WO2007080164A1 - Hochdruckentladungslampe mit längsgetrecktem getterträger im aussenkolben - Google Patents

Hochdruckentladungslampe mit längsgetrecktem getterträger im aussenkolben Download PDF

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Thomas Degenhard
Karen Twesten
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr

Definitions

  • the invention is based on a high-pressure discharge lamp with a ceramic discharge vessel which is accommodated in an outer bulb in accordance with the preamble of claim 1.
  • These are, in particular, metal halide lamps, in particular for general lighting or even high-pressure sodium lamps.
  • getters are held in so-called getter plates or in metal strips. These are placed at a considerable distance from the discharge vessel in order not to poison the getter, especially when using nitrogen (N2) in the outer bulb. This mechanism is also explained in the prior art.
  • a Getterani is used, whose dimensions are chosen so that they correspond approximately to the dimensions of a frame component, wherein the Ab ⁇ measurements are not exceeded 30%, aeration Preferably even not more than 20% are exceeded, in particular the getter girder encloses the getter material almost completely as a container and leaves a slot-shaped opening, which does not make up more than 10% of the outer contour of the surface of the getter carrier
  • the carrier has the function of a container with a suitable opening.
  • the opening is preferably either slit-shaped along the longitudinal dimension or attached to at least one of the ends of the longitudinal dimension.
  • the opening is preferably present at both ends of the longitudinal dimension, because it improves the surface of the opening and thus the efficiency of the getter.
  • a curved surface of the get ⁇ terologi is advantageous because it diverges the reflected radiation from it.
  • a hollow profile in particular a tubular container which is open at both ends.
  • a differently shaped hollow profile preferably with two open ends, as long as the Querabmes ⁇ solutions do not exceed the above restrictions, for example, a hollow profile with a rectangular or quad ⁇ ratischem cross section.
  • An alternative is a sheet metal blank that is folded, leaving a slot-shaped opening. The sheet is therefore folded lengthwise, in particular so that it is rectangular, trapezoidal or square in cross section. is table. Again, the resulting Querabmes ⁇ sonne should not go beyond the above limitation.
  • such a support can be used directly as part of the frame structure, so that almost no additional shading or even back reflection occurs because it is integrated into the frame structure.
  • getters are used whose activation ⁇ temperatures are relatively low, typically at 700 0 C.
  • Suitable getter materials are mixtures containing Zr and / or Co and / or Be. Further materials are those mentioned in US Pat. No. 5,312,607 and US Pat. No. 6,800,998 and US Pat. No. 6,555,962.
  • the support material can be, in particular steel or molybdenum, nickel-plated steel is particularly suitable in ⁇ play as known as Hilumin.
  • the carrier is a sheet metal strip, it can be welded well with the frame wire due to its dimensions.
  • the carrier can be connected to the frame wire by resistance welding.
  • the frame wire is usually made of Mo or Ni.
  • the amount of getter used depends on the geometry and the volume of the outer bulb as known per se. Furthermore, the desired final vacuum you should pay attention to the pre-vacuum applied on the machine, as known per se.
  • the width and height of the metal strip as carrier should exceed the diameter of the frame wire only slightly, as explained above, both are preferred not larger than the diameter of the frame wire.
  • the required amount of the getter always over the length of the carrier, it is fen a hollow profile or a Blechstrei ⁇ be determined.
  • FIG. 1 shows a high-pressure discharge lamp with getter in the outer bulb
  • a metal halide lamp 1 for the general ⁇ ambient lighting, which is socketed on one side. It comprises an outer bulb 2, on which the screw base 3 sits and in which a two-ended discharge vessel 4 is axially under ⁇ brought.
  • the discharge vessel 4 is made of ceramic, in particular Al 2 O 3 . It is held in the outer bulb 2 by a Ge ⁇ vice 5 which consists of a long rod 7, which is runs along the base-remote power supply 8, which protrudes from the discharge vessel, ge ⁇ on the discharge vessel, and a short bent piece of wire 6, for sockelnahen power supply 9 is guided.
  • a getter 10 in a Getterlini, here a hollow profile housed.
  • the getter carrier 15 is fixed on the rod 7 approximately at the level of the previously used getter plate in the vicinity of the seal 10 remote from the discharge vessel. In this way, no additional Abschat ⁇ tion created by the getter and the getter is located in the appropriate temperature range.
  • the sockelnahe seal is denoted by 12.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment, which differs from FIG. 1 in that the commuter carrier 15 simultaneously serves as a bracket for fastening the socket-remote power supply 8 to the long support rod 7 of the frame. Again, the shading is minimized because no additional component is necessary.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment in which the gas carrier 15 is a plate 17, which is located just below the discharge volume at the socket-near seal 12, which is embodied as a capillary.
  • the plate 17 is mounted on the long support rod 7 of the frame.
  • the sheet 17 is bent around the Ka ⁇ pillare 12th In this case, it is beneficial ⁇ way when no Gettermate- is rial in the field of curvature so that it can not crumble off by the bending process.
  • a lamp 20 is shown in which a bilaterial ⁇ tig sealed discharge vessel is accommodated in a double-ended outer bulb 22 21st
  • the getter 23 is attached as a hollow profile 24 to a wire 25 which is fixed in isolation in a pinch 26 of Au ⁇ HYkolbens and extends approximately parallel to the axis to the end 28 of the first seal 27 of the discharge vessel.
  • the getter is located approximately at Hö ⁇ he previously used Getterplättchen.
  • Figure 5 shows a high-pressure discharge lamp of the same type as in Figure 4.
  • the getter 23 is attached as a hollow profile 24 at the free end of a wire 30, the is angled knee-shaped and the other end to the film 31 in the pinch 26 of the outer bulb 22 is guided.
  • the associated power supply 32 which protrudes from the end 28 of the seal 27 of the discharge vessel 21, is attached to the slope of the getter-supporting wire 30 which crosses the axis.
  • the getter 23 acts as a starting aid. In this way, the additional Trä ⁇ ger wire of the previous embodiment is saved.
  • Figure 6 shows a typical hollow profile 35, the cut in the cross is rectangular, and a slit-shaped opening 36 has through which the getter material 37 with the lung Fuel ⁇ of the outer bulb is in contact.
  • the filling of the discharge vessel consists in addition to an integral ignition gas, e.g. Argon, from mercury and metal halide additives. It is also possible, for example, the use of a metal halide filling without mercury, with a high pressure is selected for the ignition gas xenon.
  • an integral ignition gas e.g. Argon
  • Figure 7 shows a typical plate 38 which is folded lengthwise to be V-shaped in cross-section with the getter material 37 inserted in the pocket formed by the V so as to provide a natural opening 36 at the free end of the legs 39 of the V remains.

Landscapes

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

Abstract

Bei einer Hochdruckentladungslampe ist ein Getter im Außenkolben untergebracht. Dabei ist das Gettermaterial auf einem Träger aufgebracht ist, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß sie in etwa den Abmessungen einer Gestellkomponente entsprechen, wobei die Abmessungen nicht mehr als 30 % überschritten werden.

Description

HOCHDRUCKENTLADUNGSLAMPE MIT LÄNGSGETRECKTEM GETTERTRÄGER IM AUSSENKOLBEN
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe mit einem keramischem Entladungsgefäß, das in einem Au- 5 ßenkolben untergebracht ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metall- halogenidlampen, insbesondere für Allgemeinbeleuchtung, oder auch um Natriumhochdrucklampen.
Stand der Technik
10 Aus der US-B 6 555 962 und der US-B 6 800 998 ist es be¬ kannt, Gettermaterial im Außenkolben von Hochdruckentla¬ dungslampe, insbesondere von MetallhalogenidLampen, zu verwenden, vor allem um Wasserstoff zu gettern. Die Funktionsweise ist dort ausführlich erläutert, auch geeignete
15 Materialien sind beschrieben.
Typisch werden die Getter in sogenannten Getterplättchen gehaltert oder auch in Metallstreifen. Diese werden in deutlichem Abstand vom Entladungsgefäß angebracht, um den Getter insbesondere bei Verwendung von Stickstoff (N2) im 20 Außenkolben nicht zu vergiften. Auch dieser Mechanismus ist im Stand der Technik erläutert.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei der Benutzung von keramischen Entladungsgefäßen in einem Außenkolben die bisher verwendeten Getterträger den Nachteil besit- 25 zen, dass sie zusätzliche Abbildungsfehler verursachen. Dies gilt insbesondere für die Getterplättchen. Ein wei¬ terer Nachteil ist, dass die Getterträger merklich Strah- lung auf die Endbereiche des keramischen Entladungsgefä¬ ßes zurückreflektieren. Dieser Aspekt wurde bisher überhaupt nicht beachtet. Insbesondere bei Verwendung von Ka¬ pillaren zur Abdichtung des Endes des Entladungsgefäßes kann ein unbedarft angebrachter Getterträger zu einer Temperaturerhöhung an der Kapillare führen. Diese erhöhte Temperaturbelastung verursacht Risse in der empfindlichen Keramik des Endbereichs und führt u.U. zum vorzeitigen Lampenausfall. Besonders ausgeprägt ist das Problem bei einseitig gesockelten Lampen.
Gerade die bisher üblichen Getterplättchen wirken wie ein Spiegel für die aus dem Entladungsgefäß emittierte Strah¬ lung. Dabei wurde bisher das Gettermaterial als Pellet hergestellt, das in ein Trägermaterial eingepresst wurde. Diese Plättchen, in Verbindung mit der konstruktiven Anordnung, wie sie besonders schön bei der US-A 4 380 714 zu sehen ist, wirken wie ein Heizmechanismus auf die End¬ bereiche des Entladungsgefäßes.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die Abbildungsfehler vermeidet und eine Rückreflexion von Strahlung auf die Endbereiche des Entladungsgefäßes verhindert.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltun¬ gen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Getterträger verwendet, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß sie in etwa den Abmes- sungen einer Gestellkomponente entsprechen, wobei die Ab¬ messungen nicht mehr als 30 % überschritten werden, be- vorzugt sogar nicht mehr 20 % überschritten werden, insbesondere umschließt der Getterträger als Behälter das Gettermaterial nahezu vollständig und belässt eine schlitzförmige Öffnung, die nicht mehr als 10 % der äuße- ren Kontur der Oberfläche des Getterträgers ausmacht
Dies geschieht dadurch, dass der Träger längsgestreckt wird, da diese Dimension im Gestell gut realisiert ist. In der Längsdimension ist der Träger höchsten so lang wie ein vergleichbares Gestellteil. Die beiden Querabmessun- gen sind im Vergleich zur Längsdimension deutlich kleiner, insbesondere sind beide Querabmessungen mindestens 5 mal kleiner als die Längsdimension. Der Träger hat die Funktion eines Behälters mit geeigneter Öffnung. Die Öffnung ist bevorzugt entweder schlitzförmig entlang der Längsdimension oder sie ist an mindestens einem der Enden der Längsdimension angebracht. In diesem Fall ist die Öffnung bevorzugt an beiden Enden der Längsdimension vorhanden, weil dadurch die Oberfläche der Öffnung und damit die Wirksamkeit des Getters verbessert wird. Insbesondere ist auch eine gekrümmte Oberfläche des Get¬ terträger vorteilhaft, da diese die davon reflektierte Strahlung divergiert. Bevorzugt ist dabei ein Hohlprofil, insbesondere ein rohrförmiger Behälter, das an beiden Enden offen ist. Geeignet ist aber auch ein anders gestaltetes Hohlprofil, bevorzugt mit zwei offenen Enden, solange die Querabmes¬ sungen nicht über die o.g. Beschränkungen hinausgehen, beispielsweise ein Hohlprofil mit rechteckigem oder quad¬ ratischem Querschnitt. Eine Alternative ist ein Blechzuschnitt, der gefaltet ist und dabei eine schlitzförmige Öffnung belässt. Das Blech wird daher der Länge nach gefaltet, insbesondere so, dass es im Querschnitt rechteckig, trapezförmig oder quadra- tisch ist. Auch hier sollen die resultierende Querabmes¬ sungen nicht über die o.g. Beschränkung hinausgehen.
Bevorzugt kann ein derartiger Träger direkt als Teil des Gestellaufbaus verwendet werden, so dass nahezu überhaupt keine zusätzliche Abschattung bzw. auch Rückreflexion auftritt, da er in den Gestellaufbau integriert ist.
Bevorzugt ist der Getterträger Teil des Gestelldrahts, oder er wird als Gestellbügel eingesetzt, oder als Zünd¬ hilfe. Bevorzugt werden Getter eingesetzt, deren Aktivierungs¬ temperaturen relativ niedrig liegen, typisch bei 700 0C. Geeignete Gettermaterialien sind Mischungen, die Zr und/oder Co und/oder Be enthalten. Weitere Materialien sind die in US 5 312 607 und US-B 6 800 998 sowie US-B 6 555 962 genannten.
Das Trägermaterial kann insbesondere Stahl oder Molybdän sein, besonders geeignet ist vernickelter Stahl, bei¬ spielsweise bekannt unter dem Namen Hilumin.
Wenn der Träger ein Blechstreifen ist, kann er aufgrund seiner Dimensionen mit dem Gestelldraht gut verschweißt werden .
Der Träger kann anhand von Widerstandsschweißen mit dem Gestelldraht verbunden werden. Der Gestelldraht ist dabei in aller Regel aus Mo oder Ni gefertigt. Die Menge des verwendeten Getters ist abhängig von der Geometrie und dem Volumen des Außenkolbens wie an sich bekannt. Weiter ist auch das angestrebte Endvakuum du das maschinenseitig angelegte Vorvakuum zu beachten, wie an sich bekannt. Bevorzugt sollte Breite und Höhe des Blechstreifens als Träger den Durchmesser des Gestelldrahts nur unwesentlich überschreiten, wie oben erläutert, bevorzugt ist beides nicht größer als der Durchmesser des Gestelldrahts. Dabei kann die benötigte Menge des Getters immer über die Länge des Trägers, sei es ein Hohlprofil oder ein Blechstrei¬ fen, bestimmt werden.
Figuren
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Hochdruckentladungslampe mit Getter im Außenkolben;
Figur 2 bis 5 andere Ausführungsbeispiele von Hochdruck¬ entladungslampen;
Figur 6 bis 7 je ein Ausführungsbeispiel eines Get- terträgers im Detail.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Figur 1 zeigt eine Metallhalogenidlampe 1 für die Allge¬ meinbeleuchtung, die einseitig gesockelt ist. Sie umfasst einen Außenkolben 2, an dem der Schraubsockel 3 sitzt und in dem ein zweiendiges Entladungsgefäß 4 axial unterge¬ bracht ist. Das Entladungsgefäß 4 besteht aus Keramik, insbesondere Al2O3. Es ist im Außenkolben 2 durch ein Ge¬ stell 5 gehaltert, das aus einem langen Stab 7 besteht, der am Entladungsgefäß entlang zur sockelfernen Stromzuführung 8, die aus dem Entladungsgefäß herausragt, ge¬ führt ist, sowie einer kurzen gebogenen Drahtstück 6, das zur sockelnahen Stromzuführung 9 geführt ist. Im Außenkolben, der evakuiert ist, ist außerdem ein Getter 10 in einem Getterträger, hier einem Hohlprofil, untergebracht. Der Getterträger 15 ist auf dem Stab 7 etwa in Höhe des bisher verwendeten Getterplättchens in der Nähe der so- ckelfernen Abdichtung 11 des Entladungsgefäßes fixiert. Auf diese Weise entsteht keinerlei zusätzliche Abschat¬ tung durch den Getter und der Getter ist im geeigneten Temperaturbereich angeordnet. Die sockelnahe Abdichtung ist mit 12 bezeichnet.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich von Figur 1 dadurch unterscheidet, dass der Get- terträger 15 gleichzeitig als Bügel für die Befestigung der sockelfernen Stromzuführung 8 am langen Haltestab 7 des Gestells dient. Auch hier ist die Abschattung mini- miert, weil kein zusätzliches Bauteil notwendig ist.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Getterträger 15 ein Blech 17 ist, das sich knapp unterhalb des Entladungsvolumens an der sockelnahen Abdichtung 12, die als Kapillare ausgeführt ist, befin- det . Auch hier ist das Blech 17 am langen Haltestab 7 des Gestells montiert. Bevorzugt ist das Blech 17 um die Ka¬ pillare 12 herumgebogen. In diesem Fall ist es vorteil¬ haft, wenn sich im Bereich der Krümmung kein Gettermate- rial befindet, damit es durch den Biegevorgang nicht ab- bröckeln kann.
In Figur 4 ist ein Lampe 20 gezeigt, bei der ein zweisei¬ tig abgedichtetes Entladungsgefäß 21 in einem zweiseitig gesockelten Außenkolben 22 untergebracht ist. In diesem Fall wird der Getter 23 als Hohlprofil 24 an einem Draht 25 befestigt, der isoliert in einer Quetschung 26 des Au¬ ßenkolbens befestigt ist und der sich etwa achsparallel bis zum Ende 28 der ersten Abdichtung 27 des Entladungsgefäß erstreckt. Der Getter befindet sich in etwa auf Hö¬ he bisher verwendeter Getterplättchen .
Figur 5 zeigt eine Hochdruckentladungslampe gleichen Typs wie in Figur 4. Dabei ist jedoch der Getter 23 als Hohlprofil 24 am freien Ende eines Drahts 30 befestigt, der knieförmig abgewinkelt ist und dessen anderes Ende zur Folie 31 in der Quetschung 26 des Außenkolbens 22 geführt ist. Die zugeordnete Stromzuführung 32, die aus dem Ende 28 der Abdichtung 27 des Entladungsgefäßes 21 herausragt, ist an der Schräge des den Getter halternden Drahtes 30 befestigt, die die Achse kreuzt. Hier wirkt der Getter 23 als Zündhilfe. Auf diese Weise wird der zusätzliche Trä¬ gerdraht des vorherigen Ausführungsbeispiels eingespart.
Figur 6 zeigt ein typisches Hohlprofil 35, das im Quer- schnitt rechteckig ist, und eine schlitzförmige Öffnung 36 besitzt, durch die das Gettermaterial 37 mit der Fül¬ lung des Außenkolbens in Kontakt steht.
Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht neben einem i- nerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden . Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung einer Metallhalogenid-Füllung ohne Quecksilber, wobei für das Zündgas Xenon ein hoher Druck gewählt wird.
Figur 7 zeigt ein typisches Blech 38, das der Länge nach gefaltet ist, so dass es im Querschnitt V-förmig wirkt, wobei das Gettermaterial 37 in der durch das V gebildeten Tasche eingebracht ist, so dass eine natürliche Öffnung 36 am freien Ende der Schenkel 39 des V verbleibt.

Claims

Patentansprüche
1. Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß (4), das zwei Elektroden und eine Füllung enthält, wobei das Entladungsgefäß in einem Außenkolben mit Füllung untergebracht ist und dort an einem Haltegestell befes- tigt ist, wobei im Außenkolben ein Gettermaterial un¬ tergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gettermaterial auf einem Träger aufgebracht ist, des¬ sen Abmessungen so gewählt sind, daß sie in etwa den Abmessungen einer Gestellkomponente entsprechen, wo- bei die Abmessungen nicht mehr als 30 % überschritten werden, bevorzugt sogar nicht mehr 20 % überschritten werden .
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet , dass der Träger längsgestreckt ist und eine kleine Querabmessung besitzt.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet , dass der Getterträger als Behälter das Gettermaterial nahezu vollständig umschließt und eine schlitzförmige Öffnung belassen ist, die nicht mehr als 10 % der äußeren Kontur der Oberfläche des Get- terträgers ausmacht.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet , dass der Getterträger ein Hohlprofil ist.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet , dass der Getterträger ein gefaltetes Blech, insbesondere ein Blechstreifen ist.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet , dass der Getterträger in den Gestell¬ aufbau integriert ist.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Getterträger konstruktiver
Teil der Haltevorrichtung des Entladungsgefäßes ist.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Getterträger konstruktiver Teil einer Zündhilfsvorrichtung für das Entladungsge- faß ist.
9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet , dass das Gettermaterial Zr und/oder Co und/oder Be umfasst.
10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Trägermaterial Stahl oder Mo¬ lybdän ist.
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