WO2006089505A2 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

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WO2006089505A2
WO2006089505A2 PCT/DE2006/000183 DE2006000183W WO2006089505A2 WO 2006089505 A2 WO2006089505 A2 WO 2006089505A2 DE 2006000183 W DE2006000183 W DE 2006000183W WO 2006089505 A2 WO2006089505 A2 WO 2006089505A2
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discharge
discharge vessel
pressure
vessel
discharge lamp
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Klaus Günther
Thomas Hartmann
Hasnaa Sarroukh
George C. Wei
Original Assignee
Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH
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Publication date
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    • 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
    • H01J61/827—Metal halide arc lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/125—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having an halogenide as principal component

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a high-pressure discharge lamp is disclosed, for example, in EP 1 398 823 A2.
  • This document describes a high-pressure discharge lamp for a motor vehicle headlight with an electrical power consumption of about 35 watts and a two-sided sealed, tubular discharge vessel, which consists of a translucent ceramic.
  • the discharge vessel has different inner diameters in the region of the discharge space and the power supply lines.
  • the high-pressure discharge lamp according to the invention has an electrical power consumption of less than 50 watts and has a discharge vessel sealed on both sides which consists of a translucent ceramic tube with an internal diameter of less than or equal to 1.2 mm, electrodes and xenon with a cold filling pressure inside the discharge vessel of at least 0.8 megapascals and metal halides for generating a gas discharge are arranged.
  • the discharge vessel of the high-pressure discharge lamp according to the invention is designed such that it is cost-effective with highly productive powder-ceramic processes can be produced. Due to its uniform small inner diameter can be used for its preparation, a one-piece green body, which can be prepared in a known manner by a highly productive extrusion process. Another possibility consists in injection molding in a mold with the desired outer contour, wherein the uniform inner diameter is ensured by a wire, which is pulled out again after solidification of the ceramic material. Again, the green body can be made in one piece without complex joining processes.
  • the discharge arc is strongly contracted, so that the luminance increases markedly while the luminous flux remains almost constant.
  • the highly-contracted discharge arc is particularly advantageous for the use of the high-pressure discharge lamp as a light source in an optical system, in particular in a motor vehicle headlight, which requires a sharp imaging of the discharge arc.
  • the inner diameter of the discharge vessel in high-pressure discharge lamps, which are intended for use in the motor vehicle headlight has a value in the range of 0.8 mm to 1.2 mm.
  • the wall thickness of the discharge vessel is at least in the region between the electrodes, that is, in the region of the discharge arc, advantageously at least 0.5 mm, to allow sufficient cooling in this region of the discharge vessel, which is particularly strongly heated by the discharge arc.
  • the aforementioned high wall thickness causes a correspondingly large outer surface of the discharge vessel in this area and thus ensures effective radiation cooling.
  • the wall thickness of the discharge vessel in the entire discharge space, which extends between the two connected to the power supply ends of the electrodes at least 0.5 mm, to ensure adequate heating of the so-called cold spot areas and the metal halide .
  • This measure will create a heat transport is ensured by the discharge vessel center, which is hot during lamp operation, to the abovementioned cold spot areas in which the metal halide filling is present in condensed form.
  • the discharge vessel outside the discharge space can advantageously have an outer diameter of less than or equal to 2.5 mm in the region of its sealed ends. That is, in this area, the discharge vessel has a reduced wall thickness. This reduction of the wall thickness in the area of the current leadthrough can be realized by removing the green body.
  • the end of the two power supply leads projecting into the sealed ends of the discharge vessel each have a section surrounded by a helix, in order to allow an alignment of the power leads and the electrodes welded thereto parallel to the longitudinal axis of the discharge vessel.
  • the inner diameter of this leadthrough region is chosen to be equal to the inner diameter in the discharge region, so that the described highly productive methods for producing the discharge vessel can be used.
  • the ionizable filling in the interior of the discharge vessel advantageously comprises halides of the metals sodium and thallium and halides of rare earth metals in order to generate white light with a color temperature of approximately 4000 Kelvin.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a discharge vessel of a high-pressure discharge lamp according to the first embodiment of the invention - A -
  • Figure 2 shows a longitudinal section through a discharge vessel of a high-pressure discharge lamp according to the second and third exemplary embodiments of the invention
  • Figure 3 shows a longitudinal section through the high-pressure discharge lamp according to the second exemplary embodiment of the invention with outer bulb and base
  • the exemplary embodiments of the invention are a unilaterally closed, mercury-free metal halide high-pressure gas discharge lamp for motor vehicle headlights with an electrical power consumption of about 30 watts.
  • the basic structure of these lamps is shown in FIG. 1 of EP 1 398 823 A1. That is, the high-pressure discharge lamps according to the embodiments of the invention each have a discharge vessel 1 sealed on both sides, which is enclosed by an outer bulb, wherein a sealed end of the discharge vessel and one end of the outer bulb are fixed in a lamp base.
  • the lamp base is equipped with the electrical connections of the high pressure discharge lamp.
  • FIGS. 1 and 2 Since the basic structure of the high-pressure discharge lamps according to the invention corresponds to the structure of the high-pressure discharge lamps described in EP 1 398 823 A1, only the discharge vessel of the high-pressure discharge lamps according to the three exemplary embodiments of the invention is depicted in FIGS. 1 and 2.
  • the discharge vessel 1 consists of a tube of translucent, polycrystalline alumina ceramic.
  • the inner diameter of the tube 1 is uniformly 1.1 mm.
  • the wall thickness of the ceramic tube 1 is 0.9 mm throughout.
  • two of tungsten, rod-shaped electrodes 2, 3 are arranged diametrically at a distance of 4.2 mm. They have a thickness or a diameter of 0.3 mm and a length of 3 mm.
  • the electrodes 2, 3 are arranged in the longitudinal axis of the discharge vessel 1.
  • the outwardly facing end of the electrode 2 or 3 is in each case welded to a 0.3 mm thick molybdenum pin 4 or 5, which is wrapped in each case in two layers of a molybdenum wire.
  • the molybdenum pins 4, 5 wrapped by the molybdenum wire each have a length of 10 mm and their ends facing away from the respective electrode 2 and 3, respectively, are each welded to a 1 mm thick niobium wire 6 or 7, which is led out of the respective end of the discharge vessel 1.
  • the ends of the discharge vessel 1 are sealed off in the region of the niobium wires 6, 7 by means of a glass solder 8, 9.
  • the total length of the discharge vessel is 35 mm.
  • an ionizable filling is arranged, which consists of xenon with a cold filling pressure of 1 megapascal and iodides of the metals sodium, thallium, dysprosium, thulium and holmium.
  • the discharge space 10 extends in the longitudinal direction of the discharge vessel 1 from the end of the electrode 2 welded to the molybdenum pin 4 to the end of the electrode 3 welded to the molybdenum pin 5. That is to say, in the present case it has a longitudinal extent of 10.2 mm.
  • a discharge arc is formed between the free ends of the electrodes 2, 3, which is responsible for the light emission.
  • the burning voltage of this high-pressure discharge lamp is 60 volts and its maximum luminance is 100 cd / mm 2 .
  • the color temperature of the emitted light is 4000 Kelvin.
  • the range of maximum ceramic temperature is centered between the electrodes and reaches 1170 ° C, the cold spot temperature at the location of the molten halides is 900 ° C and the temperature of the glass solder in the melting range is 590 ° C. This is a lamp life of more than 5000 hours guaranteed.
  • the discharge vessel 1 ' consists of a tube of translucent, polycrystalline alumina ceramic.
  • the inner diameter of the tube 1 ' is uniformly 1.1 mm.
  • two rod-shaped electrodes 2', 3 'made of tungsten are arranged diametrically at a distance of 4.2 mm. They have a thickness or a diameter of 0.3 mm and a length of 3 mm.
  • the electrodes 2 ', 3' are arranged in the longitudinal axis of the discharge vessel 1 '.
  • the outwardly facing end of the electrode 2 'or 3' is in each case welded to a 0.3 mm thick molybdenum pin 4 'or 5', which is in each case wrapped in two layers by a molybdenum wire.
  • the molybdenum pins 4 ', 5' wrapped by the molybdenum wire each have a length of 10 mm and their respective electrodes 2 'and 2'.
  • 3 'opposite ends are each welded to a 1 mm thick niobium wire 6' and 7 ', which is led out of the respective end of the.
  • the ends of the discharge vessel 1 ' are sealed in the region of the niobium wires 6', T by means of a glass solder 8 ', 9'.
  • an ionizable filling is arranged, which consists of xenon with a cold filling pressure of 1 megapascal and iodides of the metals sodium, thallium, dysprosium, thulium and holmium.
  • the discharge space 10 ' extends in the longitudinal direction of the discharge vessel 1' from the end of the electrode 2 'welded to the molybdenum pin 4' to the end of the electrode 3 'welded to the molybdenum pin 5'. That is, he has in the present case a longitudinal extent of 10.2 mm. Over the entire length of the discharge space 10 'and also 0.9 mm on both sides beyond the wall thickness of the discharge vessel 1' 1, 2 mm.
  • This region 12 'with the thickened wall thickness of 1.2 mm thus extends over a length of 12 mm. It has an outer diameter of 3.5 mm.
  • the discharge vessel 1 In the region 1 1 'of the sealed ends of the discharge vessel 1, that is, substantially in the region of the molybdenum pins 4', 5 'and the niobium wires 6', T, the discharge vessel 1 has a reduced wall thickness of 0 compared to the discharge space 10 '. 45 mm, so that the outer diameter of the discharge vessel 1 'in this area measures 2 mm.
  • the total length of the discharge vessel is 35 mm.
  • a discharge arc is formed between the free ends of the electrodes 2 ', 3', which is responsible for the light emission.
  • the burning voltage of this high-pressure discharge lamp is 60 volts and its maximum luminance is 100 cd / mm 2 .
  • the color temperature of the emitted light is 4000 Kelvin.
  • the maximum temperature of the discharge vessel wall is set in the area between the two electrodes 2 ', 3' and amounts to 1 160 ° Celsius.
  • the temperature in the area of the liquid iodide filling (cold spot area), which is located in the discharge space 10 'close to the ends of the electrodes 2' and 3 'connected to the molybdenum pins 4 and 5, is 980 ° Celsius.
  • the temperature in the region of the niobium wires 6 ', 7' sealed by means of glass solder 8 ', 9' is 550 ° C.
  • the high-pressure discharge lamp has a lamp base 14 ', which is connected to the electrical rule terminals 15 'of the lamp is equipped.
  • the discharge vessel 1 ' is surrounded by a glass outer bulb 16', which consists for example of quartz glass or hard glass, which may have additives or dopants which absorb ultraviolet radiation.
  • the niobium wire 6 'projecting out of the base end of the discharge vessel 1' is connected to one of the electrical connections 15 'via the current return 13' returned to the base 14 '.
  • the niobium wire 7 'protruding from the end of the discharge vessel 1' close to the socket is connected to the other electrical connection 15 '.
  • the discharge vessels 1 and 1 'according to the two exemplary embodiments explained above are either produced in a known manner from a deformable mass by extrusion from an endless tube or by press molding from a powder pile and subsequently subjected to a sintering process.
  • the material on the outside of the discharge vessel in this area is removed so far before the sintering process that the discharge vessel 1 'after the sintering process in this area 1 1 'has an outer diameter of 2 mm.
  • the invention is not limited to the embodiments of the invention described in more detail above, but can also be applied to high-pressure discharge lamps with discharge vessels, which consist of other translucent, polycrystalline ceramic materials.
  • the discharge vessel may consist of yttrium-aluminum-garnet or of ytterbium-aluminum-garnet or of aluminum oxinitride.
  • the dimensions of the discharge vessel and the length of the thickened central part must be adjusted by thermal modeling of the maximum allowable temperature, thermal conductivity and emissivity of the selected ceramic.
  • Discharge vessel has in principle the contours shown in Fig. 2, wherein the numerical dimensions of the different thermoelectric properties and adapted to the different temperature resistance of the material.
  • the inner diameter and the total length of the discharge vessel 1 ' are again 1.1 mm and 35 mm.
  • the length of the thickened part 12 ' is 12 mm and its outer diameter is 4.5 mm.
  • the discharge vessel 1 has a reduced compared to the discharge space 10 'wall thickness of 0.95 mm, so that the outer diameter of the discharge vessel 1 'measures 3 mm in this area.
  • the burning voltage of this high-pressure discharge lamp is 60 volts and its maximum luminance
  • the color temperature of the emitted light is 4000 Kelvin.
  • the maximum temperature of the discharge vessel in the region between the electrodes is 1100 ° C, the temperature in the CoId spot area is 945 ° C and in the melting zone at 8 '58O 0 C are reached.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme kleiner als 50 Watt und einem zweiseitig abgedichteten Entladungsgefäß (1'), das aus einer lichtdurchlässigen Keramik besteht, sowie innerhalb des Entladungsgefäßes (1') angeordneten Elektroden (2', 3') zum Erzeugen einer Gasentladung, wobei innerhalb des Entladungsgefäßes (1') Xenon und Metallhalogenide angeordnet sind, das Entladungsgefäß (1') als Keramikrohr mit einheitlichem Innendurchmesser von kleiner oder gleich 1,2 mm ausgebildet ist und der Kaltfülldruck des Xenons mindestens 0,8 Megapascal beträgt.

Description

Hochdruckentladungslampe
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
I. Stand der Technik
Eine derartige Hochdruckentladungslampe ist beispielsweise in der EP 1 398 823 A2 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Hochdruckentladungslampe für einen Kraft- fahrzeugscheinwerfer mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 35 Watt und einem zweiseitig abgedichteten, rohrförmigen Entladungsgefäß, das aus einer lichtdurchlässigen Keramik besteht. Das Entladungsgefäß besitzt im Bereich des Entladungsraums und der Stromzuführungen unterschiedliche Innendurchmesser.
IL Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Hochdruckentladungslampe mit einem verbesserten Entladungsgefäß bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe weist eine elektrische Leistungs- aufnähme von weniger als 50 Watt auf und besitzt ein zweiseitig abgedichtetes Entladungsgefäß, das aus einem lichtdurchlässigen Keramikrohr mit einem Innendurchmesser von kleiner oder gleich 1 ,2 mm besteht, wobei innerhalb des Entladungsgefäßes Elektroden und Xenon mit einem Kaltfülldruck von mindestens 0,8 Megapascal sowie Metallhalogenide zum Erzeugen einer Gasentladung angeordnet sind.
Das Entladungsgefäß der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe ist so konstruiert, dass es mit hochproduktiven pulverkeramischen Verfahren kostengünstig hergestellt werden kann. Aufgrund seines einheitlichen geringen Innendurchmessers kann zu seiner Herstellung ein einteiliger Grünkörper verwendet werden, der in bekannter Weise durch ein hochproduktives Extrusionsverfahren hergestellt werden kann. Eine weitere Möglichkeit besteht im Spritzguss in eine Form mit der ge- wünschten Außenkontur, wobei der einheitliche Innendurchmesser durch einen Draht gewährleistet wird, der nach der Verfestigung der Keramikmasse wieder herausgezogen wird. Auch hier kann der Grünkörper ohne aufwändige Fügeprozesse einteilig hergestellt werden.
Durch die Kombination des vergleichsweise geringen Innendurchmessers von maxi- mal 1,2 mm mit einem vergleichsweise hohen Xenon Kaltfülldruck (d. h., Xenon- Fülldruck bei Zimmertemperatur) von mindestens 0,8 Megapascal wird der Entla- dungsbogen stark kontrahiert, so dass die Leuchtdichte merklich ansteigt, während der Lichtstrom nahezu konstant bleibt. Der stark kontrahierte Entladungsbogen ist besonders vorteilhaft für die Verwendung der Hochdruckentladungslampe als Licht- quelle in einem optischen System, insbesondere in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer, das eine scharfe Abbildung des Entladungsbogens erfordert. Vorzugsweise besitzt der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes bei Hochdruckentladungslampen, die zur Verwendung im Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgesehen sind, einen Wert im Bereich von 0,8 mm bis 1,2 mm.
Die Wandstärke des Entladungsgefäßes beträgt zumindest im Bereich zwischen den Elektroden, das heißt, im Bereich des Entladungsbogens, vorteilhafterweise mindestens 0,5 mm, um eine ausreichende Kühlung in diesem Bereich des Entladungsgefäßes, der durch den Entladungsbogen besonders stark aufgeheizt wird, zu ermöglichen. Insbesondere bedingt die vorgenannte hohe Wandstärke eine entsprechend große äußere Oberfläche des Entladungsgefäßes in diesem Bereich und gewährleistet so eine wirksame Strahlungskühlung. Vorzugsweise beträgt die Wandstärke des Entladungsgefäßes im gesamten Entladungsraum, der sich zwischen den beiden, mit den Stromzuführungen verbundenen Enden der Elektroden erstreckt, mindestens 0,5 mm, um eine hinreichende Erwärmung der so genannten Cold-Spot-Bereiche und der Me- tallhalogenidfüllung zu gewährleisten. Durch diese Maßnahme wird ein Wärme- transport von der während des Lampenbetriebs heißen Entladungsgefäßmitte zu den vorgenannten Cold-Spot-Bereichen gewährleistet, in denen die Metallhalogenidfül- lung in kondensierter Form vorliegt.
Um zu verhindern, dass zu viel Wärme zu den abgedichteten Enden des Entladungs- gefäßes transportiert wird, kann das Entladungsgefäß außerhalb des Entladungsraums im Bereich seiner abgedichteten Enden vorteilhaft einen Außendurchmesser von kleiner oder gleich 2,5 mm aufweisen. Das heißt, in diesem Bereich besitzt das Entladungsgefäß eine reduzierte Wandstärke. Diese Reduzierung der Wandstärke im Bereich der Stromdurchführung kann durch Abtragung des Grünkörpers realisiert werden.
Das in die abgedichteten Enden des Entladungsgefäßes hineinragende Ende der beiden Stromzuführungen weist jeweils einen von einer Wendel umgebenen Abschnitt auf, um eine Ausrichtung der Stromzuführungen und der damit verschweißten Elektroden parallel zur Längsachse des Entladungsgefäßes zu ermöglichen. Der Innen- durchmesser dieses Durchführungsbereiches wird erfindungsgemäß gleich dem Innendurchmesser im Entladungsbereich gewählt, damit die beschriebenen hochproduktiven Verfahren zur Herstellung des Entladungsgefäßes genutzt werden können.
Die ionisierbare Füllung im Innenraum des Entladungsgefäßes umfasst neben Xenon in vorteilhafter Weise Halogenide der Metalle Natrium und Thallium sowie Haloge- nide von Seltenen Erdmetallen, um weißes Licht mit einer Farbtemperatur von ungefähr 4000 Kelvin zu generieren.
III. Beschreibung des bevorzugten Ausfϋhrungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Einen Längsschnitt durch ein Entladungsgefäß einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung - A -
Figur 2 Einen Längsschnitt durch ein Entladungsgefäß einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem zweiten und dritten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung
Figur 3 Einen Längsschnitt durch die Hochdruckentladungslampe gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung mit Außenkolben und Sockel
Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung handelt es sich um eine einseitig geso- ckelte, quecksilberfreie Halogen-Metalldampf-Hochdruckgasentladungslampe für Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 30 Watt. Der prinzipielle Aufbau dieser Lampen ist in Figur 1 der EP 1 398 823 Al dar- gestellt. Das heißt, die Hochdruckentladungslampen gemäß der Ausführungsbeispiele der Erfindung besitzen jeweils ein zweiseitig abgedichtetes Entladungsgefäß 1, das von einem Außenkolben umschlossen ist, wobei ein abgedichtetes Ende des Entladungsgefäßes und ein Ende des Außenkolbens in einem Lampensockel fixiert sind. Der Lampensockel ist mit den elektrischen Anschlüssen der Hochdruckentladungs- lampe ausgestattet. Da der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampen mit dem in der EP 1 398 823 Al beschriebenen Aufbau der Hochdruckentladungslampen übereinstimmt, ist in den Figuren 1 und 2 jeweils nur das Entladungsgefäß der Hochdruckentladungslampen gemäß den drei Ausführungsbeispielen der Erfindung abgebildet.
Gemäß dem ersten Alisführungsbeispiel besteht das Entladungsgefäß 1 aus einem Rohr aus lichtdurchlässiger, polykristalliner Aluminiumoxidkeramik. Der Innendurchmesser des Rohrs 1 beträgt einheitlich 1,1 mm. Die Wandstärke des Keramikrohrs 1 beträgt durchgehend 0.9 mm. Im Innenraum des rohrförmigen Entladungsgefäßes 1 sind zwei aus Wolfram bestehende, stabförmige Elektroden 2, 3 diametral in einem Abstand von 4,2 mm angeordnet. Sie besitzen eine Dicke bzw. einen Durchmesser von 0,3 mm und eine Länge von 3 mm. Die Elektroden 2, 3 sind in der Längsachse des Entladungsgefäßes 1 angeordnet. Das nach außen zeigende Ende der Elektrode 2 bzw. 3 ist jeweils mit einem 0,3 mm dicken Molybdänstift 4 bzw. 5 verschweißt, der jeweils in zwei Lagen von einem Molybdändraht umwickelt ist. Die von dem Molybdändraht umwickelten Molybdänstifte 4, 5 besitzen jeweils eine Län- ge von 10 mm und ihre von der jeweiligen Elektrode 2 bzw. 3 abgewandten Enden sind jeweils mit einem 1 mm dicken Niobdraht 6 bzw. 7 verschweißt, der aus dem jeweiligen Ende des Entladungsgefäßes 1 herausgeführt ist. Die Enden des Entladungsgefäßes 1 sind im Bereich der Niobdrähte 6, 7 mittels eines Glaslotes 8, 9 ab- gedichtet. Die Gesamtlänge des Entladungsgefäßes beträgt 35 mm. Innerhalb des Entladungsraums 10 des Entladungsgefäßes 1 ist eine ionisierbare Füllung angeordnet, die aus Xenon mit einem Kaltfülldruck von 1 Megapascal und Jodiden der Metalle Natrium, Thallium, Dysprosium, Thulium und Holmium besteht. Der Entladungsraum 10 erstreckt sich in Längsrichtung des Entladungsgefäßes 1 von dem mit dem Molybdänstift 4 verschweißten Ende der Elektrode 2 bis zu dem mit dem Mo- lybdänstift 5 verschweißten Ende der Elektrode 3. Das heißt, er besitzt im vorliegenden Fall eine Längserstreckung von 10,2 mm. Während des Lampenbetriebs bildet sich zwischen den freien Enden der Elektroden 2, 3 ein Entladungsbogen aus, der für die Lichtemission verantwortlich ist. Die Brennspannung dieser Hochdruckentla- dungslampe beträgt 60 Volt und ihre maximale Leuchtdichte 100 cd/mm2. Die Farbtemperatur des von ihr emittierten Lichts beträgt 4000 Kelvin. Der Bereich maximaler Keramiktemperatur liegt mittig zwischen den Elektroden und erreicht 1170° C, die cold spot-Temperatur am Ort der schmelzflüssigen Halogenide beträgt 900° C und die Temperatur des Glaslotes im Einschmelzbereich ist 590° C. Damit ist eine Lampenlebensdauer von mehr als 5000 Stunden gewährleistet.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht das Entladungsgefäß 1 ' aus einem Rohr aus lichtdurchlässiger, polykristalliner Aluminiumoxidkeramik. Der Innendurchmesser des Rohrs 1 ' beträgt einheitlich 1,1 mm. Im Innenraum des rohrformi- gen Entladungsgefäßes 1 ' sind zwei aus Wolfram bestehende, stabförmige Elektro- den 2', 3' diametral in einem Abstand von 4,2 mm angeordnet. Sie besitzen eine Dicke bzw. einen Durchmesser von 0,3 mm und eine Länge von 3 mm. Die Elektroden 2', 3' sind in der Längsachse des Entladungsgefäßes 1' angeordnet. Das nach außen zeigende Ende der Elektrode 2' bzw. 3' ist jeweils mit einem 0,3 mm dicken Molybdänstift 4' bzw. 5' verschweißt, der jeweils in zwei Lagen von einem Molybdändraht umwickelt ist. Die von dem Molybdändraht umwickelten Molybdänstifte 4', 5' besitzen jeweils eine Länge von 10 mm und ihre von der jeweiligen Elektrode 2' bzw. 3' abgewandten Enden sind jeweils mit einem 1 mm dicken Niobdraht 6' bzw. 7' verschweißt, der aus dem jeweiligen Ende des herausgeführt ist. Die Enden des Entladungsgefäßes 1' sind im Bereich der Niobdrähte 6', T mittels eines Glaslotes 8', 9' abgedichtet. Innerhalb des Entladungsraums 10' des Entladungsgefäßes 1' ist eine ionisierbare Füllung angeordnet, die aus Xenon mit einem Kaltfülldruck von 1 Megapascal und Jodiden der Metalle Natrium, Thallium, Dysprosium, Thulium und Holmium besteht. Der Entladungsraum 10' erstreckt sich in Längsrichtung des Entladungsgefäßes 1' von dem mit dem Molybdänstift 4' verschweißten Ende der Elektrode 2' bis zu dem mit dem Molybdänstift 5' verschweißten Ende der Elektrode 3'. Das heißt, er besitzt im vorliegenden Fall eine Längserstreckung von 10,2 mm. Über die gesamte Länge des Entladungsraums 10' sowie noch 0,9 mm zu beiden Seiten darüber hinaus beträgt die Wandstärke des Entladungsgefäßes 1 ' 1 ,2 mm. Dieser Bereich 12' mit der verdickten Wandstärke von 1,2 mm erstreckt sich somit über eine Länge von 12 mm. Er besitzt einen Außendurchmesser von 3,5 mm. Im Bereich 1 1 ' der abgedichteten Enden des Entladungsgefäßes 1, das heißt, im wesentlichen im Bereich der Molybdänstifte 4', 5' und der Niobdrähte 6', T, besitzt das Entladungsgefäß 1 eine im Vergleich zum Entladungsraum 10' reduzierte Wandstärke von 0,45 mm, so dass der Außendurchmesser des Entladungsgefaßes 1 ' in diesem Bereich 2 mm misst. Die Gesamtlänge des Entladungsgefäßes beträgt 35 mm. Wäh- rend des Lampenbetriebs bildet sich zwischen den freien Enden der Elektroden 2', 3' ein Entladungsbogen aus, der für die Lichtemission verantwortlich ist. Die Brennspannung dieser Hochdruckentladungslampe beträgt 60 Volt und ihre maximale Leuchtdichte 100 cd/mm2. Die Farbtemperatur des von ihr emittierten Lichts beträgt 4000 Kelvin. Die maximale Temperatur der Entladungsgefäßwand stellt sich im Be- reich zwischen den beiden Elektroden 2', 3' ein und beträgt hier 1 160 ° Celsius. Die Temperatur im Bereich der flüssigen Jodidfüllung (Cold-Spot-Bereich), der sich im Entladungsraum 10' nahe bei den mit den Molybdänstiften 4 bzw. 5 verbundenen Enden der Elektroden 2' bzw. 3' befindet, beträgt 980 ° Celsius. Die Temperatur im Bereich der mittels Glaslot 8', 9' eingeschmolzenen Niobdrähte 6', 7' be- trägt550 ° Celsius. In Figur 3 ist schematisch die komplette Hochdruckentladungslampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Hochdruckentladungslampe besitzt einen Lampensockel 14', der mit den elektri- schen Anschlüssen 15' der Lampe ausgestattet ist. Das Entladungsgefäß 1' ist von einem gläsernen Außenkolben 16' umgeben, der beispielsweise aus Quarzglas oder Hartglas besteht, das ultraviolette Strahlung absorbierende Zusätze oder Dotierstoffe aufweisen kann. Der aus dem sockelfernen Ende des Entladungsgefäßes 1 ' herausra- gende Niobdraht 6' ist über die zum Sockel 14' zurückgeführte Stromrückführung 13' mit einem der elektrischen Anschlüsse 15' verbunden. Der aus dem sockelnahen Ende des Entladungsgefäße 1' herausragende Niobdraht 7' ist mit dem anderen elektrischen Anschluss 15' verbunden.
Die Entladungsgefäße 1 und 1' gemäß der beiden oben näher erläuterten Ausfüh- rungsbeispiele werden entweder in bekannter Weise aus einer verformbaren Masse durch Extrusion aus einem Endlosrohr oder durch Pressformgebung aus einem Pulverhaufwerk hergestellt und anschließend einem Sinterprozess unterworfen. Um bei dem Entladungsgefäß 1 ' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel im Bereich der abgedichteten Enden 1 1 ' eine reduzierte Wandstärke zu erzeugen, wird das Material an der Außenseite des Entladungsgefäßes in diesem Bereich vor dem Sinterprozess so weit abgetragen, dass das Entladungsgefäß 1 ' nach dem Sinterprozess in diesem Bereich 1 1 ' einen Außendurchmesser von 2 mm besitzt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung, sondern kann auch auf Hochdruckentladungslampen mit Entladungsgefäßen, die aus anderen lichtdurchlässigen, polykristallinen Keramikmaterialien bestehen, angewendet werden. Beispielsweise kann das Entladungsgefäß aus Yttrium-Aluminium-Granat oder aus Ytterbium-Aluminium-Granat oder aus Aluminium-Oxinitrid bestehen. Die Dimensionen des Entladungsgefäßes sowie die Länge des verdickten zentralen Teiles müssen durch eine thermische Modellierung der zulässigen Maximaltemperatur, der Wärmeleitfähigkeit und dem Emissionsvermögen der gewählten Keramik angepasst werden.
Beispielhaft soll deshalb noch ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben werden, das aus Gründen der optischen Transparenz aus Aluminiumoxinitrid besteht. Das
Entladungsgefäß hat prinzipiell die in Fig. 2 dargestellten Konturen, wobei die nume- rischen Abmessungen den unterschiedlichen thermoelektrischen Eigenschaften und der unterschiedlichen Temperaturbelastbarkeit des Materials angepasst sind. Der Innendurchmesser und die Gesamtlänge des Entladungsgefäßes 1' betragen wieder 1,1 mm und 35 mm. Die Länge des verdickten Teiles 12' ist 12 mm und sein Außendurchmesser beträgt 4,5 mm. Im Bereich 11' der abgedichteten Enden des Entla-
J dungsgefäßes 1, das heißt, im wesentlichen im Bereich der Molybdänstifte 4', 5' und der Niobdrähte 6', 7', besitzt das Entladungsgefäß 1 eine im Vergleich zum Entladungsraum 10' reduzierte Wandstärke von 0,95 mm, so dass der Außendurchmesser des Entladungsgefäßes 1 ' in diesem Bereich 3 mm misst. Die Brennspannung dieser Hochdruckentladungslampe beträgt 60 VoIt und ihre maximale Leuchtdichte
W 100 cd/mm2. Die Farbtemperatur des von ihr emittierten Lichts beträgt 4000 Kelvin. Die maximale Temperatur des Entladungsgefäßes im Bereich zwischen den Elektroden liegt bei 1100° C, die Temperatur im CoId Spot-Bereich beträgt 945° C und im Einschmelzbereich bei 8' werden 58O0C erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Hochdruckentladungslampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme kleiner als 50 Watt und einem zweiseitig abgedichteten Entladungsgefäß (1'), das aus einer lichtdurchlässigen Keramik besteht, sowie innerhalb des Entladungsgefäßes (V) angeordneten Elektroden (2\ 3') zum Erzeugen einer Gas- entladung, wobei innerhalb des Entladungsgefäßes (1') Xenon und Metallhalogenide angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (V) als Keramikrohr mit einheitlichem Innendurchmesser von kleiner oder gleich 1 ,2 mm ausgebildet ist und der Kaltfülldruck des Xenons mindestens 0,8 Megapascal beträgt.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Entladungsgefäßes (V) zumindest im Bereich zwischen den Elektroden (2', 3') mindestens 0,5 mm beträgt.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Entladungsgefäßes (V) zumindest im Bereich des Entladungsraums (10') mindestens 0,5 mm beträgt.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2', 3') jeweils mit einer Stromzuführung (4', 6'; 5', 7') verbunden sind, die jeweils aus einem abgedichteten Ende des Entladungsgefäßes (V) herausgeführt ist, wobei das in das Entladungsgefäß (1') hineinra- gende Ende der Stromzuführungen jeweils einen von einer Wendel umgebenen Abschnitt (4', 5') aufweist.
5. Hochdruckentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Entladungsgefäßes (T) im Bereich seiner abgedichteten Enden (H '), außerhalb des Entla- dungsraums (10') kleiner oder gleich 2,5 mm ist.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhalogenide Halogenide der Metalle Natrium und Thallium sowie Halogenide von Seltenen Erdmetallen umfassen.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser einen Wert im Bereich von 0,8 mm bis 1,2 mm aufweist.
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