WO2006099850A2 - Lamp with a power lead and electrode - Google Patents

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WO2006099850A2
WO2006099850A2 PCT/DE2006/000497 DE2006000497W WO2006099850A2 WO 2006099850 A2 WO2006099850 A2 WO 2006099850A2 DE 2006000497 W DE2006000497 W DE 2006000497W WO 2006099850 A2 WO2006099850 A2 WO 2006099850A2
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electrode
glass
surface structuring
power supply
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Jürgen Becker
Jianping Liu
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Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH
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    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors

Definitions

  • the invention relates to a lamp according to the preamble of patent claim 1.
  • Such lamps provided with a glass melting or crushing seal made of quartz or hard glass are used, for example, as halogen incandescent lamps, discharge lamps and the like.
  • each of the two opposite ends of the molybdenum foils are welded to an inner and an outer power supply wire made of molybdenum and positioned the resulting power supply system in the Lampengefä touchde such that the inner power supply lines into the interior of the lamp vessel in and the outer power supply lines protrude from this.
  • the glass is heated at the end of the lamp vessel and squeezed gas-tight, for example by means of crimping jaws with the power supply system to a pinch seal.
  • the molybdenum foil serves, on the one hand, to produce the electrically conductive connection between the lamp arranged inside the lamp vessel and the power supply lines, and, on the other hand, ensures a gas-tight closure of the lamp vessel. It has been shown that the high-temperature-resistant metal, while for example, molybdenum existing power supply lines and electrodes, especially in lamps with high temperature load, cause a significant increase in voltage in the pinch seal due to the metal compared to much smaller thermal expansion coefficient of the pinch seal, which leads to cracks in the glass to break and thus premature failure of the lamp can lead.
  • EP 0 858 098 B1 To improve the voltage resistance and thus to avoid cracking and cracking of the pinch seal, it is known from EP 0 858 098 B1 to apply a helix of refractory metal to a pin-shaped electrode of a discharge lamp.
  • the electrode In this very labor-intensive process, the electrode is clamped and a coil wire wound in the area of the pinch seal on the electrode and pressed.
  • the helix prevents a surface embedding of the electrode shaft of the electrode and thereby reduces stresses between the glass melt and the electrode.
  • a disadvantage of such lamps is firstly that the production is cost-intensive due to the laborious process and on the other hand by the mechanical winding of the coil is a high risk of contamination, which leads to a reduced service life of the lamp.
  • Another disadvantage is that the helix causes an additional material requirement.
  • the invention has for its object to provide a lamp with at least one power supply and / or electrode, which allows over conventional solutions, a holder of the power supply lines or electrodes in the pinch seal without critical stresses at a reduced manufacturing cost.
  • the lamp according to the invention has at least one power supply and / or electrode which has a glass-embedded section which is provided with a surface structure.
  • the surface structuring consists of a large number of surface depressions and surface elevations, with the surface elevations during embedding in the glass pinch in contact with the glass. Due to the preferably partially free-standing embedding of the wire or of the electrode shaft in the melt, a homogeneous voltage curve in the pinch seal is made possible - in other words - the critical stresses are converted into smaller, locally limited voltages.
  • the surface structuring is formed such that the glass does not penetrate during melting into the surface depressions formed by the structuring.
  • the surface structuring is substantially helical.
  • the surface structuring is formed unevenly.
  • the surface structure has at least in sections a depth of about 1/10 of the diameter of the StromzuWORKun ⁇ g or electrode.
  • Laser surface treatment can be supplemented by the use of additives to achieve optimal glass embedding (dense, no cracks).
  • the microwavenstruktu- is introduced mechanically.
  • the surface structuring is preferably introduced by means of a stamp, in particular a sapphire stamp.
  • a stamp for example, laser radiation can be introduced via a light guide into a sapphire stamp provided with a surface structuring. The laser radiation penetrates the sapphire stamp and heats the power supply or the electrode shaft up to the deformation temperature. After or during the heating process, the sapphire punch is pressed into the surface and introduced the defined surface structuring.
  • the surface structuring is introduced via at least one roller.
  • the surface structuring is preferably formed in the region of an electrode shaft of the electrode.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of the lamp according to the invention.
  • Figure 2 is an enlarged view of an electrode shaft according to another embodiment of the invention of the lamp. Preferred embodiments of the invention
  • the lamp according to the invention is by no means limited to such lamp types.
  • a high-pressure discharge lamp 1 as used for example in vehicle headlights or projectors use.
  • This has a discharge vessel 2 made of quartz glass with an interior 4 and two diametrically arranged, sealed end sections 6, 8, which are formed as Glaseinschmelzonne 10, 12 and each having a power supply 14 which embedded with gas-tight in the Glaseinschmelzonne 10, 12 of the discharge lamp 1 , Be as rectangular molybdenum foils 16, 18 are welded.
  • Two diametrically arranged approximately pin-shaped electrodes 20, 22 of tungsten protrude into the interior 4, which are each connected to one of the molybdenum foils 16, 18 and between which a gas discharge is formed during lamp operation.
  • an ionizable filling which consists of high purity xenon gas and several metal halide iden.
  • the electrodes 20, 22 each have a portion embedded in the Glaseinschmelzung 10 and 12, 24, 26, which is provided with a surface structuring 28.
  • the embedded sections 24, 26 are each formed by an electrode shaft provided with the surface structuring 28.
  • the surface structure 28 is introduced into the electrode shaft 24, 26 as a substantially helical recess 30. Due to the surface structuring, the electrodes 20, 22 are partially embedded in free standing in the Glaseinschmelzung 10, 12.
  • FIG. 2 which shows an enlarged illustration of an electrode shaft 32 according to a further exemplary embodiment of the invention
  • the latter has an approximately thread-shaped or surface-shaped surface structure 34 having a plurality of surface depressions 36 and surface elevations 38.
  • the surface elevations 38 become embedded in the glass melt 10 , 12 (see Figure 1) brought into contact with the glass, wherein the surface depressions 36 are formed such that the viscous glass does not penetrate during melting in this.
  • the surface structuring 28, 34 is introduced by means of laser radiation into the electrode shaft 24, 26, 32 and has a
  • an Nd: YAG laser is used, which emits a pulsed laser radiation with a wavelength of about 355 nm.
  • mechanical forming processes can be dispensed with and a surface structure 28, 34 of high purity is achieved.
  • the surface structures 28, 34 can be generated by the action of the laser radiation as defined surface coverings, for example tungsten oxide coverings, which avoid critical cracks in the glass melt 10, 12 during operation of the lamp.
  • Laser surface treatment can be supplemented by the use of additives to achieve optimal glass embedding (dense, no cracks).
  • the two rectangular molybdenum foil pieces 16, 18 are cut off from a molybdenum ribbon arranged on a supply roll (not shown).
  • one of the power supply lines 14 and one of the electrodes 20, 22 is welded in each case on opposite narrow sides 40 of the molybdenum foil pieces 16, 18.
  • the narrow sides 40 of the molybdenum foils 16, 18 can additionally be flattened and patterned by means of laser radiation. As a result, the straight edge of the film resulting from the mechanical cutting of the molybdenum foils 16, 18 is so affected that a good embedding and sealing effect in the glass melt 10, 12 is made possible and critical stresses are prevented.
  • the power supply system prefabricated in this way is provided with the surface structuring 28, 34 by means of a laser beam or a mechanical method and then introduced and fused into the lamp vessel 2 to be closed in a gastight manner.
  • the surface structuring 28, 34 can be introduced into the power supply lines 14 and electrodes 20, 22 even before the components are joined.
  • the system consisting of power supply lines 14, molybdenum foils 16, 18 and electrodes 20, 22 forms a gas-tight unit melted in the lamp 1, which due to the surface structuring 28, 34 according to the invention, even at high thermal loads no stress fractures in the Glass melt 10, 12 up.
  • the said production process is particularly advantageous in conventional
  • Rotary machines can be integrated.
  • the lamp 1 according to the invention is not limited to the surface structuring 28, 34 described by means of laser radiation, but the surface structuring 28, 34 by means of any known from the general state of the art forming technology, in particular by stamping, rolling, embossing or the like be introduced. Furthermore, it is advantageous to form the power supply lines 14, as explained with reference to the electrode shaft 24, 26, 32, as a wire 42 having a surface structure 28, 34.
  • the section 24, 26 of the current supply 14 and / or electrode 20, 22 is formed by a wire 42 or electrode shaft 24, 26, 32 provided with a surface structuring 28, 34.
  • the power supply lines 14 may also be provided with the surface structure 28, 34 according to the invention in order to improve the so-called glazing behavior of the power supply lines 14, that is to reduce the adhesion of the power supply lines 14 to the surrounding glass of the lamp vessel.

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Abstract

The invention relates to a lamp (1) with at least one power lead (14) and/or electrode (20, 22), which has a section (24, 26) that is embedded in glass (10, 12) and provided with a surface structuring (28). According to the invention, the section (24, 26) of the power lead and/or electrode is formed by a wire or electrode shaft provided with a surface structuring.

Description

Lampe mit Stromzuführung und Elektrode Lamp with power supply and electrode
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Lampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a lamp according to the preamble of patent claim 1.
Stand der Technik Derartige mit einer Glaseinschmelzung bzw. Quetschdichtung aus Quarz- oder Hartglas versehene Lampen finden beispielsweise als Halogenglühlampen, Entladungslampen und dergleichen Verwendung.PRIOR ART Such lamps provided with a glass melting or crushing seal made of quartz or hard glass are used, for example, as halogen incandescent lamps, discharge lamps and the like.
Da das Quarz- oder Hartglas der Quetschdichtung bzw. Glaseinschmelzung einen wesentlich kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die Stromzuführun- gen und Elektroden aufweist, ist es nicht möglich, diese flächig im Glas einzuschmelzen. Die aus den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten resultierenden mechanischen Spannungen würden zu Sprüngen und Rissen in der Quetschdichtung bzw. Einschmelzung und letztendlich zum frühzeitigen Ausfall der Lampe führen. Aus diesem Grund finden häufig dünne Molybdänfolien mit ausrei- chender Duktilität Verwendung, die trotz der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Glas und Molybdän eine gasdichte elektrische Stromzuführung ermöglichen.Since the quartz or hard glass of the pinch seal or glass sealing has a much smaller coefficient of thermal expansion than the power supply lines and electrodes, it is not possible to melt these flat in the glass. The resulting from the different thermal expansion coefficients mechanical stresses would lead to cracks and cracks in the pinch seal or melting and ultimately premature failure of the lamp. For this reason, thin molybdenum foils with sufficient ductility are frequently used which, despite the different thermal expansion coefficients of glass and molybdenum, make possible a gas-tight electrical power supply.
Bei derartigen, beispielsweise aus der DE 197 09 928 Al bekannten Lösungen, werden jeweils die beiden gegenüberliegenden Enden der Molybdänfolien mit einem inneren und einem äußeren Stromzuführungsdraht aus Molybdän verschweißt und das entstandene Stromzuführungssystem derart im Lampengefäßende positioniert, dass die inneren Stromzuführungen in den Innenraum des Lampengefäßes hinein- und die äußeren Stromzuführungen aus diesem herausragen. Anschließend wird das Glas am Lampengefäßende erhitzt und beispielsweise mittels Quetschbacken mit dem Stromzuführungssystem gasdicht zu einer Quetschdichtung verquetscht. Die Molybdänfolie dient einerseits zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem innerhalb des Lampengefäßes angeordneten Leuchtmittel und den Stromzuführungen, und gewährleistet andererseits einen gasdichten Verschluss des Lampengefäßes. Es hat sich gezeigt, dass die aus hochtemperaturfestem Metall, bei- spielsweise Molybdän bestehenden Stromzuführungen und Elektroden, insbesondere bei Lampen mit hoher Temperaturbelastung, aufgrund des gegenüber Metall wesentlich kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Quetschdichtung aus Glas einen signifikanten Spannungsanstieg in der Quetschdichtung verursachen, der zu Sprüngen im Glas bis hin zum Bruch und damit zum frühzeitigen Ausfall der Lampe führen kann.In such, for example, from DE 197 09 928 Al known solutions, each of the two opposite ends of the molybdenum foils are welded to an inner and an outer power supply wire made of molybdenum and positioned the resulting power supply system in the Lampengefäßende such that the inner power supply lines into the interior of the lamp vessel in and the outer power supply lines protrude from this. Subsequently, the glass is heated at the end of the lamp vessel and squeezed gas-tight, for example by means of crimping jaws with the power supply system to a pinch seal. The molybdenum foil serves, on the one hand, to produce the electrically conductive connection between the lamp arranged inside the lamp vessel and the power supply lines, and, on the other hand, ensures a gas-tight closure of the lamp vessel. It has been shown that the high-temperature-resistant metal, while For example, molybdenum existing power supply lines and electrodes, especially in lamps with high temperature load, cause a significant increase in voltage in the pinch seal due to the metal compared to much smaller thermal expansion coefficient of the pinch seal, which leads to cracks in the glass to break and thus premature failure of the lamp can lead.
Zur Verbesserung der Spannungsbeständigkeit und damit zur Vermeidung von Sprüngen und Rissen der Quetschdichtung ist es aus der EP 0 858 098 Bl bekannt, eine Wendel aus hochschmelzendem Metall auf eine stiftförmige Elektrode einer Entladungslampe aufzubringen. Bei diesem sehr arbeitsaufwändigen Verfahren wird die Elektrode eingespannt und ein Wendeldraht im Bereich der Quetschdichtung auf die Elektrode gewickelt und angedrückt. Die Wendel verhindert eine flächige Einbettung des Elektrodenschaftes der Elektrode und verringert dadurch Spannungen zwischen Glaseinschmelzung und Elektrode. Nachteilig bei derartigen Lampen ist zum einen, dass die Herstellung aufgrund des arbeitsaufwändigen Verfahrens kostenintensiv ist und zum anderen durch das mechanische Aufwickeln der Wendel eine hohe Verschmutzungsgefahr besteht, die zu einer verringerten Lebensdauer der Lampe führt. Weiterhin nachteilig ist, dass die Wendel einen zusätzlichen Materialbedarf verursacht.To improve the voltage resistance and thus to avoid cracking and cracking of the pinch seal, it is known from EP 0 858 098 B1 to apply a helix of refractory metal to a pin-shaped electrode of a discharge lamp. In this very labor-intensive process, the electrode is clamped and a coil wire wound in the area of the pinch seal on the electrode and pressed. The helix prevents a surface embedding of the electrode shaft of the electrode and thereby reduces stresses between the glass melt and the electrode. A disadvantage of such lamps is firstly that the production is cost-intensive due to the laborious process and on the other hand by the mechanical winding of the coil is a high risk of contamination, which leads to a reduced service life of the lamp. Another disadvantage is that the helix causes an additional material requirement.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lampe mit zumindest einer Stromzuführung und/oder Elektrode zu schaffen, die gegenüber herkömmlichen Lösungen eine Halterung der Stromzuführungen bzw. Elektroden in der Quetschdichtung ohne kritische Spannungen bei verringertem Herstellungsaufwand ermöglicht.The invention has for its object to provide a lamp with at least one power supply and / or electrode, which allows over conventional solutions, a holder of the power supply lines or electrodes in the pinch seal without critical stresses at a reduced manufacturing cost.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Die erfindungsgemäße Lampe hat zumindest eine Stromzuführung und/oder Elektrode, die einen in Glas eingebetteten Abschnitt hat, der mit einer Oberflächenstruktu- rierung versehen ist. Die Oberflächenstrukturierung besteht aus einer Vielzahl von Oberflächenvertiefungen und Oberflächenerhöhungen, wobei die Oberflächenerhö- hungen beim Einbetten in der Glasquetschung in Anlage an dem Glas stehen. Aufgrund der vorzugsweise abschnittsweise freistehenden Einbettung des Drahtes bzw. des Elektrodenschaftes in der Einschmelzung wird ein homogener Spannungsverlauf in der Quetschdichtung ermöglicht - mit anderen Worten - die kritischen Spannungen werden in kleinere, lokal begrenzte Spannungen umgewandelt. Erfindungsgemäß treten keine kritischen Sprünge im Glas auf, da diese in unkritische, nahe am Draht bzw. Elektrodenschaft liegende Mikrosprünge verteilt werden. Dadurch kann gegenüber dem Stand der Technik gemäß der EP 0 858 098 Bl auf eine zusätzliche Wendel verzichtet werden, wodurch sich der Herstellungsaufwand erheblich verringert.This object is achieved by the features of claim 1. Particularly advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims. The lamp according to the invention has at least one power supply and / or electrode which has a glass-embedded section which is provided with a surface structure. The surface structuring consists of a large number of surface depressions and surface elevations, with the surface elevations during embedding in the glass pinch in contact with the glass. Due to the preferably partially free-standing embedding of the wire or of the electrode shaft in the melt, a homogeneous voltage curve in the pinch seal is made possible - in other words - the critical stresses are converted into smaller, locally limited voltages. According to the invention, no critical cracks occur in the glass, since these are distributed in uncritical microcracks close to the wire or electrode shank. This makes it possible to dispense with an additional helix compared to the prior art according to EP 0 858 098 B1, which considerably reduces the manufacturing outlay.
Vorzugsweise ist die Oberflächenstrukturierung derart ausgebildet, dass das Glas beim Einschmelzen nicht in die durch die Strukturierung ausgebildeten Oberflächenvertiefungen eindringt.Preferably, the surface structuring is formed such that the glass does not penetrate during melting into the surface depressions formed by the structuring.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Oberflächenstrukturierung im Wesentlichen wendeiförmig.According to a preferred embodiment, the surface structuring is substantially helical.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Oberflächenstrukturie- rung ungleichmäßig ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the surface structuring is formed unevenly.
Vorzugsweise hat die Oberflächenstrukturierung zumindest abschnittsweise eine Tiefe von etwa 1/10 des Durchmessers der Stromzuführun Λg& bzw. Elektrode.Preferably, the surface structure has at least in sections a depth of about 1/10 of the diameter of the Stromzuführun Λ g or electrode.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Oberflächenstrukturierung mittels hochenergetischer Strahlung, vorzugsweise Laserstrahlung einzubringen. Dadurch kann auf eine mechanische Bearbeitung verzichtet werden, so dass eine Oberflächenstrukturierung mit hoher Reinheit erreicht wird. Weiterhin können mittels der Temperatureinwirkung der Laserstrahlung Oberflächenstrukturierungen in Form von definierten Oberflächenbelägen, beispielsweise Wolframoxidbeläge erzeugt werden, die - A -It has proven to be particularly advantageous to introduce the surface structuring by means of high-energy radiation, preferably laser radiation. This makes it possible to dispense with a mechanical processing, so that a surface structuring with high purity is achieved. Furthermore, surface structuring in the form of defined surface coverings, for example tungsten oxide coverings, can be produced by means of the temperature effect of the laser radiation - A -
dazu beitragen, um im Betrieb der Lampe kritische Sprünge in der Glaseinschmelzung zu vermeiden.help to prevent critical leaks in the glass melting during operation of the lamp.
Die Oberflächenbehandlung mittels Laser kann durch die Verwendung von Zusatzstoffen zum Erreichen einer optimalen glastechnischen Einbettung (dicht, keine Sprünge) ergänzt werden.Laser surface treatment can be supplemented by the use of additives to achieve optimal glass embedding (dense, no cracks).
Gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Oberflächenstruktu- rierung mechanisch eingebracht.According to an embodiment of the invention, the Oberflächenstruktu- is introduced mechanically.
Die Oberflächenstrukturierung ist vorzugsweise mittels eines Stempels, insbesondere eines Saphirstempels eingebracht. Hierzu kann beispielsweise Laserstrahlung über einen Lichtleiter in einen mit einer Oberflächenstrukturierung versehenen Saphirstempel eingebracht werden. Die Laserstrahlung durchdringt den Saphirstempel und erwärmt die Stromzuführung bzw. den Elektrodenschaft bis auf Verformungstemperatur. Nach beziehungsweise während dem Erwärmungsvorgang wird der Saphirstempel in die Oberfläche gepresst und die definierte Oberflächenstrukturierung eingebracht.The surface structuring is preferably introduced by means of a stamp, in particular a sapphire stamp. For this purpose, for example, laser radiation can be introduced via a light guide into a sapphire stamp provided with a surface structuring. The laser radiation penetrates the sapphire stamp and heats the power supply or the electrode shaft up to the deformation temperature. After or during the heating process, the sapphire punch is pressed into the surface and introduced the defined surface structuring.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Oberflächenstrukturierung über zumindest eine Walze eingebracht.According to a further embodiment of the invention, the surface structuring is introduced via at least one roller.
Vorzugsweise ist die Oberflächenstrukturierung im Bereich eines Elektrodenschaftes der Elektrode ausgebildet.The surface structuring is preferably formed in the region of an electrode shaft of the electrode.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments. Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lampe undFigure 1 is a schematic representation of a first embodiment of the lamp according to the invention and
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Elektrodenschaftes gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Lampe. Bevorzugte Ausführungen der ErfindungFigure 2 is an enlarged view of an electrode shaft according to another embodiment of the invention of the lamp. Preferred embodiments of the invention
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Entladungslampe erläutert. Wie bereits eingangs erwähnt, ist die erfindungsgemäße Lampe jedoch keinesfalls auf derartige Lampentypen beschränkt.The invention will be explained below with reference to a discharge lamp. However, as already mentioned, the lamp according to the invention is by no means limited to such lamp types.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine Hochdruckentladungslampe 1, wie sie beispielsweise in Fahrzeugscheinwerfern oder Projektoren Verwendung findet. Diese besitzt ein Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas mit einem Innenraum 4 und zwei diametral angeordneten, abgedichteten Endabschnitten 6, 8, die als Glaseinschmelzungen 10, 12 ausgebildet sind und jeweils eine Stromzuführung 14 aufweisen, die mit gasdicht in den Glaseinschmelzungen 10, 12 der Entladungslampe 1 eingebetteten, etwa rechteckigen Molybdänfolien 16, 18 verschweißt sind. In den Innenraum 4 ragen zwei diametral angeordnete etwa stiftförmi- ge Elektroden 20, 22 aus Wolfram, die jeweils mit einer der Molybdänfolien 16, 18 verbunden sind und zwischen denen sich während des Lampenbetriebs eine Gasent- ladung ausbildet. In dem Innenraum 4 des Entladungsgefäßes 2 ist eine ionisierbare Füllung eingeschlossen, die aus hochreinem Xenongas und mehreren Metallhalogen- iden besteht. Die Elektroden 20, 22 haben jeweils einen in der Glaseinschmelzung 10 bzw. 12 eingebetteten Abschnitt 24, 26, der mit einer Oberflächenstrukturierung 28 versehen ist. Erfindungsgemäß sind die eingebetteten Abschnitte 24. 26 jeweils durch einen mit der Oberflächenstrukturierung 28 versehenen Elektrodenschaft gebildet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Oberflächenstruktur 28 als im Wesentlichen wendeiförmige Ausnehmung 30 in den Elektrodenschaft 24, 26 eingebracht. Aufgrund der Oberflächenstrukturierung sind die Elektroden 20, 22 abschnittsweise freistehend in der Glaseinschmelzung 10, 12 eingebettet. Dadurch wer- den kritische Spannungen, die zu Sprüngen und einem Bruch der Glaseinschmelzung 10, 12 führen können vermieden - mit anderen Worten - kritische Spannungen werden durch die Oberflächenstrukturierung 28 in kleinere, lokal begrenzte unkritische Spannungen und Sprünge umgewandelt. Dies wird im Folgenden anhand Figur 2 näher erläutert. Gemäß Figur 2, die eine vergrößerte Darstellung eines Elektrodenschaftes 32 gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigt, hat dieser eine etwa gewinde- oder wendeiförmige Oberflächenstrukturierung 34 mit einer Vielzahl von Oberflächenvertiefungen 36 und Oberflächenerhöhungen 38. Die Oberflächenerhö- hungen 38 werden beim Einbetten in der Glaseinschmelzung 10, 12 (siehe Figur 1) in Anlage an das Glas gebracht, wobei die Oberflächenvertiefungen 36 derart ausgebildet sind, dass das zähflüssige Glas beim Einschmelzen nicht in diese eindringt. Aufgrund der dadurch abschnittsweise freistehenden Einbettung des Elektrodenschaftes 32 in der Einschmelzung 10, 12 wird ein homogener Spannungsverlauf ermöglicht. Erfindungsgemäß treten dadurch keine kritischen Sprünge in der Glaseinschmelzung 10, 12 auf, da diese aufgrund der Duktilität der Oberflächenerhöhungen 38 in unkritische, nahe am Elektrodenschaft 32 liegende Milcrosprünge im Glas umgewandelt werden (nicht dargestellt). Dadurch wird die Entstehung von kritischen Sprüngen, die die Glaseinschmelzung 10, 12 durchdringen, wirkungsvoll verhindert und es kann gegenüber dem Stand der Technik gemäß der EP 0 858 098 Bl auf eine zusätzlich aufgebrachte Wendel verzichtet werden. Weiterhin ist es denkbar, die Oberflächen- strukturierung 34 unregelmäßig oder in anderen geometrischen Mustern in den E- lektrodenschaft 32 einzubringen.In the embodiment of the invention shown in Figure 1 is a high-pressure discharge lamp 1, as used for example in vehicle headlights or projectors use. This has a discharge vessel 2 made of quartz glass with an interior 4 and two diametrically arranged, sealed end sections 6, 8, which are formed as Glaseinschmelzungen 10, 12 and each having a power supply 14 which embedded with gas-tight in the Glaseinschmelzungen 10, 12 of the discharge lamp 1 , Be as rectangular molybdenum foils 16, 18 are welded. Two diametrically arranged approximately pin-shaped electrodes 20, 22 of tungsten protrude into the interior 4, which are each connected to one of the molybdenum foils 16, 18 and between which a gas discharge is formed during lamp operation. In the interior 4 of the discharge vessel 2 an ionizable filling is included, which consists of high purity xenon gas and several metal halide iden. The electrodes 20, 22 each have a portion embedded in the Glaseinschmelzung 10 and 12, 24, 26, which is provided with a surface structuring 28. According to the invention, the embedded sections 24, 26 are each formed by an electrode shaft provided with the surface structuring 28. In the exemplary embodiment shown, the surface structure 28 is introduced into the electrode shaft 24, 26 as a substantially helical recess 30. Due to the surface structuring, the electrodes 20, 22 are partially embedded in free standing in the Glaseinschmelzung 10, 12. As a result, critical stresses that can lead to cracks and breakage of the glass melt 10, 12 are avoided-in other words-critical stresses are converted by the surface texturing 28 into smaller, locally limited uncritical stresses and jumps. This will be explained in more detail below with reference to FIG. According to FIG. 2, which shows an enlarged illustration of an electrode shaft 32 according to a further exemplary embodiment of the invention, the latter has an approximately thread-shaped or surface-shaped surface structure 34 having a plurality of surface depressions 36 and surface elevations 38. The surface elevations 38 become embedded in the glass melt 10 , 12 (see Figure 1) brought into contact with the glass, wherein the surface depressions 36 are formed such that the viscous glass does not penetrate during melting in this. Due to the thus partially free-standing embedding of the electrode shaft 32 in the melt 10, 12 a homogeneous voltage curve is made possible. According to the invention, there are no critical cracks in the glass melt 10, 12 because they are converted into uncritical microcracks close to the electrode shaft 32 in the glass due to the ductility of the surface elevations 38 (not shown). As a result, the emergence of critical cracks, which penetrate the glass melt 10, 12, effectively prevented and it can be dispensed with over the prior art according to EP 0 858 098 Bl an additionally applied coil. Furthermore, it is conceivable to introduce the surface structure 34 irregularly or in other geometric patterns into the electrode shaft 32.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Oberflächenstrukturierung 28, 34 mittels Laserstrahlung in den Elektrodenschaft 24, 26, 32 eingebracht und weist eineIn the exemplary embodiments shown, the surface structuring 28, 34 is introduced by means of laser radiation into the electrode shaft 24, 26, 32 and has a
Tiefe auf, die ungefähr 1/10 des Durchmessers D (siehe Figur 2) des Elektrodenschafts 32 entspricht. Hierzu findet ein Nd:YAG-Laser Verwendung, der eine gepulste Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 355 nm emittiert. Dadurch kann auf mechanische Umformverfahren verzichtet werden und eine Oberflächenstruktu- rierung 28, 34 hoher Reinheit wird erreicht. Zusätzlich ist es möglich, den Elektrodenschaft 24, 26, 32 und/oder die Stromzuführungen 14 im Bereich der Glaseinschmelzung 10, 12 mittels des Lasers zu verjüngen. Weiterhin können die Oberflä- chenstrukturierungen 28, 34 über die Temperatureinwirkung der Laserstrahlung als definierte Oberflächenbeläge, beispielsweise Wolframoxidbeläge erzeugt werden, die im Betrieb der Lampe kritische Sprünge in der Glaseinschmelzung 10, 12 vermeiden. Die Oberflächenbehandlung mittels Laser kann durch die Verwendung von Zusatzstoffen zum Erreichen einer optimalen glastechnischen Einbettung (dicht, keine Sprünge) ergänzt werden.Depth corresponding to about 1/10 of the diameter D (see Figure 2) of the electrode shaft 32. For this purpose, an Nd: YAG laser is used, which emits a pulsed laser radiation with a wavelength of about 355 nm. As a result, mechanical forming processes can be dispensed with and a surface structure 28, 34 of high purity is achieved. In addition, it is possible to rejuvenate the electrode shaft 24, 26, 32 and / or the current leads 14 in the region of the glass melt 10, 12 by means of the laser. Furthermore, the surface structures 28, 34 can be generated by the action of the laser radiation as defined surface coverings, for example tungsten oxide coverings, which avoid critical cracks in the glass melt 10, 12 during operation of the lamp. Laser surface treatment can be supplemented by the use of additives to achieve optimal glass embedding (dense, no cracks).
Anhand der Figuren 1 und 2 werden im Folgenden die wesentlichen Schritte zur Her- Stellung der Lampe 1 erläutert. In einem ersten Arbeitsschritt werden die beiden rechteckigen Molybdänfolienstücke 16, 18 von einem auf einer Vorratsrolle angeordneten Molybdänband abgeschnitten (nicht dargestellt). Anschließend wird jeweils an gegenüberliegenden Schmalseiten 40 der Molybdänfolienstücke 16, 18 eine der Stromzuführungen 14 und eine der Elektroden 20, 22 angeschweißt. Die Schmalsei- ten 40 der Molybdänfolien 16, 18 können zusätzlich mittels Laserstrahlung abgeflacht und strukturiert werden. Dadurch wird die beim mechanischen Schneiden der Molybdänfolien 16, 18 entstehende gerade Folienkante derart beeinfiusst, dass eine gute Einbettung und Dichtwirkung in der Glaseinschmelzung 10, 12 ermöglicht ist und kritische Spannungen verhindert werden. Das derart vorgefertigte Stromzufüh- rungssystem wird erfindungsgemäß mittels Laserstrahl ung oder einem mechanischen Verfahren mit der Oberflächenstrukturierung 28, 34 versehen und anschließend in das gasdicht zu verschließende Lampengefäß 2 eingeführt und verschmolzen. Alternativ zu den vorbeschriebenen Verfahrensschritten, kann die Oberflächenstrukturierung 28, 34 bereits vor dem Fügen der Bauteile in die Stromzuführungen 14 und E- lektroden 20, 22 eingebracht werden. Nach dem Erkalten des Quarzglases bildet das aus Stromzuführungen 14, Molybdänfolien 16, 18 und Elektroden 20, 22 bestehende System eine gasdicht in der Lampe 1 eingeschmolzene Einheit aus, die aufgrund der erfindungsgemäßen Oberflächenstrukturierung 28, 34 auch bei hohen thermischen Belastungen keine Spannungsbrüche im Bereich der Glaseinschmelzung 10, 12 auf- weist. Das genannte Herstellungsverfahren ist besonders vorteilhaft in herkömmlicheThe essential steps for producing the lamp 1 will be explained below with reference to FIGS. 1 and 2. In a first step, the two rectangular molybdenum foil pieces 16, 18 are cut off from a molybdenum ribbon arranged on a supply roll (not shown). Subsequently, one of the power supply lines 14 and one of the electrodes 20, 22 is welded in each case on opposite narrow sides 40 of the molybdenum foil pieces 16, 18. The narrow sides 40 of the molybdenum foils 16, 18 can additionally be flattened and patterned by means of laser radiation. As a result, the straight edge of the film resulting from the mechanical cutting of the molybdenum foils 16, 18 is so affected that a good embedding and sealing effect in the glass melt 10, 12 is made possible and critical stresses are prevented. According to the invention, the power supply system prefabricated in this way is provided with the surface structuring 28, 34 by means of a laser beam or a mechanical method and then introduced and fused into the lamp vessel 2 to be closed in a gastight manner. As an alternative to the above-described method steps, the surface structuring 28, 34 can be introduced into the power supply lines 14 and electrodes 20, 22 even before the components are joined. After cooling of the quartz glass, the system consisting of power supply lines 14, molybdenum foils 16, 18 and electrodes 20, 22 forms a gas-tight unit melted in the lamp 1, which due to the surface structuring 28, 34 according to the invention, even at high thermal loads no stress fractures in the Glass melt 10, 12 up. The said production process is particularly advantageous in conventional
Rundläufer-Fertigungsmaschinen integrierbar.Rotary machines can be integrated.
Die erfindungsgemäße Lampe 1 ist nicht auf die beschriebene Oberflächenstrukturierung 28, 34 mittels Laserstrahlung beschränkt, vielmehr kann die Oberflächenstrukturierung 28, 34 mittels jeder aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Umformtechnik, insbesondere durch Stempeln, Walzen, Prägen oder dergleichen eingebracht werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Stromzuführungen 14, wie anhand des Elektrodenschaftes 24, 26, 32 erläutert, als Draht 42 mit einer Oberflächen- strukturierung 28, 34 auszubilden.The lamp 1 according to the invention is not limited to the surface structuring 28, 34 described by means of laser radiation, but the surface structuring 28, 34 by means of any known from the general state of the art forming technology, in particular by stamping, rolling, embossing or the like be introduced. Furthermore, it is advantageous to form the power supply lines 14, as explained with reference to the electrode shaft 24, 26, 32, as a wire 42 having a surface structure 28, 34.
Offenbart ist eine Lampe 1 mit zumindest einer Stromzuführung 14 und/oder Elekt- rode 20, 22, die einen in Glas eingebetteten Abschnitt 24, 26 hat, der mit einer Ober- flächenstrukturierung 28, 34 versehen ist. Erfindungsgemäß ist der Abschnitt 24, 26 der Stromzuführung 14 und/oder Elektrode 20, 22 durch einen mit einer Oberflä- chenstrukturierung 28, 34 versehenen Draht 42 bzw. Elektrodenschaft 24, 26, 32 gebildet.Disclosed is a lamp 1 with at least one power supply 14 and / or electrode 20, 22, which has a glass-embedded portion 24, 26, which is provided with a surface structuring 28, 34. According to the invention, the section 24, 26 of the current supply 14 and / or electrode 20, 22 is formed by a wire 42 or electrode shaft 24, 26, 32 provided with a surface structuring 28, 34.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausführungsbeispiel. Beispielsweise können auch die Stromzuführungen 14 mit der erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur 28, 34 versehen sein, um das so genannte Anglasungs- verhalten der Stromzufiilirungen 14 zu verbessern, das heißt, das Haften der Stromzuführungen 14 an dem sie umgebenden Glas des Lampengefäßes zu reduzieren. The invention is not limited to the embodiment explained in more detail above. For example, the power supply lines 14 may also be provided with the surface structure 28, 34 according to the invention in order to improve the so-called glazing behavior of the power supply lines 14, that is to reduce the adhesion of the power supply lines 14 to the surrounding glass of the lamp vessel.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Lampe1 lamp
2 Entladungsgefäß2 discharge vessel
4 Innenraum4 interior
6 Endabsclinitt6 Final section
8 Endabschnitt8 end section
10 Glaseinschmelzung10 glass fusion
12 Glaseinschmelzung12 glass fusion
14 Stromzuführung14 power supply
16 Molybdänfolie16 molybdenum foil
18 Molybdänfolie18 molybdenum foil
20 Elektrode20 electrode
22 Elektrode22 electrode
24 Abschnitt24 section
26 Abschnitt26 section
28 Oberflächenstruktur28 Surface structure
30 Ausnehmung30 recess
32 Elektrodenschaft32 electrode shank
34 Oberflächenstruktur34 Surface structure
36 Oberflächenvertiefung36 surface recess
38 Oberflächenerhöhung38 Surface elevation
40 Schmalseite40 narrow side
42 Draht 42 wire

Claims

Ansprüche claims
1. Lampe mit zumindest einer Stromzuführung (14) und/oder Elektrode (20, 22), die einen in Glas eingebetteten Abschnitt (24, 26) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (24, 26) der Stromzuführung (14) und/oder Elektrode (20, 22) durch einen mit einer Oberflächenstrukturierung (28, 34) versehenenA lamp having at least one power supply (14) and / or electrode (20, 22) having a glass embedded portion (24, 26), characterized in that the portion (24, 26) of the power supply (14) and or electrode (20, 22) by a provided with a surface structuring (28, 34)
Draht (42) bzw. Elektrodenschaft (24, 26, 32) gebildet ist.Wire (42) and electrode shank (24, 26, 32) is formed.
2. Lampe nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenstrukturierung (28, 34) derart ausgebildet ist, dass das Glas beim Einschmelzen nicht in die durch die Strukturierung ausgebildeten Oberflächenvertiefungen (36) eindringt.2. Lamp according to claim 1, wherein the surface structuring (28, 34) is formed such that the glass does not penetrate during melting into the surface recesses formed by the structuring (36).
3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberflächenstrukturierung (28, 36) im Wesentlichen wendelförmig ist.3. The lamp of claim 1 or 2, wherein the surface structuring (28, 36) is substantially helical.
4. Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächenstrukturierung (28, 34) ungleichmäßig ist.4. Lamp according to one of the preceding claims, wherein the surface structuring (28, 34) is non-uniform.
5. Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächen- strukturierung (28, 34) zumindest abschnittsweise eine Tiefe von etwa 1/10 des Durchmessers (D) aufweist.5. Lamp according to one of the preceding claims, wherein the surface structuring (28, 34) at least partially has a depth of about 1/10 of the diameter (D).
6. Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächenstrukturierung (28, 34) mittels hochenergetischer Strahlung, vorzugsweise Laserstrahlung eingebracht ist.6. Lamp according to one of the preceding claims, wherein the surface structuring (28, 34) by means of high-energy radiation, preferably laser radiation is introduced.
7. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Oberflächenstrukturierung (28, 34) mechanisch eingebracht ist.7. Lamp according to one of claims 1 to 5, wherein the surface structuring (28, 34) is mechanically introduced.
8. Lampe nach Anspruch 7, wobei die Oberflächenstrukturierung (28, 34) mittels eines Stempels, insbesondere eines Saphirstempels eingebracht ist.8. Lamp according to claim 7, wherein the surface structuring (28, 34) is introduced by means of a punch, in particular a sapphire punch.
9. Lampe nach Anspruch 7, wobei die Oberflächenstrukturierung (28, 34) über zumindest eine Walze eingebracht ist. 9. Lamp according to claim 7, wherein the surface structuring (28, 34) is introduced via at least one roller.
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