WO2014032925A1 - Hochdruckentladungslampe mit mit einem elektronenemitter versehenen elektroden - Google Patents

Hochdruckentladungslampe mit mit einem elektronenemitter versehenen elektroden Download PDF

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WO2014032925A1
WO2014032925A1 PCT/EP2013/066538 EP2013066538W WO2014032925A1 WO 2014032925 A1 WO2014032925 A1 WO 2014032925A1 EP 2013066538 W EP2013066538 W EP 2013066538W WO 2014032925 A1 WO2014032925 A1 WO 2014032925A1
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WO
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pressure discharge
discharge lamp
electrodes
neodymium
lamp according
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Application number
PCT/EP2013/066538
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French (fr)
Inventor
Dmitry Zakharov
Steffen DÖRSCHEL
Guillaume Wiederhirn
Original Assignee
Osram Gmbh
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
    • H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • H01J61/0735—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode
    • H01J61/0737—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode characterised by the electron emissive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827—Metal halide arc lamps

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • Such a high-pressure discharge lamp is disclosed, for example, in EP 0 647 964 A1.
  • This document describes a high-pressure discharge lamp with electrodes which, as a substitute for thorium oxide, have the combination of two oxides acting as electron emitters.
  • oxides of the first group hafnium oxide and zirconium oxide are mentioned, and as oxides of the second groups, yttrium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide and scandium oxide are disclosed.
  • the high pressure discharge lamp according to the invention has a light-transmissive discharge vessel and two therein ⁇ connected with spaced-apart electrodes which serve to generate a gas discharge.
  • the electrodes are acting with an electron emitter or the
  • Neodymium or a neodymium compound according to the invention Provide electron-egress reducing means which Neodymium or a neodymium compound according to the invention.
  • the Neo ⁇ dym or neodymium are used to replace the one used in the electrodes of conventional high pressure discharge lamps thorium or thorium oxide.
  • the electrodes of the high-pressure discharge lamps according to the invention thus contain no thorium and no thorium compound.
  • neodymium or a neodymium compound in the electrodes of the high-pressure discharge lamp according to the invention achieves the same advantages which were previously achieved by the use of thorium oxide lowering the electron work function in the electrodes.
  • the decrease in the luminous flux over the life of the high-pressure discharge lamp according to the invention is similar to that of a high-pressure discharge lamp whose electrodes contain thorium oxide.
  • the increase in the operating voltage over the life of the inventive high-pressure discharge lamp is even lower than the electrodes contain Tho ⁇ riumoxid at a high pressure discharge lamp. Corresponding measuring curves are shown in FIGS. 2 to 4.
  • the advantages of the high-pressure discharge lamp according to the invention are explained in more detail below with reference to the measuring curves in FIGS. 2 to 4.
  • the measuring curves in FIGS. 2 to 4 are based on the same high-pressure discharge lamps.
  • high-pressure discharge lamps which are designed as a vehicle headlamps and the structure as shown in Figure 5 zen besit ⁇ .
  • FIG. 2 shows the profile of the luminous flux of a high-pressure discharge lamp measured in the unit lumen [Im] as a function of the operating time t of this high-pressure discharge lamp measured in the unit hour [h] for three different High-pressure discharge lamps, which differ only by their electrodes.
  • the measurement curve AI shows the course of the luminous flux as a function of the operating time of the lamp for a high-pressure discharge lamp which is equipped with undoped tungsten electrodes.
  • High-pressure discharge lamp is initially, that is at 0 operating hours, about 3650 Im and steadily decreases until after 2000 hours of operation, the luminous flux only at a value of about 1900 Im.
  • the measurement curve Bl shows the course of the light flux as a function of the operating time of the lamp for a high pressure discharge lamp having thoria do ⁇ oriented tungsten electrodes.
  • the luminous flux of this high-pressure discharge lamp is initially, that is at 0 operating hours, about 3700 Im and steadily decreases, until after 2000 hours of operation, the luminous flux at a value of approx.
  • the measurement curve Cl shows the course of the light ⁇ current as a function of the operating time of the lamp according to the invention for a high pressure discharge lamp, the doped with Neo ⁇ dymoxid tungsten electrodes has.
  • the luminous flux of this high-pressure discharge lamp is initially, ie at 0 operating hours, about 3650 Im and decreases steadily until after 2000 hours of operation, the luminous flux is at a value of about 2700 Im.
  • FIG. 3 likewise shows the course of the luminous flux measured as a function of the operating time t of the lamp measured in hours for the same three high-pressure discharge lamps, which are also based on the measurement curves AI, Bl and Cl from FIG.
  • the relative luminous flux that is the quotient of the operating time-dependent luminous flux and the luminous flux determined according to the legal requirement ECE R99 after 12.5 operating hours, is in the unit percent [%] for each of the three high-pressure discharge lamps shown.
  • the three traces Thus, A2, B2 and C2 of Figure 3 are all at 100% for the relative luminous flux after 12.5 hours of operation.
  • the measuring curve A2 shows the course of the relative luminous flux as a function of the operating time of the lamp for the high-pressure discharge lamp, which is equipped with undoped tungsten electrodes.
  • the relative luminous flux was after 2000 hours of operation Be ⁇ a value of only 55%. This means that the luminous flux after 2000 operating hours is only 55% of the luminous flux of this high-pressure discharge lamp measured after 12.5 operating hours.
  • the measuring curve B2 shows the profile of the relative luminous flux as a function of the operating time of the lamp for the high-pressure discharge lamp, which has electrodes doped with thorium oxide.
  • the relative luminous flux has a value of about 75% after 2000 operating hours.
  • the measurement curve C2 shows the course of the relative luminous flux as a function of the loading ⁇ operating time of the lamp for the inventive Hochlichent- discharge lamp has the doped with neodymium oxide electrodes on ⁇ .
  • the relative luminous flux has a value of about 78% after 2000 operating hours. That is, the luminous flux after 2000 operating hours is still 78% of the measured after 12.5 hours of operation ⁇ luminous flux of these high-pressure discharge pe.
  • the high pressure discharge lamp according to the invention has as ⁇ forth with respect to the light current waveform the same advantages as a conventional, equipped with thoriated electrodes high pressure discharge lamp.
  • FIG. 4 shows the course of the burning voltage measured in the unit volt [V] as a function of the operating hours t of the high-pressure discharge lamps which were already based on the measuring curves from FIGS. 2 and 3.
  • the term "burning voltage" refers to the voltage that is n
  • the measurement curve A3 shows the course of the burning voltage as a function of the operating time of the lamp for a high-pressure discharge lamp which is equipped with undoped tungsten electrodes.
  • the burning voltage of this high-pressure discharge lamp is initially at about 84 volts and increases sharply with the operating time. After approx. 1,500 operating hours, it has reached a value of more than 100 volts.
  • the measurement curve B3 shows the variation in the operating voltage in From ⁇ dependence on the operating time of the lamp for a high pressure discharge lamp whose tungsten electrodes are doped with thorium oxide.
  • the burning voltage of this high-pressure discharge lamp is initially at about 82 volts and increases with increas ing ⁇ ing operating time up to a maximum value of about 97 volts, which is reached after about 2000 hours of operation.
  • the measurement curve C3 shows the profile of the operating voltage as a function of the operating time of the lamp for a erfindungsgemä- SSE high-pressure discharge lamp whose tungsten electrodes are doped with Neo ⁇ dymoxid.
  • the starting voltage initially amounts to about 85 volts and rises to a maximum value of about 90 volts, which is reached after 2000 hours of operation.
  • the high-pressure discharge lamp according to the invention records the lowest increase in the operating voltage over the operating period.
  • the high-pressure discharge lamp according to the invention has the advantage that no combination of a plurality of oxides is required as a substitute for thorium oxide.
  • the electrodes of the high-pressure discharge lamp according to the invention require only neodymium or a neodymium compound as an additive in order to achieve the abovementioned advantages.
  • the electrodes of the high pressure discharge lamp according to the invention are formed as tungsten electrodes to provide a high thermal resistance of the electrode to be granted ⁇ .
  • the neodymium or the neodymium compound are advantageously included as an additive in the material of the electrodes of the high-pressure discharge lamp according to the invention.
  • the neodymium or the neodymium compound can already be introduced into the material for the electrodes during the powder metallurgical production processes. In this way a nearly homo ⁇ gene distribution of neodymium or neodymium compound is assured in the electrodes of the high pressure discharge lamp according to the invention.
  • the neodymium compound contained in the electrodes is preferably neodymium oxide (Nd20 3 ). From the Darge ⁇ presented in Figures 2 to 4 measurement curves that with the help of the doping of the electrode material with neodymium, the decline shows the
  • Luminous flux over the life of the high pressure discharge lamp and the increase in the burning voltage of the high pressure discharge lamp can be kept low.
  • neodymium oxide is present as doping in the mate ⁇ rial of the electrodes with a weight fraction in the range of 0.1 weight percent to 5 weight percent of the total weight of the electrodes, and more preferably with a weight fraction in the range of 1 weight percent to 3 weight percent of the total weight of the electrodes.
  • This comparatively small proportion of neodymium oxide already achieves the abovementioned advantages of the high-pressure discharge lamp according to the invention.
  • problems in the manufacture of the electrodes may occur. at a lower proportion than 0.1 weight percent of neodymium oxide in the electrode material ⁇ contact the advantages of the dung on OF INVENTION ⁇ in an attenuated degree.
  • the invention has proven particularly well in high pressure discharge lamps, which are designed as metal halide-high-pressure discharge lamps, and includes the filling of the discharge vessel xenon ⁇ and at least halides of the metals sodium and scandium.
  • These metal halide high-pressure discharge discharge lamps are preferably either halogen-metal-vapor high-pressure discharge lamps with a mercury-containing filling, which therefore additionally contains mercury in addition to the abovementioned substances, or metal halide high-pressure discharge lamps with mercury-free filling, which in addition to the above substances still contains halides of the metals zinc and indium.
  • the invention preferably relates to high-pressure discharge lamps which are designed as vehicle headlight lamps.
  • Figure 1 is a side view of the discharge vessel of a ⁇ he inventive high pressure discharge lamp in schema diagram of
  • FIG. 3 shows the change in the relative luminous flux of the high-pressure discharge lamp as a function of the operating duration of the high-pressure discharge lamp for the three different high-pressure discharge lamps, which are based on the curves of Figure 2
  • Figure 5 is a side view of a high pressure discharge lamp according to the preferred embodiment of the inven ⁇ tion
  • the preferred embodiment of the invention is a high pressure metal halide discharge lamp having an electrical power consumption of about 35 watts.
  • This lamp is intended for use in a vehicle ⁇ headlights. It has a two-sided sealed discharge vessel 10 made of quartz glass, in which an ionizable filling is enclosed gastight .
  • the inner contour of the discharge vessel 10 is circular-cylindrical and its outer contour is ellipsoidal.
  • the two ends 101, 102 of the discharge vessel 10 are each sealed by means of a molten or crushed molybdenum foil 103, 104 therein.
  • the electrodes 11, 12 consist of tungsten doped with neodymium oxide (d 2 O 3).
  • the neodymium oxide (Nd 2 ⁇ 03) and the tungsten were each homogeneously mixed in powder form during the powder metallurgical production process of the electrodes 11, 12.
  • the proportion of neodymium oxide in the electric ⁇ denmaterial each electrode 11, 12 is 2 percent by weight based on the total weight of the respective electrode. Abge see ⁇ from a negligibly small content of inevitable impurities of the electrodes 11, 12 no further substances are present in the material.
  • the remaining 98 percent by weight of the electrode material are therefore formed by tungsten.
  • the electrodes 11, 12 are in each case electrically conductively connected to one of the molybdenum foils 103, 104 and via the base-remote power supply 13 or via the base-side current return 14 to an electrical connection of the lamp base 15 which consists essentially of plastic.
  • the discharge vessel 10 is enveloped by an outer bulb 16, which consists of quartz glass or hard glass.
  • the quartz glass or hard glass ofroiskol ⁇ ben 16 is provided with the usual UV radiation absorbing additives.
  • the outer bulb 16 has an extension 161 anchored in the base 15.
  • the discharge vessel 10 has a tube-like extension 105 made of quartz glass on the side of the base, in which the base-side current supply 14 extends.
  • be ⁇ is enclosed in the discharge vessel filling for generating the gas discharge of xenon, Natriumj iodide, scandium iodide and mercury.
  • Their electrodes 11, 12 each have a diameter of 0.265 mm.
  • the invention is not limited to the above in more detail erläu ⁇ shouldered embodiment, but may for example also to mercury-free metal-halide
  • High pressure discharge lamps are used for vehicle headlights.
  • High-pressure discharge lamp also has the structure shown schematically in Figures 1 and 5. It therefore differs only in its filling and the larger electrical Diameter of the mercury-containing metal halide high-pressure discharge lamp described in more detail above.
  • the electrodes 11, 12 of a mercury-free metal halide high-pressure discharge lamp each have a diameter of 0.30 mm.
  • the filling of such a mercury-free metal halide high-pressure discharge lamp be ⁇ represents, for example of xenon, Natriumj iodide, Scandiumj iodide, zinc iodide and indium iodide.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe mit einem Licht durchlässigen Entladungsgefäß (10) und zwei darin eingeschlossenen, mit Abstand zueinander angeordneten Elektroden (11, 12), die zum Erzeugen einer Gasentladung dienen, wobei die Elektroden (11, 12) mit einem als Elektronenemitter wirkenden oder die Elektronenaustrittsarbeit senkenden Mittel versehen sind, das Neodym oder eine Neodymverbindung ist.

Description

Beschreibung
HOCHDRUCKENTLADUNGSLAMPE MIT MIT EINEM ELEKTRONENEMITTER
VERSEHENEN ELEKTRODEN Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
I . Stand der Technik
Eine derartige Hochdruckentladungslampe ist beispielsweise in der EP 0 647 964 AI offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Hochdruckentladungslampe mit Elektroden, die als Ersatz für Thoriumoxid die Kombination von zwei als Elektronenemitter wirkenden Oxiden aufweisen. Als Oxide aus der ersten Gruppe sind Hafniumoxid und Zirkonoxid genannt und als Oxide der zweiten Gruppen werden Yttriumoxid, Lanthanoxid, Ceroxid und Scandiumoxid offenbart.
I I . Darstellung der Erfindung Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Hochdruck¬ entladungslampe mit verbesserten Elektroden bereitzustellen, die ohne Verwendung von Thoriumoxid auskommt.
Diese Aufgabe wird durch eine Hochdruckentladungslampe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe besitzt ein Licht durchlässiges Entladungsgefäß und zwei darin einge¬ schlossene, mit Abstand zueinander angeordnete Elektroden, die zum Erzeugen einer Gasentladung dienen. Die Elektroden sind mit einem als Elektronenemitter wirkenden oder die
Elektronenaustrittsarbeit senkenden Mittel versehen, das er- findungsgemäß Neodym oder eine Neodymverbindung ist. Das Neo¬ dym bzw. die Neodymverbindung dienen als Ersatz für das in den Elektroden von konventionellen Hochdruckentladungslampen verwendete Thorium bzw. Thoriumoxid. Die Elektroden der er- findungsgemäßen Hochdruckentladungslampen enthalten somit kein Thorium und keine Thoriumverbindung.
Versuche haben gezeigt, dass durch die Verwendung von Neodym oder einer Neodymverbindung in den Elektroden der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe die gleichen Vorteile er- reicht werden, die früher durch die Verwendung von die Elektronenaustrittsarbeit senkendem Thoriumoxid in den Elektroden erzielt wurden. Insbesondere ist die Abnahme des Lichtstroms über die Lebensdauer bei der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe ähnlich gering wie bei einer Hochdruckentla- dungslampe, deren Elektroden Thoriumoxid enthalten. Außerdem ist der Anstieg der Brennspannung über die Lebensdauer bei der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe sogar geringer als bei einer Hochdruckentladungslampe, deren Elektroden Tho¬ riumoxid enthalten. Entsprechende Messkurven sind in den Fi- guren 2 bis 4 dargestellt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe werden nachstehend näher anhand der Messkurven in den Figuren 2 bis 4 erläutert. Den Messkurven in den Figuren 2 bis 4 liegen dieselben Hochdruckentladungslampen zugrunde. Bei diesen Hochdruckentladungslampen handelt es sich um Hochdruckentladungslampen, die als Fahrzeugscheinwerferlampen ausgebildet sind und den Aufbau gemäß der Darstellung in Figur 5 besit¬ zen .
Figur 2 zeigt den Verlauf des Lichtstroms einer Hochdruckent- ladungslampe gemessen in der Einheit Lumen [Im] in Abhängigkeit von der Betriebsdauer t dieser Hochdruckentladungslampe gemessen in der Einheit Stunde [h] für drei unterschiedliche Hochdruckentladungslampen, die sich jeweils nur durch ihre Elektroden unterscheiden. Die Messkurve AI zeigt den Verlauf des Lichtstroms in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine Hochdruckentladungslampe, die mit undotierten Wolframelektroden ausgestattet ist. Der Lichtstrom dieser
Hochdruckentladungslampe beträgt anfänglich, dass heißt bei 0 Betriebsstunden, ca. 3650 Im und nimmt stetig ab, bis nach 2000 Betriebsstunden der Lichtstrom nur noch bei einem Wert von ca. 1900 Im liegt. Die Messkurve Bl zeigt den Verlauf des Lichtstroms in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine Hochdruckentladungslampe, die mit Thoriumoxid do¬ tierte Wolframelektroden aufweist. Der Lichtstrom dieser Hochdruckentladungslampe beträgt anfänglich, dass heißt bei 0 Betriebsstunden, ca. 3700 Im und nimmt stetig ab, bis nach 2000 Betriebsstunden der Lichtstrom bei einem Wert von ca.
2700 Im liegt. Die Messkurve Cl zeigt den Verlauf des Licht¬ stroms in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe, die mit Neo¬ dymoxid dotierte Wolframelektroden aufweist. Der Lichtstrom dieser Hochdruckentladungslampe beträgt anfänglich, dass heißt bei 0 Betriebsstunden, ca. 3650 Im und nimmt stetig ab, bis nach 2000 Betriebsstunden der Lichtstrom bei einem Wert von ca. 2700 Im liegt.
Figur 3 zeigt ebenfalls den Verlauf des Lichtstroms gemessen in Abhängigkeit von der in Stunden gemessenen Betriebsdauer t der Lampe für dieselben drei Hochdruckentladungslampen, die auch den Messkurven AI, Bl und Cl aus Figur 2 zugrunde liegen. Allerdings ist in Figur 3 auf der vertikalen Achse der relative Lichtstrom, das heißt der Quotient aus dem von der Betriebsdauer abhängigen Lichtstrom und dem gemäß der gesetzlichen Vorschrift ECE R99 nach 12,5 Betriebsstunden bestimmten Lichtstrom, in der Einheit Prozent [%] für jede der drei Hochdruckentladungslampen dargestellt. Die drei Messkurven A2, B2 und C2 aus Figur 3 liegen daher alle bei dem Wert 100% für den relativen Lichtstrom nach 12,5 Betriebsstunden. Die Messkurve A2 zeigt den Verlauf des relativen Lichtstroms in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für die Hoch- druckentladungslampe, die mit undotierten Wolframelektroden ausgestattet ist. Der relative Lichtstrom hat nach 2000 Be¬ triebsstunden einen Wert von nur noch 55%. Das heißt, der Lichtstrom nach 2000 Betriebsstunden beträgt nur noch 55% des nach 12,5 Betriebsstunden gemessenen Lichtstroms dieser Hoch- druckentladungslampe. Die Messkurve B2 zeigt den Verlauf des relativen Lichtstroms in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für die Hochdruckentladungslampe, die mit Thorium¬ oxid dotierte Elektroden aufweist. Der relative Lichtstrom hat nach 2000 Betriebsstunden einen Wert von noch ca. 75%. Das heißt, der Lichtstrom nach 2000 Betriebsstunden beträgt noch 75% des nach 12,5 Betriebsstunden gemessenen Lichtstroms dieser Hochdruckentladungslampe. Die Messkurve C2 zeigt den Verlauf des relativen Lichtstroms in Abhängigkeit von der Be¬ triebsdauer der Lampe für die erfindungsgemäße Hochdruckent- ladungslampe, die mit Neodymoxid dotierte Elektroden auf¬ weist. Der relative Lichtstrom hat nach 2000 Betriebsstunden einen Wert von noch ca. 78%. Das heißt, der Lichtstrom nach 2000 Betriebsstunden beträgt noch 78% des nach 12,5 Betriebs¬ stunden gemessenen Lichtstroms dieser Hochdruckentladungslam- pe . Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe besitzt da¬ her bezüglich des Lichtstromverlaufs dieselben Vorteile wie eine konventionelle, mit thorierten Elektroden ausgestattete Hochdruckentladungslampe .
Figur 4 zeigt den Verlauf der in der Einheit Volt [V] gemes- senen Brennspannung in Abhängigkeit von der in der Stunden [h] Betriebsdauer t der Hochdruckentladungslampen, die bereits den Messkurven aus den Figuren 2 und 3 zugrunde lagen. Der Begriff "Brennspannung" bezeichnet die Spannung, die sich n
5 nach Beendigung der Zündphase und dem Erreichen eines stationären Betriebszustands der Hochdruckentladungslampe über dem Entladungsbogen bzw. zwischen den Elektroden der Hochdruckentladungslampe aufbaut. Die Messkurve A3 zeigt den Verlauf der Brennspannung in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine Hochdruckentladungslampe, die mit undotierten Wolframelektroden ausgestattet ist. Die Brennspannung dieser Hochdruckentladungslampe liegt anfänglich bei ca. 84 Volt und nimmt mit der Betriebsdauer stark zu. Nach ca. 1500 Betriebs- stunden hat sie einen Wert von mehr als 100 Volt erreicht. Die Messkurve B3 zeigt den Verlauf der Brennspannung in Ab¬ hängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine Hochdruckentladungslampe, deren Wolframelektroden mit Thoriumoxid dotiert sind. Die Brennspannung dieser Hochdruckentladungs- lampe liegt anfänglich bei ca. 82 Volt und wächst mit zuneh¬ mender Betriebsdauer bis auf einen Maximalwert von ca. 97 Volt an, der nach ca. 2000 Betriebsstunden erreicht ist. Die Messkurve C3 zeigt den Verlauf der Brennspannung in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine erfindungsgemä- ße Hochdruckentladungslampe, deren Wolframelektroden mit Neo¬ dymoxid dotiert sind. Bei dieser Hochdruckentladungslampe be¬ trägt die Brennspannung anfänglich ca. 85 Volt und steigt auf einen maximalen Wert von ca. 90 Volt an, der nach 2000 Betriebsstunden erreicht ist. Damit verzeichnet die erfindungs- gemäße Hochdruckentladungslampe den geringsten Anstieg der Brennspannung über die Betriebsdauer.
Gegenüber der in der EP 0 647 964 AI offenbarten Hochdruckentladungslampe hat die erfindungsgemäße Hochdruckentladungs¬ lampe den Vorteil, dass keine Kombination von mehreren Oxiden als Ersatz für Thoriumoxid erforderlich ist. Die Elektroden der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe benötigen nur Neodym oder eine Neodymverbindung als Zusatz, um die oben genannten Vorteile zu erreichen. Vorzugsweise sind die Elektroden der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe als Wolframelektroden ausgebildet, um eine hohe thermische Belastbarkeit der Elektroden zu gewähr¬ leisten . Das Neodym oder die Neodymverbindung sind vorteilhafter Weise als Zusatz im Material der Elektroden der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe enthalten. Dadurch kann das Neodym bzw. die Neodymverbindung bereits während der pulvermetallurgischen Herstellungsprozesse in das Material für die Elektro- den eingebracht werden. Auf diese Weise ist eine nahezu homo¬ gene Verteilung des Neodyms bzw. der Neodymverbindung in den Elektroden der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe gewährleistet .
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die in den Elektroden enthaltene Neodymverbindung vorzugsweise Neodymoxid (Nd203) . Aus den in den Figuren 2 bis 4 darge¬ stellten Messkurven geht hervor, dass mit Hilfe der Dotierung des Elektrodenmaterials mit Neodymoxid der Rückgang des
Lichtstroms über die Lebensdauer der Hochdruckentladungslampe und der Anstieg der Brennspannung der Hochdruckentladungslampe niedrig gehalten werden können.
Vorteilhafterweise ist Neodymoxid als Dotierung in dem Mate¬ rial der Elektroden mit einem Gewichtsanteil im Bereich von 0,1 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Elektroden und besonders bevorzugt mit einem Gewichtsanteil im Bereich von 1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Elektroden enthalten. Durch diesen vergleichsweise geringen Anteil von Neodymoxid werden bereits die oben genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Hochdruck- entladungslampe erreicht. Bei einem höheren Anteil als 5 Ge¬ wichtsprozent von Neodymoxid in dem Elektrodenmaterial können Probleme bei der Herstellung der Elektroden auftreten. Bei einem geringeren Anteil als 0,1 Gewichtsprozent von Neodym¬ oxid in dem Elektrodenmaterial treten die Vorteile der Erfin¬ dung in einem abgeschwächten Maß auf.
Die Erfindung hat sich besonders gut bei Hochdruckentladungs- lampen bewährt, die als Halogen-Metalldampf-Hochdruckentla¬ dungslampen ausgebildet sind und deren Füllung im Entladungs¬ gefäß Xenon und zumindest Halogenide der Metalle Natrium und Scandium enthält. Bei diesen Halogen-Metalldampf- Hochdruckentladungslampe handelt es sich vorzugsweise entwe- der um Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampen mit quecksilberhaltiger Füllung, die also neben den oben genannten Substanzen zusätzlich noch Quecksilber enthält, oder um Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampen mit quecksilberfreier Füllung, die neben den oben genannten Substanzen noch Halogenide der Metalle Zink und Indium enthält.
Die Erfindung betrifft vorzugsweise Hochdruckentladungslampen, die als Fahrzeugscheinwerferlampen ausgebildet sind.
III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus¬ führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Eine Seitenansicht des Entladungsgefäßes einer er¬ findungsgemäßen Hochdruckentladungslampe in schema- tischer Darstellung
Figur 2 Die Veränderung des Lichtstroms der Hochdruckentla¬ dungslampe in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Hochdruckentladungslampe für drei unterschiedliche Hochdruckentladungslampen
Figur 3 Die Veränderung des relativen Lichtstroms der Hochdruckentladungslampe in Abhängigkeit von der Be- triebsdauer der Hochdruckentladungslampe für die drei unterschiedlichen Hochdruckentladungslampen, die den Messkurven aus Figur 2 zugrunde liegen
Figur 4 Die Veränderung der Brennspannung der Hochdruckent- ladungslampe in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Hochdruckentladungslampe für die drei unter¬ schiedlichen Hochdruckentladungslampen, die den Messkurven aus den Figuren 2 und 3 zugrunde liegen
Figur 5 Eine Seitenansicht einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ungefähr 35 Watt. Diese Lampe ist für den Einsatz in einem Fahrzeug¬ scheinwerfer vorgesehen. Sie besitzt ein zweiseitig abgedichtetes Entladungsgefäß 10 aus Quarzglas, in dem eine ionisier¬ bare Füllung gasdicht eingeschlossen ist. Im Bereich des Entladungsraumes 106 ist die Innenkontur des Entladungsgefäßes 10 kreiszylindrisch und seine Außenkontur ellipsoidförmig ausgebildet. Die beiden Enden 101, 102 des Entladungsgefäßes 10 sind jeweils mittels einer darin eingeschmolzenen oder eingequetschten Molybdänfolie 103, 104 abgedichtet. Im Innen¬ raum des Entladungsgefäßes 10 befinden sich zwei stabförmige Elektroden 11, 12, zwischen denen sich während des Lampenbetriebes der für die Lichtemission verantwortliche Entladungs- bogen ausbildet. Die Elektroden 11, 12 bestehen aus mit Neodymoxid ( d203) dotiertem Wolfram. Das Neodymoxid (Nd2<03) und das Wolfram wurden jeweils in Pulverform während des pulver- metallurgischen Herstellungsverfahren der Elektroden 11, 12 homogen vermischt. Der Anteil von Neodymoxid in dem Elektro¬ denmaterial jeder Elektrode 11, 12 beträgt 2 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Elektrode. Abge¬ sehen von einem vernachlässigbar geringen Anteil an unvermeidbaren Verunreinigungen sind in dem Material der Elektroden 11, 12 keine weiteren Substanzen enthalten. Die restli- chen 98 Gewichtsprozent des Elektrodenmaterials werden daher von Wolfram gebildet. Die Elektroden 11, 12 sind jeweils über eine der Molybdänfolien 103, 104 und über die sockelferne Stromzuführung 13 bzw. über die sockelseitige Stromrückführung 14 elektrisch leitend mit einem elektrischen Anschluss des im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Lampensockels 15 verbunden. Innerhalb des Lampensockels 15 können Komponen¬ ten einer Zünd- oder Betriebsvorrichtung für die Hochdruckentladungslampe untergebracht sein. Das Entladungsgefäß 10 wird von einem Außenkolben 16 umhüllt, der aus Quarzglas oder Hartglas besteht. Das Quarzglas oder Hartglas des Außenkol¬ bens 16 ist mit den üblichen UV-Strahlung absorbierenden Zusätzen versehen. Der Außenkolben 16 besitzt einen im Sockel 15 verankerten Fortsatz 161. Das Entladungsgefäß 10 weist so- ckelseitig eine rohrartige Verlängerung 105 aus Quarzglas auf, in der die sockelseitige Stromzuführung 14 verläuft.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung be¬ steht die in dem Entladungsgefäß eingeschlossene Füllung zum Erzeugen der Gasentladung aus Xenon, Natriumj odid, Scandium- jodid und Quecksilber. Ihre Elektroden 11, 12 besitzen je- weils einen Durchmesser von 0,265 mm.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläu¬ terte Ausführungsbeispiel, sondern kann beispielsweise auch auf quecksilberfreie Halogen-Metalldampf-
Hochdruckentladungslampen für Fahrzeugscheinwerfer angewandt werden. Eine solche quecksilberfreie Halogen-Metalldampf-
Hochdruckentladungslampe besitzt ebenfalls den in den Figuren 1 und 5 schematisch dargestellten Aufbau. Sie unterscheidet sich daher nur durch ihre Füllung und den größeren Elektro- dendurchmesser von der oben näher beschriebenen quecksilberhaltigen Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe . Die Elektroden 11, 12 einer quecksilberfreien Halogen- Metalldampf-Hochdruckentladungslampe besitzen jeweils einen Durchmesser von 0,30 mm. Die Füllung einer solchen quecksilberfreien Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe be¬ steht beispielsweise aus Xenon, Natriumj odid, Scandiumj odid, Zinkjodid und Indiumjodid.

Claims

Patentansprüche
1. Hochdruckentladungslampe mit einem Licht durchlässigen Entladungsgefäß (10) und zwei darin eingeschlossenen, mit Abstand zueinander angeordneten Elektroden (11, 12), die zum Erzeugen einer Gasentladung dienen, wobei die Elektroden (11, 12) mit einem als Elektronenemitter wirkenden oder die Elektronenaustrittsarbeit senkenden Mittel versehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel Neodym oder ei¬ ne Neodymverbindung ist.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, wobei die
Elektroden (11, 12) als Wolframelektroden ausgebildet sind .
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Neodym oder die Neodymverbindung als Zusatz im Material der Elektroden (11, 12) enthalten ist.
4. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis
3, wobei die Neodymverbindung Neodymoxid ist.
5. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis
4, wobei das Mittel Neodymoxid ist, das als Dotierung in dem Material der Elektroden (11, 12) mit einem Anteil im Bereich von 0,1 Gewichtsprozent bis 5 Gewichts¬ prozent des Gesamtgewichts der Elektroden (11, 12) ent¬ halten .
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, wobei der An¬ teil von Neodymoxid im Bereich von 1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Elektroden (11, 12) liegt. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hochdruckentladungslampe eine Halogen- Metalldampf-Hochdruckentladungslampe ist, die als Fül¬ lung im Entladungsgefäß Xenon und zumindest Halogenide der Metalle Natrium und Scandium enthält.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 7, wobei die Füllung zusätzlich Quecksilber enthält.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 7, wobei die Füllung quecksilberfrei ausgebildet ist und zusätzlich Halogenide der Metalle Zink und Indium enthält.
Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Hochdruckentladungslampe als Fahrzeug¬ scheinwerferlampe ausgebildet ist.
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