WO2007012466A2 - Haltestab - Google Patents

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WO2007012466A2
WO2007012466A2 PCT/EP2006/007342 EP2006007342W WO2007012466A2 WO 2007012466 A2 WO2007012466 A2 WO 2007012466A2 EP 2006007342 W EP2006007342 W EP 2006007342W WO 2007012466 A2 WO2007012466 A2 WO 2007012466A2
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holding
holding rod
cathode
anode
discharge lamp
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PCT/EP2006/007342
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Rainer Koger
Klaus-Dieter Stein
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Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH
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    • H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection

Definitions

  • the invention relates to a holding rod for holding an anode or cathode according to claims 1 and 5 and a discharge lamp with at least one such holding rod.
  • Discharge lamps in particular mercury vapor or xenon short arc lamps, usually have two holding rods, which consist of potassium-doped tungsten, for holding their anode and cathode in a discharge space.
  • a disadvantage of this material composition is that it is very brittle and thus in cornwattigen discharge lamps, d. h., Especially in lamps larger than 2 kW, repeatedly occur transport breaks, since such discharge lamps have very heavy anodes and large holding lengths.
  • a commercially available 5 kW short-arc mercury vapor lamp which has an anode mass of approximately 1000 g and a holding rod length of approximately 100 mm.
  • the invention has for its object to provide a support rod for holding an anode or cathode of a discharge lamp, which has a high strength to avoid fractures and emanating from the material composition no radioactive contamination to the environment.
  • the invention has for its object to provide a discharge lamp with at least one such retaining bar.
  • the holding rod according to the invention for a discharge lamp, in particular a mercury vapor or xenon short arc lamp, for holding an anode or cathode in an interior of a discharge vessel contains according to the invention doped molybdenum.
  • An alternative solution according to the invention provides for a holding bar, in which the holding bar contains tungsten doped with at least one metal-oxygen compound.
  • the metal-oxygen compound also leads to an increase in the strength of the support rod.
  • Exemplary metal-oxygen compounds are lanthanum oxide, yttrium oxide or rhenium oxide.
  • a discharge lamp according to the invention has at least one holding rod of doped molybdenum or of tungsten which is doped with a metal-oxygen compound.
  • Doped molybdenum has the advantage that, after a heat treatment or annealing treatment during the production of the discharge lamp and during operation of the discharge lamp, it has an increased potassium-doped tungsten ductility. Because of the ductility of the doped molybdenum increases after the production-related annealing, the strength until the onset of plastic deformation (yield strength) by about four times compared to potassium doped tungsten. Furthermore, it is advantageous that molybdenum is a lower has specific gravity as tungsten, so that a corresponding discharge lamp can be executed with reduced weight.
  • Potassium is preferably used as the dopant, which has the advantage that potassium-doped molybdenum (MoQ) can be prepared simply and inexpensively and that this material does not give rise to any radioactive contamination for the environment.
  • the volume fraction of potassium is about 100 ppm to about 400 ppm, preferably about 280 ppm.
  • the ductility of the MoQ can be further increased if the support rod is annealed before installation in a range above 1800 0 C 1, preferably at 2400 0 C 1 .
  • this recrystallization annealing leads to a MoQ with low strength loss, but the recrystallized structure is temperature stable, ie, a subsequent soldering of the holding rod with the anode or cathode does not change the properties of the MoQ.
  • Figure 1 is a schematic representation of a discharge lamp with holding rods according to the invention
  • Figure 2 is an enlarged view of a support rod of Figure 1;
  • FIG. 4 shows graphic results of the bending deformations from FIG. 3.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a double-capped mercury vapor short arc lamp (HBO) or a xenon short-arc lamp (XBO).
  • HBO mercury vapor short arc lamp
  • XBO xenon short-arc lamp
  • the electrodes 16, 18 are designed as a two-part electrode system consisting of a current-carrying holding rod 20, 22 and a soldered to this, discharge-side head electrode 24 (anode) and head electrode 26 (cathode).
  • the electrode heads 24, 26 are each provided on the discharge side with a blind hole 28, 30, in which first end portions 32, 34 of the support rods 20, 22 are attached.
  • the anode 24 is designed as a thermally highly loaded, barrel-shaped head anode, wherein the radiation power is improved by a sufficient dimensioning of the electrode size.
  • the cathode 26 is designed to produce high temperatures in several parts with a conical cathode head 36, which is mounted on a cylindrical base body 38 and ensures that a defined Boge ⁇ approach and sufficient electron flow due to thermal emission and field emission (Richardson equation) can be achieved.
  • retaining elements 40, 42 made of quartz glass are used in the piston shafts 8, 10, which are provided with an axially extending through hole 44, 46 for receiving the support rods 20, 22.
  • the holding rods 20, 22 of the electrodes 16, 18 are guided in the through holes 44, 46 such that they extend into the inner space 6 and carry the electrode heads 24 and 26 there.
  • the holding rods 20, 22 are each extended beyond the holding elements 40, 42 and inserted with a second end portion 72, 74 into a receiving bore 45, 47 of an annular holding plate 48, 50.
  • Each of the holding plates 48, 50 is adjoined by a quartz cylinder 52, 54, which is melted into the piston shaft 8, 10 and on whose outer circumference a plurality of molybdenum foils 56, 58 soldered to the holding plate 48, 50 are arranged, so that a gas-tight current feedthrough is formed is.
  • the holding rod 22 is guided through the holding plate 50 into a bore 51 of the quartz cylinder 54.
  • the molybdenum foils 56, 58 are soldered at each end portion 60, 62 to the edge of a contact plate 64, 66, which is connected to a pin 68, 70 for electrically contacting the electrodes 16, 18.
  • the first end section 32 and the second end section 72 of the cathode-side holding bar 20 are radially stepped back for accommodation in the bores 28, 45.
  • the attachment of the holding rod 20 in the holes 28, 45 is carried out in each case via a soldering at about 1800 0 C.
  • the first end portion 32 is less stepped back in the radial direction than the second end portion 72.
  • the first end portion 32 as shown in Figure 1 in the axial direction longer than the depth of the blind hole 28, wherein the axial length, for example, for reasons of stabilization may also be selected in that the holding rod 20 engages with a corresponding annular end face on the cathode 26.
  • the first holding rod 20 in the blind hole 28 of the first end portion 32 is chamfered.
  • the second end portion 72 is downgraded in such a way that an annular end face 76 is formed, via which the holding rod 20 acts on the holding plate 48 in a planar manner.
  • the axial length of the second end portion 72 is selected so that the holding rod 20 does not penetrate the retaining plate 48.
  • the anode-side holding bar 22 which is not shown in detail, is designed similarly to the cathode-side holding bar 20 described in FIG. The difference is that the second end portion 74 of the retaining rod 22 is extended beyond the retaining plate 50 to immerse in the bore 51 of the quartz cylinder 54.
  • the extension has the advantage that the anode mass is also received by the quartz cylinder 54 and thus the discharge lamp 2 is made more stable.
  • the support rods 20, 22 of potassium doped molybdenum (MoQ), wherein the volume fraction of potassium from about 100 ppm to about 400 ppm, preferably about 280 ppm or about 300 ppm.
  • the anode 24 and the cathode 26 consist primarily of potassium-doped tungsten (W-BSD) and the holding plates 48, 50 mainly of MoQ.
  • MoQ behaves in a non-recrystallized state similar to W-BSD. Both materials have a very high strength and a relatively good ductility in this state. In the non-recrystallized state, W-BSD even has a higher flexural strength Rm and a higher flexural yield point Rp than MoQ. In the crystallized state, however, W-BSD is very brittle, which is enhanced by the soldering at about 1800 0 C.
  • MoQ shows after a recrystallization annealing from 2000 0 C and a subsequent soldering at about 1800 0 C, a very ductile structure.
  • this Rekristallisationsglühen leads to a low loss of strength, but this recrystallized structure is temperature stable, so that the soldering of the support rods 20, 22 with the electrodes 24, 26 and with the holding plates 48, 50 does not change the ductile properties of the MoQ.
  • the test arrangement comprises a known universal testing machine 78 with a support body 80 which is arranged on a crosshead 82.
  • the support rods 20, 22 are positioned individually over a prismatic recess 84 of the support body 80 and pressed by moving the crosshead 82 against a stationary punch 86 which is connected to a load cell 88 in a load frame 90 for measuring the load on the respective support rod 20, 22nd communicates.
  • the diameter of the support rods 20, 22 is 8 mm and the width B of the recess 84 amounts to in accordance with usual Garstabgeometrien on 10 mm.
  • the maximum travel speed of the crosshead 82 is 1000 mm / min.
  • holding bars 20, 22 according to the invention of MoQ deform significantly beyond the bending yield point Rp before breakage occurs in the material (curves d).
  • the deformation is so strong that a composition of the samples is hardly possible and a remaining bending of about 3-5 mm is visible.
  • a pre-annealed or recrystallized MoQ holding bar 20, 22 with 8 mm with a holding time of 5 minutes with a holding time of 5 minutes with a bending load of about 2632 N with 2400 0 C (Graph A 1 curve d). This corresponds to a moment of 76 Nm (diagram B, curve d). Only at a load of about 3500 N would the holding bar 20, 22 break.
  • the shear breaking strength (flexural yield strength) is about four times as high as the strength of known W-BSD tie bars.
  • support rods 20, 22 MoQ can be achieved with support rods 20, 22 made of metal-oxygen compounds doped tungsten.
  • Advantageous metal-oxygen compounds are lanthanum oxide, yttrium oxide and rhenium oxide.

Landscapes

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

Abstract

Offenbart ist ein Haltestab (20, 22) für eine Entladungslampe (2), insbesondere eine Quecksilberdampf- oder Xenon-Kurzbogenlampe, zum Halten einer Anode (24) oder Kathode (26) in einem Innenraum (6) eines Entladungsgefäßes (4), wobei der Haltestab (20, 22) dotiertes Molybdän oder mit zumindest einer Metall-Sauerstoffverbindung dotiertes Wolfram enthält. Des Weiteren ist eine Entladungslampe mit einem derartigen Haltestab (20, 22) offenbart.

Description

Haltestab
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Haltestab zum Halten einer Anode oder Kathode gemäß den Patentansprüchen 1 und 5 sowie eine Entladungslampe mit zumindest einem derartigen Haltestab.
Stand der Technik
Entladungslampen, insbesondere Quecksilberdampf- oder Xenon- Kurzbogenlampen, weisen üblicherweise zum Halten ihrer Anode und Kathode in einem Entladungsraum zwei Haltestäbe auf, die aus Kalium dotiertem Wolfram bestehen. Nachteilig an dieser Materialzusammensetzung ist, dass diese sehr spröde ist und somit bei hochwattigen Entladungslampen, d. h., insbesondere bei Lampen größer 2 kW, immer wieder Transportbrüche auftreten, da derartige Entladungslampen sehr schwere Anoden und große Haltestablängen aufweisen. Beispielhaft sei eine handelsübliche 5 kW-Queckilberdampf-Kurzbogenlampe erwähnt, die eine Anodenmasse von etwa 1000 g und eine Haltestablänge von etwa 100 mm aufweist.
Eine Möglichkeit zur Vermeidung derartiger Transportbrüche besteht darin, den Querschnitt der Haltestäbe so zu vergrößern, dass die Haltestäbe die großen Anodenmassen aufnehmen können. Aufgrund der kompakten Bauweise der Entladungslampen ist jedoch eine derartige geometrische Vergrößerung nur bedingt möglich.
Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung der Transportbrüche wird darin gesehen, die Festigkeit der Haltestäbe zu erhöhen. Eine bekannte Maßnahme ist die Verwendung von thoriertem Wolfram anstelle von Kalium dotiertem Wolfram, was jedoch den Nachteil hat, dass das hierfür verwendete Thorium radioaktiv ist und somit von einem derartigen Haltestab eine radioaktive Belastung für die Umwelt ausgeht. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Haltestab zum Halten einer Anode oder Kathode einer Entladungslampe zu schaffen, der zur Vermeidung von Brüchen eine hohe Festigkeit aufweist und von dessen Materialzusammensetzung keine radioaktive Belastung für die Umwelt ausgeht. Ebenso liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entladungslampe mit zumindest einem derartigen Haltestab zu schaffen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Haltestabs durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 5 sowie hinsichtlich der Entladungslampe durch die Merkmale des Patentanspruchs 9 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Der erfindungsgemäße Haltestab für eine Entladungslampe, insbesondere eine Quecksilberdampf- oder Xenon-Kurzbogenlampe, zum Halten einer Anode oder Kathode in einem Innenraum eines Entladungsgefäßes enthält erfindungsgemäß dotiertes Molybdän.
Eine alternative erfindungsgemäße Lösung sieht einen Haltestab vor, bei dem der Haltestab mit zumindest einer Metall-Sauerstoffverbindung dotiertes Wolfram enthält. Die Metall-Sauerstoffverbindung führt ebenfalls zu einer Erhöhung der Festigkeit des Haltestabs. Beispielhafte Metall-Sauerstoffverbindungen sind Lanthanoxid, Yttriumoxid oder Rheniumoxid.
Eine erfindungsgemäße Entladungslampe weist zumindest einen Haltestab aus dotiertem Molybdän oder aus Wolfram auf, das mit einer Metall- Sauerstoffverbindung dotiert ist.
Dotiertes Molybdän hat den Vorteil, dass es nach einer Wärmebehandlung bzw. Glühbehandlung bei der Herstellung der Entladungslampe und im Betrieb der Entladungslampe eine gegenüber Kalium dotiertem Wolfram erhöhte Duktilität aufweist. Wegen der Duktilität des dotierten Molybdäns steigt nach der herstellungsbedingten Glühbehandlung die Festigkeit bis zum Beginn der plastischen Verformung (Streckgrenze) um etwa das Vierfache gegenüber Kalium dotiertem Wolfram an. Weiterhin ist vorteilhaft, dass Molybdän ein geringeres spezifisches Gewicht als Wolfram hat, so dass eine entsprechende Entladungslampe gewichtsreduziert ausführbar ist.
Vorzugsweise wird als Dotierstoff Kalium verwendet, was den Vorteil hat, dass Kalium dotiertes Molybdän (MoQ) einfach und kostengünstig herzustellen ist und von diesem Material keine radioaktive Belastung für die Umwelt ausgeht. Beispielsweise beträgt der Volumenanteil des Kaliums etwa 100 ppm bis etwa 400 ppm, vorzugsweise etwa 280 ppm.
Die Duktilität des MoQ lässt sich weiter erhöhen, wenn der Haltestab vor dem Einbau in einem Bereich oberhalb 1800 0C1 vorzugsweise bei 2400 0C1 geglüht ist. Dieses Rekristallisationsglühen führt zwar zu einem MoQ mit geringem Festigkeitsverlust, jedoch ist das rekristallisierte Gefüge temperaturstabil, d. h., eine nachfolgende Verlötung des Haltestabs mit der Anode oder Kathode verändert die Eigenschaften des MoQ nicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Entladungslampe mit erfindungsgemäßen Haltestäben;
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Haltestabs aus Figur 1 ;
Figur 3 eine Versuchsanordnung zur Durchführung von Biegeverformungen der Haltestäbe aus Figur 1 und
Figur 4 grafische Ergebnisse der Biegeverformungen aus Figur 3.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiseitig gesockelten Quecksilberdampf-Kurzbogenlampe (HBO) oder einer Xenon-Kurzbogenlampe (XBO). Diese hat ein Entladungsgefäß 4 aus Quarzglas mit einem Innenraum 6 und zwei diametral angeordneten, abgedichteten Kolbenschäften 8, 10, deren freie Endabschnitte 12, 14 jeweils mit einer nicht dargestellten Sockelhülse versehen sind. In den Innenraum 6 ragen zwei diametral angeordnete Elektroden 16, 18, zwischen denen sich während des Lampenbetriebs eine Gasentladung ausbildet. In dem Innenraum 6 des Entladungsgefäßes 4 ist eine ionisierbare Füllung eingeschlossen, die im Wesentlichen aus Edelgas besteht.
Die Elektroden 16, 18 sind als zweiteiliges Elektrodensystem bestehend aus einem stromzuführenden Haltestab 20, 22 und einer, mit diesem verlöteten, entladungsseitigen Kopfelektrode 24 (Anode) bzw. Kopfelektrode 26 (Kathode) ausgeführt.
Zur Montage der Elektrodenköpfe 24, 26 an den Haltestäben 20, 22 sind die Elektrodenköpfe 24, 26 an der entladungsfernen Seite jeweils mit einer Sacklochbohrung 28, 30 versehen, in denen erste Endabschnitte 32, 34 der Haltestäbe 20, 22 befestigt sind.
Gemäß Figur 1 ist die Anode 24 als thermisch hochbelastete, tonnenförmige Kopfanode ausgeführt, bei der die Abstrahlleistung durch eine ausreichende Dimensionierung der Elektrodengröße verbessert ist. Die Kathode 26 ist zur Erzeugung hoher Temperaturen mehrteilig mit einer kegelförmigen Kopfkathode 36 ausgeführt, die auf einem zylindrischen Grundkörper 38 befestigt ist und gewährleistet, dass ein definierter Bogeπansatz und ein ausreichender Elektronenfluss aufgrund von thermischer Emission und Feldemission (Richardson-Gleichung) erzielbar sind.
Zum Halten der Elektroden 16, 18 in dem Entladungsgefäß 4, sind in den Kolbenschäften 8, 10 Halteelemente 40, 42 aus Quarzglas eingesetzt, die mit einer axial verlaufenden Durchgangsbohrung 44, 46 zur Aufnahme der Haltestäbe 20, 22 versehen sind.
Die Haltestäbe 20, 22 der Elektroden 16, 18 sind derart in den Durchgangsbohrungen 44, 46 geführt, dass diese in den Innenraum 6 reichen und dort die Elektrodenköpfe 24 bzw. 26 tragen. Sockelseitig sind die Haltestäbe 20, 22 jeweils über die Halteelemente 40, 42 hinaus verlängert und mit einem zweiten Endabschnitt 72, 74 in eine Aufnahmebohrung 45, 47 eines ringförmigen Haltetellers 48, 50 eingeführt. An den Haltetellern 48, 50 schließt sich jeweils ein Quarzzylinder 52, 54 an, der in den Kolbenschaft 8, 10 eingeschmolzen ist und an dessen Außenumfang mehrere mit dem Halteteller 48, 50 verlötete Molybdänfolien 56, 58 angeordnet sind, so dass eine gasdichte Stromdurchführung ausgebildet ist. Dabei ist zur zusätzlichen Stabilisierung der Anode 24 der Haltestab 22 durch den Halteteller 50 hindurch in eine Bohrung 51 des Quarzzylinders 54 geführt.
Die Molybdänfolien 56, 58 sind an jeweils einem Endabschnitt 60, 62 mit dem Rand eines Kontakttellers 64, 66 verlötet, der zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden 16, 18 mit einem Stift 68, 70 verbunden ist.
Gemäß Figur 2 ist der erste Endabschnitt 32 und der zweite Endabschnitt 72 des kathodenseitigen Haltestabs 20 zur Aufnahme in den Bohrungen 28, 45 radial zurückgestuft. Die Befestigung des Haltestabs 20 in den Bohrungen 28, 45 erfolgt jeweils über eine Verlötung bei etwa 1800 0C.
Der erste Endabschnitt 32 ist in radialer Richtung weniger weit zurückgestuft als der zweite Endabschnitt 72. Der erste Endabschnitts 32 ist gemäß der Darstellung in Figur 1 in Axialrichtung länger als die Tiefe der Sacklochbohrung 28, wobei die Axiallänge zum Beispiel aus Stabilisierungsgründen auch so gewählt sein kann, das der Haltestab 20 mit einer entsprechenden Ringstirnfläche an der Kathode 26 angreift. Zum einfachen Einführen des ersten Haltestabs 20 in die Sacklochbohrung 28 ist der erste Endabschnitt 32 angefast.
Der zweite Endabschnitt 72 ist derart zurückgestuft, dass eine Ringstirnfläche 76 gebildet ist, über die der Haltestab 20 flächig an dem Halteteller 48 angreift. Dabei ist die Axiallänge des zweiten Endabschnitts 72 so gewählt, dass der Haltestab 20 den Halteteller 48 nicht durchsetzt.
Der nicht im Detail dargestellte anodenseitige Haltestab 22 ist ähnlich dem in Figur 2 beschriebenen kathodenseitigen Haltestab 20 ausgebildet. Der Unterschied besteht darin, dass der zweite Endabschnitt 74 des Haltestabs 22 über den Halteteller 50 hinaus verlängert ist, um in die Bohrung 51 des Quarzzylinders 54 einzutauchen. Die Verlängerung hat den Vorteil, dass die Anodenmasse ebenfalls von dem Quarzzylinder 54 aufgenommen wird und somit die Entladungslampe 2 stabiler ausgeführt ist. Erfindungsgemäß bestehen die Haltestäbe 20, 22 aus Kalium dotiertem Molybdän (MoQ), wobei der Volumenanteil des Kaliums etwa 100 ppm bis etwa 400 ppm, vorzugsweise etwa 280 ppm oder etwa 300 ppm, beträgt. Die Anode 24 und die Kathode 26 bestehen vornehmlich aus Kalium dotiertem Wolfram (W-BSD) und die Halteteller 48, 50 vornehmlich aus MoQ.
MoQ verhält sich im nicht rekristallisierten Zustand ähnlich wie W-BSD. Beide Materialien weisen in diesem Zustand eine sehr hohe Festigkeit und eine relative gute Duktilität auf. Im nicht rekristallisierten Zustand hat W-BSD sogar eine höhere Biegefestigkeit Rm und eine höhere Biegestreckgrenze Rp als MoQ. Im kristallisierten Zustand ist W-BSD jedoch sehr spröde, was durch die Verlötung bei etwa 1800 0C noch verstärkt wird.
Im Gegensatz dazu zeigt MoQ nach einem Rekristallisationsglühen ab 2000 0C und einer anschließenden Verlötung bei etwa 1800 0C ein sehr duktiles Gefüge. Dieses Rekristallisationsglühen führt zwar zu einem geringen Festigkeitsverlust, jedoch ist dieses rekristallisierte Gefüge temperaturstabil, so dass die Verlötung der Haltestäbe 20, 22 mit den Elektroden 24, 26 sowie mit den Haltetellern 48, 50 die duktilen Eigenschaften des MoQ nicht ändert.
Haltestabbezogene Transportschäden treten bei herkömmlichen Entladungslampen im Wesentlichen unmittelbar in den Haltestäben und nicht im Bereich der Verlötung der Elektroden 24, 26 oder den Haltetellern 48, 50 sowie nicht im Bereich der Umschmelzung der Halteteller 48, 50 durch die Kolbenschäfte 8, 10 auf. Zur Bestimmung der Festigkeit der erfindungsgemäßen Haltestäbe 20, 22 im Vergleich zu bekannten Haltestäben aus W-BSD wurden Biegeverformungsversuchen durchgeführt. Eine entsprechende
Versuchsanordnung ist in Figur 3 dargestellt.
Die Versuchsanordnung umfasst eine bekannte Universal-Prüfmaschine 78 mit einem Auflagekörper 80, der auf einem Querhaupt 82 angeordnet ist. Die Haltestäbe 20, 22 werden einzeln über einer prismaförmigen Ausnehmung 84 des Auflagekörpers 80 liegend positioniert und durch Verfahren des Querhaupts 82 gegen einen ortsfesten Stempel 86 gedrückt, der mit einer Lastmessdose 88 in einem Lastrahmen 90 zur Messung der Belastung auf den jeweiligen Haltestab 20, 22 in Verbindung steht. Der Durchmesser der Haltestäbe 20, 22 beträgt gemäß üblichen Haltestabgeometrien 8 mm und die Breite B der Ausnehmung 84 beläuft sich auf 10 mm. Die maximale Verfahrgeschwindigkeit des Querhaupts 82 beträgt 1000 mm/Min.
Die Ergebnisse der Biegeverformungen sind in der oberen A und unteren Grafik B der Figur 4 gezeigt, wobei in der Grafik A die Biegekraft F in KN über dem Biegeweg S in mm und in der Grafik B das Biegemoment M in Nm über dem Biegeweg S in mm aufgetragen ist. Ein bekannter Haltestab aus W-BSD verformt sich elastisch bei gleichzeitiger Entstehung von bruchrelevanten Anrissen. Bevor die theoretische Biegefestigkeit Rm erreicht ist, setzt ohne eine plastische Verformung ein Sprödbruch ein. Die gebrochenen Probehälften lassen sich derart an der Bruchstelle zusammenfügen, dass die Probe als unverformt erscheint. Die maximale Biegefestigkeit Rm liegt mit einer Glühbehandlung bei 1800 0C bei einen Wert von 581 N (Grafik A, Kurven b und c), was einen Biegemoment (= Last * freier Hebelarm) von 16 Nm (Grafik B, Kurven b und c) entspricht. Bei niedrigeren Glühtemperaturen, beispielsweise bei 150O 0C1 liegt die Biegefestigkeit mit Rm = 888 N bzw. 26 Nm etwas höher (Kurven a).
Dagegen verformen sich erfindungsgemäße Haltestäben 20, 22 aus MoQ gemäß der oberen und unteren Grafik deutlich über die Biegestreckgrenze Rp hinaus, bevor im Material der Bruch einsetzt (Kurven d). Dabei ist die Verformung derart stark, dass ein Zusammensetzen der Proben kaum möglich und eine verbleibende Verbiegung von ca. 3-5 mm sichtbar ist. Nach der oberen Grafik hält ein bei 2400 0C mit einer Haltezeit von 5 Minuten vorgeglühter bzw. rekristallisierter MoQ- Haltestab 20, 22 mit 8 mm einer Biegelast von etwa 2632 N stand(Grafik A1 Kurve d) . Dies entspricht einem Moment von 76 Nm (Grafik B, Kurve d). Erst bei einer Last von etwa 3500 N würde der Haltestab 20, 22 brechen. Somit ist die Scherbruchfestigkeit (Biegestreckgrenze) etwa viermal so hoch wie die Festigkeit von bekannten Haltestäben aus W-BSD.
Ähnliche Ergebnisse wie bei Haltestäben 20, 22 MoQ lassen sich mit Haltestäben 20, 22 aus Metall-Sauerstoffverbindungen dotiertem Wolfram erzielen. Vorteilhafte Metall-Sauerstoffverbindungen sind dabei Lanthanoxid, Yttriumoxid und Rheniumoxid.
Offenbart ist ein Haltestab 20, 22 für eine Entladungslampe 2, insbesondere eine Quecksilberdampf- oder Xenon-Kurzbogenlampe, zum Halten einer Anode 24 oder Kathode 26 in einem Innenraum 6 eines Entladungsgefäßes 4, wobei der Haltestab 20, 22 dotiertes Molybdän oder mit zumindest einer Metall- Sauerstoffverbindung dotiertes Wolfram enthält. Des Weiteren ist eine Entladungslampe mit einem derartigen Haltestab 20, 22 offenbart.
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Bezuqszeichenliste:
2 Entladungslampe
4 Entladungsgefäß
6 Innenraum
8 Kolbenschaft
10 Kolbenschaft
12 Endabschnitt
14 Endabschnitt
16 Elektrode
18 Elektrode
20 Haltestab
22 Haltestab
24 Anode
26 Kathode
28 Sacklochbohrung
30 Sacklochbohrung
32 erster Endabschnitt
34 erster Endabschnitt
36 Kopfkathode
38 Grundkörper
40 Halteelement
42 Halfeelement
44 Durchgangsbohrung
45 Aufnahmebohrung
46 Durchgangsbohrung
47 Aufnahmebohrung
48 Halteteller
50 Halteteller
51 Bohrung
52 Quarzzylinder
54 Quarzzylinder
56 Molybdänfolie
58 Molybdänfolie
60 Endabschnitt - 12 -
Endabschnitt
Kontaktteller
Kontaktteller
Stift
Stift zweiter Endabschnitt zweiter Endabschnitt
Ringstirnfläche
Universal-Prüfmaschine
Auflagekörper
Querhaupt
Ausnehmung
Stempel
Lastmessdose
Lastrahmen

Claims

Ansprüche
1. Haltestab für eine Entladungslampe (2), insbesondere eine Quecksilberdampf oder Xenon-Kurzbogenlampe, zum Halten einer Anode (24) oder Kathode (26) in einem Innenraum (6) eines Entladungsgefäßes (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestab (20, 22) dotiertes Molybdän enthält.
2. Haltestab nach Anspruch 1 , wobei der Haltestab (20, 22) als Dotierstoff Kalium enthält.
3. Haltestab nach Anspruch 2, wobei der Volumenanteil von Kalium etwa 100 ppm bis etwa 400 ppm, vorzugsweise etwa 280 pm, beträgt.
4. Haltestab nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, wobei der Haltestab (20, 22) oberhalb 1800 0C, vorzugsweise bei 2400 0C, geglüht ist.
5. Haltestab für eine Entladungslampe (2), insbesondere eine Quecksilberdampf oder Xenon-Kurzbogenlampe, zum Halten einer Anode (24) oder Kathode (26) in einem Innenraum (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestab (20, 22) mit zumindest einer Metall-Sauerstoffverbindung dotiertes Wolfram enthält.
6. Haltestab nach Anspruch 5, wobei die Metall-Sauerstoffverbindung Lanthanoxid ist.
7. Haltestab nach Anspruch 5, wobei die Metall-Sauerstoffverbindung Yttriumoxid ist.
8. Haltestab nach Anspruch 5, wobei die Metall-Sauerstoffverbindung Rheniumoxid ist.
9. Entladungslampe mit zumindest einem Haltestab (20, 22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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