusammensetzung des Füllgases zur Folge haben kann, so ist die Funktion des Füllgases als Zündhilfe nicht mehr möglich, da allerdings zusätzlich die Zündhilfsschicht angeordnet ist, wird die Zündspannung weiterhin ausreichend gesenkt.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Vorzugsweise ist die Zündhilfsschicht einfach auf einer äußeren Oberfläche des Entladungsgefäßes innerhalb des Außenraums aufgebracht.
Zur Verhinderung eines Kurzschlusses zwischen dem Füllgas im Außenraum und der Zündhilfsschicht bei einem Zünden der Hochdruckentladungslampe ist eine nicht elektrisch leitfähige Isolationsschicht zum Trennen des Füllgases und der Zündhilfsschicht auf die Zündhilfsschicht aufge¬ bracht. Die Isolationsschicht hat den weiteren Vorteil, dass sie die Zündhilfsschicht vor Degeneration schützt.
Mit Vorteil ist die Isolationsschicht eine lichtdurchläs¬ sige Glasschicht, insbesondere eine Quarzglasschicht. Um eine sichere Isolation zu gewährleisten ist die Isola¬ tionsschicht im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche des Entladungsgefäßes aufgebracht. Es ist aber auch mög¬ lich, die Isolationsschicht nur auf dem Bereich aufzu¬ bringen, in dem die Zündhilfsschicht angeordnet ist, um die Zündhilfsschicht vor Degeneration zu schützen. Die Isolationsschicht kann daher auch bei Hochdruckentla¬ dungslampen vorgesehen sein, bei denen das Füllgas im Außenraum zwischen Entladungsgefäß und Außenkolben nicht als Zündhilfe genutzt wird. Um zu vermeiden, dass die Zündhilfsschicht aufgrund hoher Temperaturen beschädigt wird, wird die Isolationsschicht in einem kalten Verfahren auf die Zündhilfsschicht und auf das Entladungsgefäß aufgebracht. Vorzugsweise wird die Isolationsschicht im kalten Verfah¬ ren mit einem Niederdruckplasma aufgebracht, wobei dieses insbesondere Hexamethyldisiloxan (HMDSO) enthält. Mit diesem Verfahren kann kostengünstig eine äußerst dünne und somit elastische Isolationsschicht auf das Entla- dungsgefäß und die Zündhilfsschicht aufgebracht werden.
Bevorzugter Weise ist die Zündhilfsschicht im Bereich des Entladungsraums auf dem Entladungsgefäß angeordnet und erstreckt sich über einen Abschnitt des Umfangs des Ent¬ ladungsraums .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat das Entladungsgefäß zwei sich diametral erstreckende Quetschenden und die Zündhilfsschicht ist zumindest Abschnittsweise auf wenigstens ein Quetschende aufgebracht. Die Zünd¬ hilfsschicht kann somit derart angepasst werden, dass die benötigte Zündspannung minimal ist.
Die Zündhilfsschicht kann zusätzlich auf wenigstens einen Übergangsbereich zwischen dem Entladungsraum und einem jeweiligen Quetschende abschnittsweise oder über dessen Gesamtumfang aufgebracht sein. Damit das Füllgas im Au- ßenraum ausreichend zur Senkung der Zündspannung beitragen kann, hat dieses einen im Vergleich zum Standardatmosphärendruck abgesenkten Druck, der insbesondere zwischen 300 mbar bis 400 mbar, oder insbesondere zwischen 150 mbar bis 200 mbar liegt. Als besonders kostengünstig kann als Füllgas Luft einge¬ setzt werden.
Damit sich eine möglichst großflächige Schicht bzw. Plas¬ ma durch das Füllgas auf dem Entladungsgefäß beim Zünden der Hochdruckentladungslampe bilden kann, ist das gesamte Entladungsgefäß von dem Außenkolben umgriffen und somit vom Außenraum umgeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen: Fig. 1 in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Hoch¬ druckentladungslampe gemäß einem ersten Ausfüh¬ rungsbeispiel
Fig. 2 in einer Seitenansicht die Hochdruckentladungslampe aus Figur 1 bei einer Zündung Fig. 3 in einer Seitenansicht die Hochdruckentladungslampe aus Figur 1 bei der Zündung
Fig. 4 in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße Hoch¬ druckentladungslampe gemäß einem zweiten Ausfüh¬ rungsbeispiel
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine schematische Darstellung einer Hochdruckentladungslampe 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Hier handelt es sich bei¬ spielsweise um eine D4-Lampe für einen Fahrzeugscheinwer- fer. Diese kann quecksilberfrei sein und weist eine elektrische Leistungsaufnahme von ungefähr 35 Watt auf.
Die Hochdruckentladungslampe 1 hat ein Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, das zwei etwa diametral angeordnete Quet- sehenden 4, 6 aufweist. Etwa mittig zwischen den Quet¬ schenden 4, 6 ist in dem Entladungsgefäß 2 ein sich ent¬ lang einer Lampenlängsachse erstreckender länglicher, etwa kreiszylindrischer Entladungsraum 8 eingebracht. Im Bereich des Entladungsraums 8 weist das Entladungsgefäß 2 eine etwa ellipsoidförmige Außenkontur auf. Die Quet¬ schenden 4, 6 sind länglich ausgebildet und erstrecken sich ebenfalls etwa entlang der Lampenlängsachse.
In den Entladungsraum 8 ragen von einem jeweiligen Quetschende 4 bzw. 6 etwa entlang der Lampenlängsachse zwei zueinander beabstandete Elektroden 10 bzw. 12 aus Wolfram hinein, zwischen denen sich während des Betriebes der Hochdruckentladungslampe 1 ein lichtemittierender Entla- dungsbogen ausbildet. Die Elektroden 10 und 12 sind je¬ weils mit einer in ein jeweiliges Quetschende 4 bzw. 6 eingeschmolzenen Molybdänfolie 14 bzw. 16 elektrisch verbunden. Die Molybdänfolien 14 und 16 wiederum sind jeweils an einem von den Elektroden 10 bzw. 12 wegweisenden Endabschnitt mit einer abschnittsweise in das Quetschende 4 bzw. 6 eingebrachten Stromzuführung 18 bzw. 20 elekt- risch verbunden. Diese sind dabei etwa entlang der Lampenlängsachse angeordnet und ragen jeweils stirnseitig aus dem Entladungsgefäß 2 heraus.
Das Entladungsgefäß 2 ist an seinem in der Figur 1 unte¬ ren Quetschende 6 mit einer rohrförmigen Verlängerung 22 in einen im Wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Lam- pensockel 24 eingesetzt. Die sockelnahe Stromzuführung 20 ist durch die Verlängerung 22 in den Lampensockel 24 geführt. Die sockelferne Stromzuführung 18 ist mit einem sich etwa entlang des Entladungsgefäßes 2 erstreckenden Kontaktdraht 26 verbunden, der in dem Sockel 24 mündet. Der Kontaktdraht 26 ist abschnittsweise zusätzlich von einem etwa rohrförmigen Isolationselement 28 zur elektrischen und thermischen Isolierung umfasst.
Der dem Kontaktdraht 26 zugewandte Oberflächenbereich des Entladungsgefäßes 2 ist mit einer lichtdurchlässigen, elektrisch leitfähigen Zündhilfsschicht 30 versehen. Diese erstreckt sich in etwa Lampenlängsrichtung über die gesamte Länge des Entladungsraums 8 und etwa 5 bis 50 % in Umfangsrichtung um das Entladungsgefäß 2. Das Material und die Ausgestaltung der Zündhilfsschicht 30 entspricht beispielsweise der in dem eingangs erläuterten Dokument DE 10 2006 007 218 AI.
Das Entladungsgefäß 2 ist mit seinen Quetschenden 4, 6 und dem Entladungsraum 8 von einem aus Glas bestehenden, lichtdurchlässigen rohrförmigen Außenkolben 32 umgriffen. An seinem sockelfernen Endabschnitt ist der Außenkolben 32 mit dem Quetschende 4 durch eine Anrollung und an sei¬ nem sockelnahem Endabschnitt mit der Verlängerung 22 des Entladungsgefäßes 2 durch eine Einschnürung gasdicht ver- schmolzen. Zwischen dem Entladungsgefäß 2 und dem Außenkolben 32 ist somit ein gasdichter Außenraum 34 gebildet, in dem beispielsweise Luft eingebracht ist. Der Druck im Außenraum 34 ist dabei geringer als ein Standardatmosphä¬ rendruck mit etwa 1013 mbar ist und insbesondere 300 bis 400 mbar oder vorzugsweise 150 bis 250 mbar beträgt. Un¬ ter diesen Druckverhältnissen ist die Luft im Außenraum 34 zusätzlich als Zündhilfe neben der Zündhilfsschicht 30 eingesetzt .
Zur Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen der Zündhilfsschicht 30 und der Luft im Außenraum 34 beim Zünden der Hochdruckentladungslampe 1 ist auf die Zündhilfs¬ schicht 30 und auf das Entladungsgefäß 2 eine Isolations¬ schicht 36 aufgebracht. Diese erstreckt sich etwa über die gesamte innerhalb des Außenraums 34 angeordnete Um- fangsfläche des Entladungsgefäßes 2. Die Isolations- schicht 36 schützt ferner die Zündhilfsschicht 30 vor De¬ generation .
Die Isolationsschicht 36 wird in einem kalten Verfahren hergestellt, um zu vermeiden, dass die temperaturempfind¬ liche Zündhilfsschicht 30 durch hohe Temperaturen bei der Herstellung beschädigt wird. Das kalte Verfahren erfolgt mit Hilfe eines Niederdruckplasmas. Hierbei wird auf das Entladungsgefäß 2 in einer Vakuumkammer ein Stoff, bei¬ spielsweise Hexamethyldisiloxan (HMDSO) , über ein Trägergas, beispielsweise Argon, eingebracht, wobei der Stoff dann über Mikrowellen angeregt wird. Durch dieses Verfahren wächst innerhalb von Sekunden eine auf dem Entla¬ dungsgefäß 2 fest anhaftende und nur wenige Nanometer di¬ cke Quarzglasschicht als Isolationsschicht 36. Diese ist durch die geringe Dicke äußerst elastisch und somit un- empfindlich gegenüber mechanischen Spannungen. Das Verfahren läuft bei einer Temperatur von kleiner 100°C ab.
Die Zündspannung der Hochdruckentladungslampe nimmt mit zunehmendem Fülldruck des in dem Entladungsraum 8 eingebrachten Füllgases zu. Eine D3- oder D4-Lampe eines Fahr- zeugscheinwerfers mit beispielsweise einem in dem Entla- dungsraum 8 eingebrachten Füllgas aus Xenon, das einen Kaltfülldruck von 16 bar aufweist, erfordert eine Zünd¬ spannung von etwa 25 kV. Um die Zündspannung zu senken, ist die Zündhilfsschicht 30 und das Füllgas im Außenraum 34 vorgesehen.
Die zum Zünden der Hochdruckentladungslampe erforderli¬ chen Hochspannungsimpulse werden der sockelseitigen Elektrode 12 über die Stromzuführung 20 zugeführt, da diese vollständig von dem Entladungsgefäß 2 zusammen mit der Verlängerung 22 und dem Sockel 24 umfasst ist, was eine ausgezeichnete elektrische Isolation der Hochspan¬ nung führenden Teile der Hochdruckentladungslampe 1 ge¬ währleistet. Die genannten Hochspannungsimpulse werden beispielsweise mittels einer Impulszündvorrichtung gene- riert, deren Komponenten im Lampensockel 24 angeordnet sein können. Bei einer Zündung der Hochdruckentladungslampe 1 bildet die Zündhilfsschicht 30 zusammen mit der Elektrode 12 einen Kondensator, wobei das dazwischen liegende Quarzglas des Entladungsgefäßes 2 und das Füllgas im Entladungsraum 8 ein Dielektrikum dieses Kondensators bilden. Dadurch wird, insbesondere mittels der hochfre¬ quenten Anteile des Zündimpulses, im Entladungsraum 8 ei¬ ne dielektrisch behinderte Entladung (dbE) zwischen der Elektrode 12 und der Zündhilfsschicht 30 generiert. Diese dbE erzeugt im Entladungsraum 8 eine ausreichende Anzahl von freien Ladungsträgern, um den elektrischen Durchbruch zwischen den beiden Elektroden 10, 12 zu ermöglichen bzw. die dafür erforderliche Zündspannung deutlich zu reduzie¬ ren. Neben der Zündhilfsschicht 30 dient das Füllgas in dem Außenraum 34 ebenfalls zum Senken der Zündspannung, was in der folgenden Figur 2 näher erläutert ist. In der Figur 2 ist in einer Seitenansicht die Hochdruckentladungslampe 1 aus der Figur 1 beim Anlegen einer Zündspannung gezeigt. Hierbei wird ein positiver Zündimpuls an der in der Figur 2 unteren Elektrode 12 angelegt. Das Füllgas bildet im Außenraum 34 zwischen dem Außenkol¬ ben 32 und dem Entladungsgefäß 2 durch den Zündimpuls zu einer elektrisch leitfähige Schicht bzw. ein Plasma 37 an einem Umfangsabschnitt des Entladungsgefäßes 2 aus. Das Plasma 37 erstreckt sich hierbei um das Entladungsgefäß 2 asymmetrisch im Bereich des Entladungsraums 8 und dem in der Figur 2 unteren Quetschende 6 und ist gestrichelt dargestellt. Das Plasma 37 hat den gleichen Effekt wie die Zündhilfsschicht 30 und bildet somit zusammen mit der unteren Elektrode 12 in der Figur 2 einen Kondensator. Des Weiteren werden von dem Plasma 37 Photoelektronen aufgrund einer UV-Emission gebildet, die als Startelekt¬ ronen für den Entladungsbogen zwischen den Elektroden 10, 12 dienen. Durch die Zündhilfsschicht 30 und das Plasma 37 in dem Außenraum 34 kann die Zündspannung der Hoch- druckentladungslampe 1 somit stark gesenkt werden.
Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine asymmet¬ risch zum Entladungsgefäß 2 angeordnete Zündhilfsschicht 30 zur weiteren Absenkung der notwendigen Zündspannung im Vergleich zu einer symmetrisch angeordneten Zündhilfs- schicht 30 führt, was beispielsweise in dem eingangs er¬ läuterten Stand der Technik aufgezeigt ist. Ein sich asymmetrisch im Außenraum 34 ausbreitendes Plasma 37 weist einen gleichen Effekt auf.
Nachteilig bei dem Plasma 37 in dem Außenraum 34 ist, dass es nur unter einem niedrigeren Druck im Vergleich zum Standardatmosphärendruck entstehen kann. Gleicht sich der Druck im Außenraum 34 beispielsweise durch in der Herstellung auftretende Risse im Außenkolben 32 dem Außendruck an, dann wird beim Anlegen einer Zündspannung an die Hochdruckentladungslampe 1 kein Plasma 37 mehr gebil- det. Da allerdings die Hochdruckentladungslampe 1 zusätz¬ lich als Zündhilfe die Zündhilfsschicht 30 aufweist, wird selbst bei einem sich nicht ausbildenden Plasma 37 die Zündspannung gesenkt, was eine hohe Betriebssicherheit der Hochdruckentladungslampe 1 gewährleistet. Die Isola- tionsschicht 36 wirkt in diesem Fall nur als Schutz¬ schicht, welche die Zündhilfsschicht 30 vor Degeneration schützt .
Figur 3 stellt in einer Seitenansicht die Hochdruckentla¬ dungslampe 1 aus Figur 1 dar, bei der eine Zündspannung mit einem negativen Zündimpuls an die sockelnahe Elektro¬ de, die der Elektrode 12 in Figur 2 entspricht, angelegt ist. Hierbei bildet sich das Plasma 37 im Gegensatz zur Figur 2 am Außenumfang des oberen Quetschendes 4 des Entladungsgefäßes 2 aus. Das elektrisch leitfähige Plasma 37 stellt somit zusammen mit der Zündhilfsschicht 30 eine asymmetrische Zündhilfe zur Verfügung.
Im Vergleich der Figur 2 mit der Figur 3 ist erkennbar, dass sich das Plasma 37 in Abhängigkeit des Zündimpulses um das Entladungsgefäß 2 verteilt. In der Figur 4 ist in einer Seitenansicht die Hochdruckentladungslampe 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel aus Figur 1 ist die Zündhilfsschicht 30 anders ausgestal¬ tet. Diese hat hier einen oberen und unteren Schenkel 38 und 40, die sich jeweils entlang eines Quetschendes 4 bzw. 6 erstrecken. Die Schenkel 38 und 40 sind dabei etwa im Bereich zwischen den Molybdänfolien 14 bzw. 16 und dem sich entlang des Entladungsgefäßes 2 erstreckenden Kontaktdraht 26 in Lampenlängsrichtung auf den Quetschenden 4 bzw. 6 angeordnet und umgreifen diese abschnittsweise in Umfangsrichtung . Des Weiteren ist die Zündhilfsschicht 30 auf eine Oberfläche eines Übergangsbereichs 42 und 44 zwischen einem jeweiligen Quetschende 4 bzw. 6 und dem den Entladungsraum 8 umfassenden mittleren Bereich des Entladungsgefäßes 2. Die Übergangsbereiche 42 und 44 sind ringnutartig ausgebildet, wobei sich die Zündhilfsschicht 30 dann über den gesamten Umfang der Übergangsbereiche 42, 44 erstreckt. Die Zündhilfsschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt somit einen im Bereich des Entladungsraums angeordneten Schichtabschnitt 30, zwei in den ringnutartigen Übergangsbereichen angeordnete Schichtabschnitte 42, 44 und zwei auf den Quet¬ schenden 4, 6 angeordnete Schichtabschnitte 38, 40. Die vorgenannten Schichtabschnitte bilden eine zusammenhän- gende Zündhilfsschicht.
Die in der Figur 1 ausgebildete Zündhilfsschicht 30 weist eine geringere Fläche im Vergleich zum Schichtabschnitt 30 der Zündhilfsschicht aus der Figur 4 auf. Hierdurch ist eine großflächigere Verteilung des Plasmas 37 um den Außenumfang des Entladungsgefäßes 2 ermöglicht.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Beispielsweise kann bei der in Figur 4 abgebildeten Zündhilfsschicht gemäß dem oben erläuterten zweiten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung der auf dem sockelfernen Quetschende 4 angeordnete Schichtabschnitt 38 oder der auf dem sockelnahen Quetschende 6 angeordnete Schichtab¬ schnitt 40 der Zündhilfsschicht entfallen, wodurch eine asymmetrisch ausgebildete Zündhilfsschicht erreicht wird.

Claims

Ansprüche
Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß (2), in dem ein Entladungsraum (8) ausgebildet ist, wobei sich zwei zueinander beabstandete Elektroden (10, 12) in den Entladungsraum (8) zur Erzeugung einer Gasentladung erstrecken, wobei das Entladungsgefäß (2) zumindest abschnittsweise von einem Außen¬ kolben (32) umgriffen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem wenigstens von dem Entladungsgefäß (2) und dem Außenkolben (32) begrenzten, gasdichten Außenraum (34) ein Füllgas eingebracht ist, und dass das Entladungsgefäß (2) eine elektrisch leitfähige Zündhilfsschicht (30) aufweist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, wobei die Zündhilfsschicht (30) auf einer äußeren Oberfläche des Entladungsgefäßes (2) innerhalb des Außenraums (34) aufgebracht ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, wo¬ bei auf die Zündhilfsschicht (30) eine nicht elekt¬ risch leitfähige Isolationsschicht (36) aufgebracht ist .
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 3, wobei die Isolationsschicht (36) eine Glasschicht, insbesonde¬ re eine Quarzglasschicht ist.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 3 oder 4, wo¬ bei die Isolationsschicht (36) zumindest die Zünd¬ hilfsschicht (30) bedeckt. 6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 3 oder 4, wo¬ bei die Isolationsschicht (36) über die gesamte Oberfläche des Entladungsgefäßes (2) aufgebracht ist .
7. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Isolationsschicht (36) in einem kalten Verfahren auf die Zündhilfsschicht (30) und das Entladungsgefäß (2) aufgebracht ist.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 7, wobei die
Isolationsschicht (36) im kalten Verfahren mit einem Niederdruckplasma aufgebracht ist, wobei dieses ins¬ besondere Hexamethyldisiloxan (HMDSO) enthält.
9. Hochdruckentladungslampe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, wobei die Zündhilfsschicht (30) im Bereich des Entladungsraums (8) auf dem Entladungs¬ gefäß (2) angeordnet ist und sich über einen Ab¬ schnitt des Umfangs des Entladungsraums (8) er- streckt.
10. Hochdruckentladungslampe nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei das Entladungsgefäß (2) zwei sich diametral erstreckende Quetschenden (4, 6) aufweist und die Zündhilfsschicht (30) zumindest ab- schnittsweise auf wenigstens ein Quetschende (4, 6) aufgebracht ist.
11. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 10, wo¬ bei die Zündhilfsschicht (30) zusätzlich auf wenigs¬ tens einen Übergangsbereich (42, 44) zwischen dem Entladungsraum (8) und einem jeweiligen Quetschende (4, 6) abschnittsweise oder über dessen gesamten Umfang aufgebracht ist.
12. Hochdruckentladungslampe nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei das Füllgas einen im Ver¬ gleich zum Standardatmosphärendruck niedrigeren Druck aufweist, der insbesondere zwischen 300 und 400 mbar oder insbesondere zwischen 150 und 250 mbar liegt .
13. Hochdruckentladungslampe nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei das Füllgas Luft ist.
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