Beschreibung description
HochdruckentladungslampeHigh pressure discharge lamp
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Aus der WO 2005/015605, der EP 1 111 654 und der EP 415 398 ist eine Hochdruckentladungslampe bekannt, bei der ein keramisches Entladungsgefäß in einer Außenhülle auf¬ genommen ist. Bisher ist es üblich, diese Außenhülle zu evakuieren oder mit einem Inertgas zu füllen, um eine Korrosion der Stromzuführungen und des Lampengestells (häufig aus Niobmaterial) , das das Entladungsgefäß hal- tert, zu verhindern. Dies erfordert eine gasdichte Abde¬ ckung der Hülle. Beispielsweise muss ein Außenkolben oder Reflektor gasdicht verschlossen sein, insbesondere kann ein Reflektor mit einer Abdeckscheibe gasdicht verschlossen sein.From WO 2005/015605, EP 1 111 654 and EP 415 398 a high-pressure discharge lamp is known in which a ceramic discharge vessel is taken in an outer shell ¬ . Until now, it has been customary to evacuate or fill this outer shell with an inert gas in order to prevent corrosion of the power supply lines and of the lamp frame (often made of niobium material) which supports the discharge vessel. This requires a gas-tight Cover B ¬ ckung the envelope. For example, an outer bulb or reflector must be sealed gas-tight, in particular, a reflector with a cover be sealed gas-tight.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe mit keramischem Entladungsgefäß an Luft zu betreiben, insbesondere offen oder in einer nicht gasdicht verschlossenen Außenhülle.The object of the present invention is to operate a high-pressure discharge lamp with a ceramic discharge vessel in air, in particular open or in a non-gas-tight outer envelope.
Diese Aufgabe wird gelöst durch kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere den Betrieb von Ke¬ ramikbrennern von Hochdruckentladungslampen in Luft ge- füllten Außenkolben oder einer anderen Außenhülle wie einem Reflektor, der nicht gasdicht verschlossen sein muss.In particular, the invention enables the operation of Ke ¬ ramikbrennern of high pressure discharge lamps in air overall filled outer bulb or other outer shell, such as a reflector, which need not be gastight.
Das Elektrodensystem des Entladungsgefäßes setzt sich im Gegensatz zum bisher bekannten zweiteiligen Elektrodensystem aus Elektrode, meist aus Wolfram, und Durchfüh- rung, die häufig zweiteilig aus Molybdänstift mit Gewi- ckel und Niobstift gefertigt ist, jetzt aus drei Teilen, nämlich Elektrode, meist aus Wolfram, und Durchführung, die häufig zweiteilig aus Molybdänstift mit Gewickel und Niobstift ist, noch zusätzlich einem korrosionsbeständi- gen Endteil, bevorzugt einem Molybdänstift, zusammen.The electrode system of the discharge vessel is in contrast to the previously known two-part electrode system of electrode, usually tungsten, and implementation, which is often made of two parts molybdenum pin with Geweckkel and niobium pin, now of three parts, namely electrode, usually made of tungsten , and implementation, which is often in two parts of molybdenum pin with winding and niobium pin, additionally a corrosion-resistant end part, preferably a molybdenum pin together.
Dieses dreiteilige Elektrodensystem wird dazu benutzt ein keramisches Entladungsgefäß an Luft zu betreiben. Das E- lektrodensystem kann bevorzugt im Bereich des Durchführungsteils, insbesondere des Niobstiftes, zur Fi- xierung in der Kapillare vor dem Einschmelzprozess mit einer Fixierung, insbesondere einer Quetschung oder Schabung, versehen sein. Diese Fixierung bestimmt im Zusammenhang mit der Kapillarlänge den Elektrodenabstand. Da die Kapillarlänge der Keramik sehr exakt hergestellt wer- den kann, ist der Punkt der Fixierung immer gleich. Im Bereich von +/- 0,5 mm oberhalb der Fixierung wird an das bisher verwendete Elektrodensystem ein korrosionsbeständiges Endteil wie ein Molybdänstift angeschweißt. Das ma¬ ximal 1 mm und minimal 0,3 mm außerhalb der Kapillare ü- berstehende Durchführungsteil, oft ein Niobstift, muss
gegen Korrosion an Luft geschützt werden. Ein gut geeigneter Wert ist 0,5 mm Überstand.This three-piece electrode system is used to operate a ceramic discharge vessel in air. The electrode system can preferably be provided in the region of the leadthrough part, in particular of the niobium pin, for fixation in the capillary before the melting process with a fixation, in particular a pinch or scraping. This fixation determines the electrode spacing in connection with the capillary length. Since the capillary length of the ceramic can be made very accurately, the point of fixation is always the same. In the range of +/- 0.5 mm above the fixation, a corrosion-resistant end part such as a molybdenum pin is welded to the previously used electrode system. The ma ¬ ximal 1 mm and a minimum of 0.3 mm outside the capillary Ü berstehende execution portion, often a niobium pin must protected against corrosion in air. A good suitable value is 0.5 mm supernatant.
Das zum Verschließen des Brenners verwendete Glaslot dient vorteilhaft dabei gleichzeitig dem Schutz des nicht korrosionsbeständigen Durchführungsteils, wie beispielsweise ein Niobstift, und ummantelt diesen voll¬ ständig. Während des Einschmelzprozesses fließt ein klei¬ ner Teil des Glaslotes am Elektrodensystem hoch und benetzt vollständig das überstehende Durchführungsteil, insbesondere den überstehenden Niobabschnitt . In welchem Maße das Glaslot hoch fließt, lässt sich durch die Ein¬ schmelzparameter (Leistung, Ausführung der Prozesskammer etc.) steuern. Das korrosionsbeständige Endteil, insbesondere ein korrosionsbeständiger Molybdänstift, dient dann der Kontaktierung des Brenners mit den Stromzuführungen oder dem Lampengestell außerhalb des Entla¬ dungsgefäßes .The glass solder used to close the burner advantageously serves to simultaneously protect the non-corrosion-resistant leadthrough part, such as a niobium pin, and surrounds it fully ¬ constantly. During the melting process to dress a ¬ ner part of the glass solder flows high in the electrode system and wets completely the excess development section, in particular the excess Niobabschnitt. The extent to which the glass solder flows up, can be controlled by the A ¬ melting parameters (power, execution of the process chamber, etc.). The corrosion-resistant end portion, in particular a corrosion-resistant molybdenum pin then serves for contacting the burner to the power supply or the lamp frame outside the Entla ¬-making vessel.
Das keramische Entladungsgefäß ist bevorzugt aus Al2O3, beispielsweise PCA oder auch Saphir oder auch AlN. Es ist einseitig oder zweiseitig verschlossen.The ceramic discharge vessel is preferably made of Al 2 O 3 , for example PCA or also sapphire or AlN. It is closed on one or two sides.
Anwendbare Einschmelzverfahren sind Laser-, Hochfrequenzoder Widerstandseinschmelzung, wie an sich bekannt.Applicable fusing methods are laser, radio frequency or resistive fusing, as is known per se.
Als Glaslot können übliche Glaslote wie beispielsweise eine Mischung aus A12O3, SiO2, und Dy2O3 erreichen, siehe EP-A 587238 für nähere Erläuterung.As a glass solder, conventional glass solders such as a mixture of A12O3, SiO2, and Dy2O3 can be achieved, see EP-A 587238 for further explanation.
Die Fixierung des Elektrodensystems kann in an sich be¬ kannter Form erfolgen und ist für die Erfindung nur insofern von Bedeutung als sie möglichst platzsparend sein sollte. Dabei ist bevorzugt eine Lösung als Quetschung
-A-The fixation of the electrode system can take place in per se be ¬ known shape and is of importance for the invention only in so far as they should be as space-saving. In this case, a solution is preferred as a pinch -A-
oder Schabung zu verwenden, aber auch eine Stoppschwei- ßung wie auch ein quer zur Durchführung verschweißter Draht etc. ist im Prinzip möglich.or scraping, but also a stop welding as well as a wire welded transversely to the bushing etc. is possible in principle.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs- beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. The figures show:
Fig. 1 ein keramisches Entladungsgefäß, das zweiseitig verschlossen ist;Figure 1 is a ceramic discharge vessel, which is closed on two sides.
Fig. 2 ein keramisches Entladungsgefäß, das einseitig verschlossen ist;2 shows a ceramic discharge vessel which is closed on one side;
Fig. 3 eine Lampe mit Außenkolben;3 shows a lamp with outer bulb.
Fig. 4 eine Reflektorlampe mit nicht verschlossener Aus¬ trittsöffnung .Fig. 4 is a reflector lamp with not closed off ¬ outlet opening.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
In Figur 1 ist ein Entladungsgefäß 1 gezeigt, das aus Al2O3 hergestellt ist. Es besitzt ein bauchiges oder auch zylindrisches Entladungsvolumen 2 und zwei langgezogene Enden, die als Kapillare 3 ausgeführt sind. In der Kapil¬ lare 3 ist jeweils ein Elektrodensystem abgedichtet. Es besteht aus einer Elektrode 4 aus Wolfram, einer Durchführung, die hier zweiteilig zusammengesetzt ist aus einem vorderen Durchführungsteil 5 aus Molybdän, einem hinteren Durchführungsteil, hier ein Niobstift 6, und ei¬ nem korrosionsbeständigen Endteil, hier ein Molybdänstift 7, die jeweils miteinander verbunden sind, insbesondere beispielsweise miteinander stumpf verschweißt sind.
Dabei füllt das Durchführungsteil den größten Teil der Länge der Kapillare aus, und zwar bevorzugt mindestens 60 %, und höchstens 90 %. Der Niobstift 7 ist so angebracht, dass er sowohl in die Kapillare hineinragt als auch am Ende der Kapillare übersteht. Dabei sollte er bevorzugt mindestens 2 mm in die Kapillare hineinragen und mindestens 0,3 mm überstehen. Ein typischer Wert ist 3 mm Einsetztiefe und 0,5 bis 1 mm Überstand außen. Ein typi¬ scher Durchmesser des Durchführungsteils ist 0,7 mm.In Figure 1, a discharge vessel 1 is shown, which is made of Al 2 O 3 . It has a bulbous or cylindrical discharge volume 2 and two elongated ends, which are designed as a capillary 3. In Kapil ¬ lare 3 each an electrode system is sealed. It consists of an electrode 4 made of tungsten, a bushing, which is here composed of two parts of a front leadthrough part 5 made of molybdenum, a rear leadthrough part, here a niobium pin 6, and ei ¬ nem corrosion-resistant end portion, here a molybdenum pin 7, respectively connected to each other are, in particular, butt-welded together, for example. In this case, the lead-through part fills most of the length of the capillary, preferably at least 60%, and at most 90%. The niobium pin 7 is mounted so that it protrudes both into the capillary and protrudes at the end of the capillary. He should preferably project at least 2 mm into the capillary and survive at least 0.3 mm. A typical value is 3 mm insertion depth and 0.5 to 1 mm overhang on the outside. A typi ¬ shear diameter of the guide portion is 0.7 mm.
Am Ende der Kapillare ist soviel Glaslot 10 angebracht, dass der Niobstift davon vollständig bedeckt ist.At the end of the capillary so much glass solder 10 is attached that the niobium pin is completely covered.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines ein¬ seitig verschlossenen Entladungsgefäßes 12 aus Keramik. Auch hier wird eine mehrteilige Durchführung ähnlich wie für Figur 1 verwendet. Die Durchführungen sind in zwei ka¬ pillaren 3 angeordnet, die parallel zueinander aus einem Ende des Entladungsgefäßes herausgeführt sind. Sie sind aus zwei Teilen 5 und 6 zusammengesetzt. Das Elektroden¬ system wird durch eine Elektrode 4 und ein Endteil 7 kom- plettiert.FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a discharge vessel 12 made of ceramic closed on one side. Again, a multi-part implementation is similar to that used for Figure 1. The passages are arranged in two ka ¬ pillaren 3, which are led out parallel to each other from one end of the discharge vessel. They are composed of two parts 5 and 6. The electrode system is plettiert ¬ com- by an electrode 4 and an end portion. 7
Figur 3 zeigt eine Metallhalogenidlampe 20 mit Hüllkolben 22 und Schraubsockel 12. Dabei ist das Entladungsgefäß aus PCA in einem Außenkolben 21 untergebracht. Der Außenkolben 21 ist mit Luft gefüllt, das Elektrodensystem ist ähnlich wie in Figur 1. Typische Füllungen für derartige Lampen sind in EP 587 238 beschrieben.FIG. 3 shows a metal halide lamp 20 with an enveloping bulb 22 and a screw base 12. The discharge vessel made of PCA is accommodated in an outer bulb 21. The outer bulb 21 is filled with air, the electrode system is similar to that in FIG. 1. Typical fillings for such lamps are described in EP 587 238.
Figur 4 zeigt eine Reflektorlampe 25 mit SchraubsockelFIG. 4 shows a reflector lamp 25 with a screw base
12. Dabei ist das keramische Entladungsgefäß 1, das eine12. In this case, the ceramic discharge vessel 1, which is a
Metallhalogenidfüllung enthält, in einem Reflektor 26 als Umhüllung untergebracht. Die Lampe wird an Luft betrie-
ben. Der Reflektor muss daher nicht gasdicht verschlossen sein, er kann also auf eine Abdeckscheibe an der Aus¬ trittsöffnung 27 des Reflektors verzichten.
Contains metal halide, housed in a reflector 26 as a sheath. The lamp is operated in air ben. Therefore, the reflector need not be sealed gas-tight, so he can do without a cover on the off ¬ exit opening 27 of the reflector.