WO2014198588A1 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents

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WO2014198588A1
WO2014198588A1 PCT/EP2014/061494 EP2014061494W WO2014198588A1 WO 2014198588 A1 WO2014198588 A1 WO 2014198588A1 EP 2014061494 W EP2014061494 W EP 2014061494W WO 2014198588 A1 WO2014198588 A1 WO 2014198588A1
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WO
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electrode
pressure discharge
discharge lamp
coil
range
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/061494
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Flesch
Dirk Grundmann
Andreas Naujoks
Markus Zahn
Original Assignee
Osram Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Osram Gmbh filed Critical Osram Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01J61/0732—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the construction of the electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366—Seals for leading-in conductors
    • H01J61/368—Pinched seals or analogous seals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/32—Sealing leading-in conductors
    • H01J9/323—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device
    • H01J9/326—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device making pinched-stem or analogous seals

Definitions

  • the invention relates to a high-intensity discharge lamp ge ⁇ Yamass the preamble of claim 1.
  • Such high-pressure discharge lamp is beispielswei ⁇ se in the publication WO 2006/058513 AI open- beard.
  • This document describes a metal halide high-pressure discharge lamp for a motor vehicle headlight with a discharge vessel made of quartz glass, which has two ends provided with a molybdenum foil seal, and two electrodes which are each connected to one of the molybdenum foil seals and project into the interior of the discharge vessel.
  • a section of the respective electrode, which is arranged in the region of the molybdenum foil seal end of the lamp vessel, outside the molybdenum foil seal, is enclosed by a helix in order to avoid cracks in the quartz glass of the discharge vessel.
  • the high-pressure discharge lamp according to the invention is intended for use as a light source in a motor vehicle headlight and has a discharge vessel made of quartz glass, which encloses a discharge space in which a discharge medium is arranged, and has at least one discharge vessel end provided with a molybdenum foil seal.
  • the high pressure discharge lamp according to the invention has at least one of generating a gas discharge serving, rod-like electrode with egg nem electrode portion is arranged in the region of the discharge vessel end provided with the Mo ⁇ lybdänfolienabdichtung, but outside of the molybdenum foil seal and is surrounded by a coil.
  • This electrode also has a first end overlapping with the molybdenum foil seal and a second end projecting into the discharge space.
  • the coil is arranged on the electrode such that it has egg ⁇ NEN greater distance toward the second end of the electrode than to the first end of the electrode.
  • the aforementioned helix prevents mechanical clamping ⁇ voltages in the quartz glass of the discharge vessel, which are caused by the different thermal expansion coefficients of electrode material and quartz glass lead to the formation of large cracks and the formation of a leak in the region of at least one, sealed by means of molybdenum foil sealing the discharge vessel end.
  • the helix on the electrode that is, by increasing the distance of the helix to the discharge-side end of the electrode and a corresponding reduction of the distance of the helix to the the molybdenum foil seal facing the end of the electrode, a penetration of the discharge medium to Molyb ⁇ dan film sealing and thereby caused loss of discharge medium in the discharge space and corrosion of the Molybdänfolienabdichtung be made difficult by the discharge medium, so that thus the life expectancy of the high-pressure discharge lamp according to the invention is increased.
  • the aforementioned arrangement of the helix with a RESIZE ⁇ ßeren distance to the discharge-side end of the electrode to the molybdenum foil seal facing the end of the electrode has the advantage that the pre ⁇ penetrate the discharge medium via gaps between the helix and the electrode or through interstices between Coil and quartz glass to the molybdenum foil seal is made difficult and thus the corrosion of the molybdenum foil seal is reduced.
  • the helix of the high-pressure discharge lamp according to the invention is preferably arranged on the at least one electrode such that the spacing of the helix from the discharge-side, second end of the electrode has a value in the range from 2.0 mm to 3.5 mm and preferably in the range from 2.0 mm to 3.2 mm.
  • the distance of the helix to the discharge-side, second end of the electrode is greater than 2.0 mm and its value is preferably in the range of 2.3 mm to 3.3 mm and particularly preferably in the range of 2.3 mm to 3 , 2 mm. Due to this comparatively large distance of the coil to discharge ⁇ side end of the electrode, the filament and the da ⁇ sufficiently protected behind lying molybdenum foil seal from corrosion by the discharge medium are.
  • the coil can not sufficiently ensure their above-described effect, that is, the protection against the formation of larger cracks and leaks in the quartz glass of the discharge vessel. If the distance of the coil to the second end of the electrode is smaller than 2.0 mm, the coil is more strongly corroded by the discharge medium and the penetration of the discharge medium to the molybdenum foil seal is not sufficiently prevented.
  • the helix of the high-pressure discharge lamp according to the invention is arranged on the at least one electrode such that the distance between the helix and the first end of the electrode facing the molybdenum foil seal has a value in the range of 1.1 mm to 2.2 mm and preferably in the range of 1 , 1 mm to 2.0 mm.
  • the distance of the coil to the aforesaid first end of the electrode is less than 1.1 mm, so the length of the remaining coil-free electrode portion of the electrode at the first end is not sufficient to provide a stable Sch the ⁇ connection between the electrode and the molybdenum foil to the molybdenum foil seal to ensure.
  • the distance of the helix to the abovementioned first end of the electrode is greater than 2.2 mm, the helix can have the effect described above, that is to say protection against the formation of larger cracks and leaks in the quartz glass of the discharge vessel, no longer sufficient.
  • the length of the filament of the present invention high-pressure discharge lamp preferably has a value in the range of 2.3 mm to 3.4 mm in order to prevent the one hand, the formation GroE ⁇ ßeren cracks and leaks in the quartz glass of the discharge vessel and on the other a sufficient distance of the helix to ensure the ends of the electrodes, so that a welded connection between the electrode and the molybdenum foil is not hindered by the helix at the Molybdänfo ⁇ lienabdichtung facing first end of the electrode and the helix at discharge side second end of the electrode sufficiently before Corrosion is protected by the discharge medium.
  • the at least one electrode of the high-pressure discharge lamp according to the invention has an overlapping section arranged at its first end, which overlaps with the at least one molybdenum foil seal and whose length has a value in the range of 0.7 mm to 1.6 mm, preferably in the range of 0.7 mm to 1.5 mm and more preferably has a value in the range of 0.9 mm to 1.3 mm.
  • the overlapping portion of the electrode serves to weld the electrode to the molybdenum foil of the molybdenum foil seal.
  • a comparatively long overlapping portion enables since ⁇ establish a secure weld joint between the electrode and molybdenum foil, because more laser welding points along the longitudinal dimension of the overlapping portion can be mounted and the number of laser welds can be increased with the length of the overlapping portion. On the other hand, this also means the transmission of mechanical stresses, which depends on the different coefficients of thermal expansion of electrode materials. are Doomed ⁇ gently rial and embedded in the quartz glass molybdenum foil, strengthened by the electrode on the Molybdänfolienab ⁇ seal.
  • the length of the overlapping portion of the electrode to the molybdenum foil seal exceeds a value of 1.6 mm, so are transmitted from the overlapping portion of the electrode, mechanical stresses on the molybdenum foils ⁇ seal which to larger cracks in the quartz glass of the discharge vessel in the region of the molybdenum ⁇ foil seal and can cause the destruction of the high pressure discharge lamp.
  • the County ⁇ ge of the overlapping portion should have a value in the range of 0.7 mm to 1.6 mm and preferably in the range of 0.7 mm to 1.5 mm.
  • the aforesaid overlapping portion of the electrode of the high-pressure discharge lamp according to the invention is formed as preferential ⁇ flattened to increase the contact surface Zvi ⁇ rule electrode and molybdenum foil for the welded joint, thereby improving the weld.
  • the length of the at least one electrode of the high-pressure discharge lamp according to the invention has a value in the range of 6.9 mm to 8.1 mm and preference ⁇ , in the range of 6.9 mm to 7.9 mm.
  • a large distance between the discharge space and molybdenum foil sealing is made possible by the longest possible electrode and thereby the advance of the discharge medium to the molybdenum foil seal and thus reduces the risk of corrosion of the molybdenum foil seal.
  • the coil of the high-pressure discharge lamp according to the invention preferably has at least one turn on at least one of its coil ends, which winding is wound more tightly than the turns arranged between its coil ends.
  • the coil on the at least one electrode of the high-pressure discharge lamp according to the invention at a distance from the molybdenum foil seal in the at least one, is provided with the molybdenum sealing the discharge vessel end is arranged so as not to impair the weld joint between the electrode and molybdenum foil and the sealing ⁇ effect of the molybdenum foil seal term. That is, the coil does not overlap the Mo ⁇ lybdänfolie the molybdenum foil seal and is arranged a distance from the sheet edge of the abovementioned molybdenum foil to ⁇ .
  • the high pressure discharge lamp according to the invention preferably has as a discharge medium includes a mercury-free fuel ⁇ lung, containing xenon and metal halides, and its at least one electrode is preferably cylindrical, the diameter of the at least one electrode is in the range of 0.25 mm to 0.4 mm has.
  • the Entla ⁇ dung medium of the high pressure discharge lamp according to the invention is environmentally friendly and the discharge medium and the nature of the at least one electrode permit the generation and emission of white light immediately after ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp, as for the use of the high-pressure discharge lamp is prescribed by law as a light source in the motor vehicle headlight.
  • the at least one electrode can conduct a high electric current, which makes it possible to operate the high-pressure discharge lamp with up to three times its rated power during the so-called start-up phase of the high-pressure discharge lamp.
  • the start-up phase denotes a phase of operation of the high pressure ⁇ discharge lamp, which starts immediately after ignition of the gas discharge and upon reaching a quasistati ⁇ oncer operating state of the high pressure discharge lamp after the evaporation of the fill components, particularly the metal halides, is completed.
  • the filament of the high-pressure discharge lamp according to the invention is preferably made of tungsten wire in order to ensure a high melting point and to allow a highberichtbelas ⁇ tion.
  • the diameter of the coil wire of the high pressure discharge lamp according to the invention before ⁇ preferably smaller than 100 ym so as not to he treble the diameter of the at least one electrode in the region of the electrode portion provided with the helical ⁇ significantly.
  • FIG. 1 shows a high-pressure discharge lamp for motor vehicle headlamps according to the preferred exemplary embodiment of the invention in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a cross section through a sealed discharge vessel of the high pressure discharge lamp shown in Figure 1 is a schematic representation lung
  • FIG. 3 shows a cross section through an electrode of the depicted in Figures 1 and 2, high-pressure discharge lamp in a schematic representation
  • Figure 4 is a cross section through an electrode of the depicted in Figures 1 and 2, high-pressure discharge lamp according to a second adoptedsbei ⁇ play of the invention in a schematic representation
  • Figure 5 is a representation of the luminous flux maintenance over the operating life of the lamp for high-pressure discharge lamps with different helix length and overlapping section length
  • Figure 6 shows a percentage lamp failure rate as a function of the frequency of switching on and off of the lamp for high-pressure discharge lamps with different overlap portion length of the electrodes
  • Figure 1 is schematically shows a side view of a high pressure discharge lamp according to the invention, in particular a metal halide high pressure discharge lamp Darge ⁇ represents the 35 W has an electrical power consumption of nomi ⁇ nal and is intended for use as a light source in a motor vehicle headlamp, for example, the low beam or high beam to produce.
  • a metal halide high pressure discharge lamp Darge ⁇ represents the 35 W has an electrical power consumption of nomi ⁇ nal and is intended for use as a light source in a motor vehicle headlamp, for example, the low beam or high beam to produce.
  • This high-pressure discharge lamp has an enclosed by an outer bulb 12 distant shi ⁇ discharge vessel 1 of quartz glass with electrodes arranged therein 4, 4 ⁇ of tungsten, which are used for generating a gas discharge.
  • the discharge vessel 1 has a discharge space 10, in which the electrodes 4, 4 ⁇ protrude and in which a serving for generating the gas discharge discharge medium is included.
  • a filling which xenon and halides such as iodides of Me ⁇ metals sodium, scandium, zinc and indium containing serves as a discharge medium.
  • the discharge vessel 1 and the discharge chamber 10 of the dung Entla ⁇ vessel 1 is on two opposite ends of the discharge vessel 11, ⁇ 11, respectively closed by means of a molybdenum foil seal 2, 2 ⁇ gastight.
  • a first end 41 of the electrodes 4 or 4 ⁇ is in each case connected to an outgoing from the discharge vessel end 11 and 11 ⁇ out ⁇ power supply 3 and 3 ⁇ , via which they are supplied with electrical energy.
  • the existing from the discharge vessel 1 and the outer bulb 12 Bau ⁇ unit is in the holder part 61 of a lamp cap 6 fi ⁇ xed.
  • the lamp base 6 comprises a substantially parallelepiped-shaped base housing with an electrical connection 62 for supplying voltage to the high-pressure discharge lamp.
  • the two electrodes 4, 4 ⁇ of the high-pressure discharge lamp are rod-shaped and cylindrical ⁇ trained and each have a diameter of 0.330 mm.
  • each electrode 4, 4 ⁇ On each electrode 4, 4 ⁇ a coil 5, 5 ⁇ is arranged.
  • the optical distance between the discharge-side ends 42 of the electrodes 4, 4 ⁇ is 4.2 mm.
  • the outgoing from the base discharge vessel end 11 ⁇ power supply 3 ⁇ is electrically connected via a recirculated to the lamp base 6 current return 7 with the accommodated in the lamp base 6 igniter.
  • the facing away from the discharge side end 41 of the electrode 4 or 4 ⁇ is respectively connected to a molybdenum foil 2 and 2 ⁇ welded, which is embedded in the respective off-compacted discharge vessel end 11 and 11 respectively ⁇ gas-tight ⁇ and the electrical connection to check power supply ⁇ tion 3 or 3 ⁇ manufactures.
  • Both electrodes 4, 4 ⁇ and their coils 5, 5 ⁇ are formed identically. Further details of the electrodes 4, 4 ⁇ and their coils 5, 5 ⁇ are therefore explained in more detail below by way of example with reference to the near-bottom electrode 4 and its coil 5 with the aid of Figures 2 to 4.
  • the electrode 4 is rod-shaped and has a first end 41 which is overlapped with the molybdenum foil of the Molyb ⁇ dänfolienabdichtung 2 in the base-side discharge vessel end 11 and a second end 42 which projects into the discharge space 10 of the discharge vessel. 1
  • the length of the electrode 4 has a value of 7.2 mm.
  • the County ⁇ ge of the portion of the electrode 4 which overlaps with the molybdenum foil seal and therefore ⁇ Studentslappungsab ⁇ section of the electrode is called 4, C has a value of 1.1 mm.
  • the overlapping portion of the electrode 4 is formed flattened.
  • the coil 5 is made of tungsten wire whose diameter D has a value of 60 ym, and its winding axis is arranged coaxially with the electrode 4.
  • the inner diameter of the coil 5 corresponds to the diameter of the electrode 4.
  • the coil 5 has a length E of 2.8 mm.
  • the molybdenum foil seal 2 facing coil end 51 has a distance A of 1.6 mm to the first end 41 of the electrode 4 and has a distance of 0.5 mm to the molybdenum foil seal 2.
  • the second coil end 52 has a distance B of 2, 8 mm to the second end 42 of the electrode 4 projecting into the discharge space 10.
  • the distance L between two adjacent turns of the coil 5 is, apart from the last turn of the coil 5 arranged at the first coil end 51, in each case 340 ym.
  • the at first coil end 51 is arrange ⁇ te last turn of the coil 5 is arranged without a spacing to their adjacent turn.
  • the electrode 4 with a Wen del 500 is shown according to the second embodiment of the dung OF INVENTION ⁇ schematically.
  • the helix 500 is different from the helix 5 shown in Figures 2 and 3 only in that all turns of the helix 500 are each arranged in Ab ⁇ stand L of 340 ym to their adjacent turns.
  • the last turn on the first helical end 501 of the helix 500 is arranged at a distance of 340 ym to its adjacent turn.
  • the helices 5 and 500 agree.
  • the values for the distances A and B of the helices 5, 500 to the ends 41, 42 of the electrode 4 and for the helix length E are identical.
  • a third embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSEN high-pressure discharge lamp has Sprintlappungsab ⁇ section C between the electrode 4 and molybdenum foil seal 2 has a value of 1,3 mm.
  • the distance A of the first, the Molybdänfolienabdichtung 2 facing the end 51 of the coil 5 to the first end 41 of the electrode 4 is 1.9 mm and this coil end 51 has a distance of 0.6 mm to the molybdenum foil seal 2.
  • the second end 52 of Spiral 5 has a distance B of 2.5 mm to the protruding into the discharge space 10 second end 42 of the electrode 4.
  • the electrode 4 of the high pressure discharge lamp according to the third embodiment of the invention differs from the electrode 4 of the Hochlichentla ⁇ tion lamp according to the first embodiment of the invention only in that in the electrode 4 of the high-pressure discharge lamp according to the third adoptedsbei ⁇ game of the invention, the coil 5 by 0.3 mm closer to the discharge end 42 of the electrode 4 is arranged as the coil 5 in the electrode. 4 the high-pressure discharge lamp according to the first exemplary embodiment of the ⁇ invention. In all other details, the high pressure Discharge lamps according to the first and third embodiments.
  • the invention is not limited to the above-described ⁇ embodiments of the helix.
  • the coil 5 or at the second end 502 of the coil 500 similar to the first coil end 51 of the coil 5, a last turn may be arranged, which has no distance to the adjacent turn.
  • FIG. 5 shows the result of measurements for the lumen maintenance of the lamp in dependence on the operating time of the lamp for several high-pressure discharge lamps is illustrated with a different electrode configuration. On the horizontal axis, the operating time of the lamp in the unit hour and on the verti ⁇ cal axis of the diagram, the quotient of the current luminous flux of the lamp and the initial luminous flux of the lamp is removed.
  • the term initial luminous flux of the lamp designates the luminous flux that the lamp has when it is first put into operation
  • the term "current luminous flux of the lamp” denotes the luminous flux that the lamp still has after the end of its entire operating life.
  • the quotient of the current luminous flux of the lamp and the initial luminous flux of the lamp is referred to in this patent application as Lichtstromeridos.
  • Curves 1 to 4 show that with all high-intensity discharge lamps the luminous flux decreases with increasing lamp operating time and therefore the quotient of the current luminous flux of the lamp and the initial luminous flux of the lamp for all high-intensity discharge lamps has values less than 1.
  • the filament of the curve 4 ge ⁇ members of high-pressure discharge lamp is located at a distance of 2.15 mm each to both ends of the electrode and the coil has a coil length of 3.2 mm.
  • the length of the electrode is 7.5 mm and the length of the Matterlap ⁇ pungsabsacrificings the electrode with the Molybdänfolienab ⁇ seal has a value of 1.3 mm in this lamp.
  • Length C of the overlap section 1.3 mm
  • Length of the electrode 7.5 mm
  • Curve 1 of the diagram in FIG. 1 shows the profile of the luminous flux or lumen maintenance as a function of the operating time of the lamp for a high-pressure discharge lamp according to the preferred embodiment of the invention described above, whose electrode coil is asymmetrical on the electrode, that is to say with unequal spacing is arranged on both ends of the electrode, and the overlapping portion of the electrode with the molybdenum ⁇ foil seal is shortened to 1.1 mm.
  • Length C of the overlap section 1.1 mm
  • Coil pitch to molybdenum foil seal 0.5 mm
  • the luminous flux remaining after 2,000 operating hours is significantly higher in this high-pressure discharge lamp according to the invention than in the high-pressure discharge lamp according to the prior art, as the comparison of curves 1 and 4 shows.
  • the curve 2 shows the course of the luminous flux or the luminous flux maintenance as a function of the operating time of the lamp for a high-pressure discharge ⁇ lamp according to the invention, the electrode coil is arranged asymmetrically on the elec- rode, that is with unequal distance to both ends of the electrode.
  • the curve 3 shows the course of the luminous flux or the lumen maintenance as a function of the operating time of the lamp for another Hochlichent ⁇ ⁇ charge lamp according to the invention, the electrode coil asymmetric on the electrode, that is with unequal distance to both ends of the electrode.
  • the electrode configurations of the high-pressure discharge lamps according to the invention have a higher luminous flux retention after 2000 hours of operation than the high-pressure discharge lamps according to the prior art.
  • the high-intensity discharge lamps according to the invention have a longer life expectancy than high-pressure discharge lamps according to the prior art.
  • FIG. 6 for the high-pressure discharge lamps according to the preferred embodiment of the invention with the electrode configuration given for curve 1 and for the high-pressure discharge lamps according to the prior art with the electrode configuration given for curve 4, the survival rate is shown in a switching test in which the high-pressure discharge lamps are alternately cold and hot condition are ignited.
  • the curve 5 shows the survival rate for the inventive high-pressure discharge lamp and the curve 6 for the high pressure discharge lamp according to the prior art.
  • 80% of the lamps of the high-pressure discharge lamps according to the invention are still functional, whereas only 28% of the lamps of the high-pressure discharge lamps according to the prior art are functional after 50,000 switching cycles.
  • the invention is not limited to the above-described embodiments of the invention.
  • the inventive high-pressure discharge lamp may have a socket instead of the above base 6 with integrated pulse ignition, in which no ignition device is integrated.
  • the ignition device is formed in this case as part of the operating ⁇ device of the high-pressure discharge lamp.
  • the high-pressure discharge lamp according to the invention can also have a different electrode spacing or a different electrical power consumption than disclosed in the preferred exemplary embodiments.
  • the inventive high-pressure discharge lamp 27 W, 35 for example, a nominal power of 25 W, W, or 38 W have.
  • the optical electrode spacing of the high-pressure discharge lamp according to the invention may, for example, also have a value in the range from 3.0 mm to 3.9 mm.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe für Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Entladungsgefäß (1) aus Quarzglas, das einen Entladungsraum (10) umschließt, in dem ein Entladungsmedium eingeschlossen ist, und mindestens ein mit einer Molybdänfolienabdichtung (2) versehenes Entladungsgefäßende (11) aufweist, und mit mindestens einer, zur Erzeugung einer Gasentladung dienenden, stabartigen Elektrode (4), wobei die mindestens eine Elektrode einen Elektrodenabschnitt besitzt, der im Bereich des mit der Molybdänfolienabdichtung (2) versehenen Entladungsgefäßendes (11), außerhalb der Molybdänfolienabdichtung (2) angeordnet ist und von einer Wendel (5) umgeben ist, und die mindestens eine Elektrode (4) ein erstes Ende (41) aufweist, das mit der Molybdänfolienabdichtung (2) überlappt, sowie ein zweites Ende (42) besitzt, das in den Entladungsraum (10) hineinragt, und wobei die Wendel (5) einen größeren Abstand zu dem zweiten Ende (42) der Elektrode (4) als zu dem ersten Ende (41) der Elektrode (4) besitzt.

Description

Hochdruckentladungslampe
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe ge¬ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
I . Stand der Technik
Eine derartige Hochdruckentladungslampe ist beispielswei¬ se in der Offenlegungsschrift WO 2006/058513 AI offen- bart . Diese Schrift beschreibt eine Halogen-Metalldampf- Hochdruckentladungslampe für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Entladungsgefäß aus Quarzglas, das zwei mit einer Molybdänfolienabdichtung versehene Enden aufweist, und zwei Elektroden, die jeweils mit einer der Mo- lybdänfolienabdichtungen verbunden sind und in den Innenraum des Entladungsgefäßes hineinragen. Ein Abschnitt der jeweiligen Elektrode, der im Bereich des mit der Molybdänfolienabdichtung versehenen Endes des Lampengefäßes, außerhalb der Molybdänfolienabdichtung angeordnet ist, ist von einer Wendel umschlossen, um Risse im Quarzglas des Entladungsgefäßes zu vermeiden.
I I . Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Hoch¬ druckentladungslampe mit verbesserten Stromzuführungen bereitzustellen, die eine Verbesserung der Lichtstromer- haltung und damit eine Verlängerung der Betriebsdauer bzw. Lebenserwartung der Lampe ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hochdruck¬ entladungslampe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe ist zur Verwendung als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgesehen und besitzt ein Entladungsgefäß aus Quarzglas, das einen Entladungsraum umschließt, in dem ein Entladungsmedium angeordnet ist, und mindestens ein mit einer Molybdänfolienabdichtung versehenes Entladungsgefäßende aufweist. Außerdem besitzt die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe mindestens eine, zum Erzeugen einer Gasentladung dienende, stabartige Elektrode mit ei- nem Elektrodenabschnitt, der im Bereich des mit der Mo¬ lybdänfolienabdichtung versehenen Entladungsgefäßendes, aber außerhalb der Molybdänfolienabdichtung angeordnet ist und von einer Wendel umgeben ist. Diese Elektrode weist ferner ein erstes Ende auf, das mit der Molybdänfo- lienabdichtung überlappt, und ein zweites Ende, das in den Entladungsraum hineinragt. Erfindungsgemäß ist die Wendel derart auf der Elektrode angeordnet, dass sie ei¬ nen größeren Abstand zu dem zweiten Ende der Elektrode als zu dem ersten Ende der Elektrode besitzt. Die vorgenannte Wendel verhindert, dass mechanische Span¬ nungen im Quarzglas des Entladungsgefäßes, die durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Elektrodenmaterial und Quarzglas bedingt sind, zur Entstehung von größeren Rissen und zur Ausbildung eines Lecks im Bereich des mindestens einen, mittels Molybdänfolienabdichtung verschlossenen Entladungsgefäßendes führen. Es hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße asymmetrische Anordnung der Wendel auf der Elektrode, das heißt, durch die Vergrößerung des Abstands der Wendel zu dem entladungsseitigen Ende der Elektrode und einer entsprechenden Verringerung des Abstands der Wendel zu dem der Molybdänfolienabdichtung zugewandten Ende der Elektrode, ein Vordringen des Entladungsmediums bis zur Molyb¬ dänfolienabdichtung und ein dadurch verursachter Verlust an Entladungsmedium im Entladungsraum sowie eine Korrosi- on der Molybdänfolienabdichtung durch das Entladungsmedium erschwert werden, so dass damit die Lebenserwartung der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe erhöht wird. Die vorgenannte Anordnung der Wendel mit einem grö¬ ßeren Abstand zu dem entladungsseitigen Ende der Elektro- de als zu dem der Molybdänfolienabdichtung zugewandten Ende der Elektrode hat den Vorteil, dass dadurch das Vor¬ dringen des Entladungsmediums über Zwischenräume zwischen Wendel und Elektrode oder über Zwischenräume zwischen Wendel und Quarzglas zu der Molybdänfolienabdichtung er- schwert wird und damit die Korrosion der Molybdänfolienabdichtung reduziert wird.
Vorzugsweise ist die Wendel der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe derart auf der mindestens einen Elektrode angeordnet, dass der Abstand der Wendel zu dem entladungsseitigen, zweiten Ende der Elektrode einen Wert im Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm und bevorzugt im Bereich von 2,0 mm bis 3,2 mm aufweist. Besonders bevorzugt ist der Abstand der Wendel zu dem entladungsseitigen, zweiten Ende der Elektrode größer als 2,0 mm und sein Wert liegt bevorzugt im Bereich von 2,3 mm bis 3,3 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 2,3 mm bis 3,2 mm. Durch diesen vergleichsweise großen Abstand der Wendel zum entladungs¬ seitigen Ende der Elektrode sind die Wendel und die da¬ hinter liegende Molybdänfolienabdichtung ausreichend gut vor Korrosion durch das Entladungsmedium geschützt. Wird der Abstand der Wendel zu dem vorgenannten zweiten Ende der Elektrode über den Wert von 3,5 mm vergrößert, so kann die Wendel ihre oben beschriebene Wirkung, das heißt, den Schutz gegen die Entstehung von größeren Rissen und Lecks im Quarzglas des Entladungsgefäßes, nicht mehr ausreichend gewährleisten. Falls der Abstand der Wendel zu dem zweiten Ende der Elektrode kleiner als 2,0 mm ist, wird die Wendel stärker vom Entladungsmedium korrodiert und das Vordringen des Entladungsmediums zur Molybdänfolienabdichtung nicht ausreichend verhindert. Vorteilhafterweise ist die Wendel der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe derart auf der mindestens einen Elektrode angeordnet, dass der Abstand der Wendel zu dem der Molybdänfolienabdichtung zugewandten, ersten Ende der Elektrode einen Wert im Bereich von 1,1 mm bis 2,2 mm und vorzugsweise im Bereich von 1,1 mm bis 2,0 mm aufweist. Dadurch wird ein ausreichend langer, wendelfreier Elektrodenabschnitt für die Verschweißung mit der Molybdänfo¬ lie der Molybdänfolienabdichtung gewährleistet. Falls der Abstand der Wendel zu dem vorgenannten ersten Ende der Elektrode kleiner als 1,1 mm ist, so reicht die Länge des verbleibenden wendelfreien Elektrodenabschnitts am ersten Ende der Elektrode nicht aus, um eine stabile Schweißver¬ bindung zwischen der Elektrode und der Molybdänfolie der Molybdänfolienabdichtung zu gewährleisten. Wenn anderer- seits der Abstand der Wendel zu dem vorgenannten ersten Ende der Elektrode größer als 2,2 mm ist, so kann die Wendel ihre oben beschriebene Wirkung, das heißt, den Schutz gegen die Entstehung von größeren Rissen und Lecks im Quarzglas des Entladungsgefäßes, nicht mehr ausrei- chend gewährleisten. Die Länge der Wendel der erfindungsgemäßen Hochdruckent¬ ladungslampe hat vorzugsweise einen Wert im Bereich von 2,3 mm bis 3,4 mm, um einerseits die Entstehung von grö¬ ßeren Rissen und Lecks im Quarzglas des Entladungsgefäßes zu verhindern und andererseits einen ausreichenden Abstand der Wendel zu den Enden der Elektroden zu gewährleisten, so dass durch die Wendel an dem der Molybdänfo¬ lienabdichtung zugewandten ersten Ende der Elektrode eine Schweißverbindung zwischen der Elektrode und der Molyb- dänfolie nicht behindert wird und die Wendel am entla- dungsseitigen zweiten Ende der Elektrode ausreichend vor Korrosion durch das Entladungsmedium geschützt ist.
Vorteilhafterweise weist die mindestens eine Elektrode der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe einen an ihrem ersten Ende angeordneten Überlappungsabschnitt auf, der mit der mindestens einen Molybdänfolienabdichtung überlappt und dessen Länge einen Wert im Bereich von 0,7 mm bis 1,6 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,7 mm bis 1,5 mm und besonders bevorzugt einen Wert im Bereich von 0,9 mm bis 1,3 mm besitzt. Der Überlappungsabschnitt der Elektrode dient zur Verschweißung der Elektrode mit der Molybdänfolie der Molybdänfolienabdichtung. Ein vergleichsweise langer Überlappungsabschnitt ermöglicht da¬ her eine sichere Schweißverbindung zwischen Elektrode und Molybdänfolie, weil mehrere Laserschweißpunkte entlang der Längsabmessung des Überlappungsabschnitts angebracht werden können und die Anzahl der Laserschweißpunkte mit der Länge des Überlappungsabschnitts erhöht werden kann. Andererseits wird dadurch aber auch die Übertragung von mechanischen Spannungen, die von den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Elektrodenmate- rial und im Quarzglas eingebetteter Molybdänfolie verur¬ sacht sind, von der Elektrode auf die Molybdänfolienab¬ dichtung verstärkt. Falls die Länge des Überlappungsab¬ schnitts der Elektrode mit der Molybdänfolienabdichtung einen Wert von 0,7 mm unterschreitet, so kann keine aus¬ reichend sichere Schweißverbindung zwischen Elektrode und Molybdänfolie mehr gewährleistet werden. Wenn anderer¬ seits die Länge des Überlappungsabschnitts der Elektrode mit der Molybdänfolienabdichtung einen Wert von 1,6 mm überschreitet, so werden vom Überlappungsabschnitt der Elektrode mechanische Spannungen auf die Molybdänfolien¬ abdichtung übertragen, die zu größeren Rissen in dem Quarzglas des Entladungsgefäßes im Bereich der Molybdän¬ folienabdichtung führen können und damit die Zerstörung der Hochdruckentladungslampe verursachen können. Die Län¬ ge des Überlappungsabschnitts sollte daher einen Wert im Bereich von 0,7 mm bis 1,6 mm und vorzugsweise im Bereich von 0,7 mm bis 1,5 mm aufweisen.
Der vorgenannte Überlappungsabschnitt der Elektrode der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe ist vorzugs¬ weise abgeflacht ausgebildet, um die Auflagefläche zwi¬ schen Elektrode und Molybdänfolie für die Schweißverbin¬ dung zu vergrößern und dadurch die Schweißverbindung zu verbessern . Vorteilhafterweise besitzt die Länge der mindestens einen Elektrode der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe einen Wert im Bereich von 6,9 mm bis 8,1 mm und vorzugs¬ weise im Bereich von 6,9 mm bis 7,9 mm. Einerseits wird durch eine möglichst lange Elektrode ein großer Abstand zwischen Entladungsraum und Molybdänfolienabdichtung ermöglicht und dadurch das Vordringen des Entladungsmediums bis zur Molybdänfolienabdichtung und damit die Gefahr einer Korrosion der Molybdänfolienabdichtung reduziert. Andererseits wird aber durch eine Elektrode mit großer Län¬ ge die Übertragung von mechanischen Spannungen auf das mindestens eine, mit der Molybdänfolienabdichtung versehene Entladungsgefäßende verstärkt und damit die Gefahr der Bildung von größeren Rissen oder eines Lecks im Entladungsgefäß entsprechend erhöht. Als besonders vorteil¬ haft hat sich daher ein Wertebereich von 6, 9 mm bis 8,1 mm und insbesondere von 6,9 mm bis 7,9 mm für die Länge der mindestens einen Elektrode der erfindungsgemä¬ ßen Hochdruckentladungslampe erwiesen.
Die Wendel der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe weist vorzugsweise an zumindest einem ihrer Wendelenden mindestens eine Windung auf, die enger gewickelt ist als die zwischen ihren Wendelenden angeordneten Windungen. Dadurch wird eine bessere Abdichtung des mindestens ei¬ nen, mit der Molybdänfolienabdichtung versehenen Entladungsgefäßendes im Bereich des mit der Wendel ausgestat- teten Elektrodenabschnitts erreicht und das Vordringen des Entladungsmediums zur Molybdänfolienabdichtung weiter erschwert. Außerdem verbessert die mindestens eine enger gewickelte Windung der Wendel ihren Halt auf der Elektro¬ de . Vorzugsweise ist die Wendel auf der mindestens einen Elektrode der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe mit Abstand zu der Molybdänfolienabdichtung in dem mindestens einen, mit der Molybdänabdichtung versehenen Entladungsgefäßende angeordnet, um die Schweißverbindung zwischen Elektrode und Molybdänfolie und die Abdichtungs¬ wirkung der Molybdänfolienabdichtung nicht zu beeinträch- tigen. Das heißt, die Wendel überlappt nicht mit der Mo¬ lybdänfolie der Molybdänfolienabdichtung und ist mit Abstand zur Folienkante der vorgenannten Molybdänfolie an¬ geordnet . Die erfindungsgemäße Hochdruckentladungslampe besitzt als Entladungsmedium vorzugsweise eine quecksilberfreie Fül¬ lung, die Xenon und Metallhalogenide enthält, und ihre mindestens eine Elektrode ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmesser der mindestens einen Elektrode einen Wert im Bereich von 0,25 mm bis 0,4 mm besitzt. Aufgrund der vorgenannten Füllung ist das Entla¬ dungsmedium der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe umweltfreundlich und das Entladungsmedium sowie die Beschaffenheit der mindestens einen Elektrode erlauben die Erzeugung und Emission von weißem Licht unmittelbar nach der Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe, wie es für die Verwendung der Hochdruckentla¬ dungslampe als Lichtquelle im Kraftfahrzeugscheinwerfer gesetzlich vorgeschrieben ist. Insbesondere kann die min- destens eine Elektrode aufgrund ihres vergleichbar großen Durchmessers einen hohen elektrischen Strom leiten, der das Betreiben der Hochdruckentladungslampe mit bis zu dem Dreifachen ihrer Nennleistung während der sogenannten Anlaufphase der Hochdruckentladungslampe ermöglicht. Die Anlaufphase bezeichnet eine Betriebsphase der Hochdruck¬ entladungslampe, die unmittelbar nach der Zündung der Gasentladung beginnt und beim Erreichen eines quasistati¬ onären Betriebszustands der Hochdruckentladungslampe nach dem Verdampfen der Füllungskomponenten, insbesondere der Metallhalogenide, beendet ist. Die Wendel der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe besteht vorzugsweise aus Wolframdraht , um einen hohen Schmelzpunkt zu gewährleisten und eine hohe Wärmebelas¬ tung zu ermöglichen. Der Durchmesser des Wendeldrahtes der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe ist vor¬ zugsweise kleiner als 100 ym, um den Durchmesser der mindestens einen Elektrode im Bereich des mit der Wendel versehenen Elektrodenabschnitts nicht signifikant zu er¬ höhen . III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Eine Hochdruckentladungslampe für Kraftfahrzeug¬ scheinwerfer gemäß dem bevorzugten Ausführungs- beispiel der Erfindung in schematischer Darstellung
Figur 2 Einen Querschnitt durch ein abgedichtetes Entla¬ dungsgefäßende der in Figur 1 abgebildeten Hochdruckentladungslampe in schematischer Darstel- lung
Figur 3 Einen Querschnitt durch eine Elektrode der in den Figuren 1 und 2 abgebildete Hochdruckentla¬ dungslampe in schematischer Darstellung
Figur 4 Einen Querschnitt durch eine Elektrode der in den Figuren 1 und 2 abgebildete Hochdruckentla¬ dungslampe gemäß einem zweiten Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung in schematischer Darstellung Figur 5 Eine Darstellung der Lichtstrom-Erhaltung über die Betriebsdauer der Lampe für Hochdruckentla¬ dungslampen mit unterschiedlicher Wendellänge und Überlappungsabschnittslänge Figur 6 Eine Darstellung der prozentualen Lampenausfallrate in Abhängigkeit von der Häufigkeit des Ein- und Ausschaltens der Lampen für Hochdruckentla¬ dungslampen mit unterschiedlicher Überlappungsabschnittslänge der Elektroden
In Figur 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe, insbesondere einer Halogenmetalldampf-Hochdruckentladungslampe darge¬ stellt, die eine elektrische Leistungsaufnahme von nomi¬ nal 35 W besitzt und für den Einsatz als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgesehen ist, um beispielsweise das Abblendlicht oder Fernlicht zu erzeugen.
Diese Hochdruckentladungslampe besitzt ein von einem glä¬ sernen Außenkolben 12 umschlossenes Entladungsgefäß 1 aus Quarzglas mit darin angeordneten Elektroden 4, 4λ aus Wolfram, die zum Erzeugen einer Gasentladung dienen. Das Entladungsgefäß 1 besitzt einen Entladungsraum 10, in den die Elektroden 4, 4λ hineinragen und in dem ein zum Erzeugen der Gasentladung dienendes Entladungsmedium eingeschlossen ist. Als Entladungsmedium dient eine Füllung, die Xenon und Halogenide, beispielsweise Jodide, der Me¬ talle Natrium, Scandium, Zink und Indium enthält. Das Entladungsgefäß 1 bzw. der Entladungsraum 10 des Entla¬ dungsgefäßes 1 ist an zwei einander gegenüberliegenden Entladungsgefäßenden 11, 11 λ jeweils mittels einer Molybdänfolienabdichtung 2, 2λ gasdicht verschlossen. Ein erstes Ende 41 der Elektroden 4 bzw. 4λ ist jeweils mit einer aus dem Entladungsgefäßende 11 bzw. 11 λ heraus¬ geführten Stromzuführung 3 bzw. 3λ verbunden, über die sie mit elektrischer Energie versorgt werden. Die aus dem Entladungsgefäß 1 und dem Außenkolben 12 bestehende Bau¬ einheit ist im Halterteil 61 eines Lampensockels 6 fi¬ xiert. Der Lampensockel 6 umfasst ein im Wesentlichen quaderförmiges Sockelgehäuse mit einem elektrischen An- schluss 62 zur Spannungsversorgung der Hochdruckentla- dungslampe. Im Innenraum des Sockelgehäuses sind die Kom¬ ponenten einer Impulszündvorrichtung für die Hochdruckentladungslampe angeordnet. Die beiden Elektroden 4, 4λ der Hochdruckentladungslampe sind stabförmig und zylind¬ risch ausgebildet und besitzen jeweils einen Durchmesser von 0,330 mm. Auf jeder Elektrode 4, 4λ ist eine Wendel 5, 5λ angeordnet. Der optische Abstand zwischen den ent- ladungsseitigen Enden 42 der Elektroden 4, 4λ beträgt 4,2 mm. Die aus dem sockelfernen Entladungsgefäßende 11 λ herausragende Stromzuführung 3 λ ist über eine zum Lampen- sockel 6 zurückgeführte Stromrückführung 7 elektrisch mit der im Lampensockel 6 untergebrachten Zündvorrichtung verbunden. Das von der Entladungsseite abgewandte Ende 41 der Elektroden 4 bzw. 4λ ist jeweils mit einer Molybdänfolie 2 bzw. 2λ verschweißt, die in dem jeweiligen abge- dichteten Entladungsgefäßende 11 bzw. 11 λ gasdicht einge¬ bettet ist und die elektrische Verbindung zur Stromzufüh¬ rung 3 bzw. 3λ herstellt. Beide Elektroden 4, 4λ und ihre Wendeln 5, 5λ sind identisch ausgebildet. Weitere Details der Elektroden 4, 4λ und ihrer Wendeln 5, 5λ werden daher nachstehend anhand der sockelnahen Elektrode 4 und ihrer Wendel 5 mit Hilfe der Figuren 2 bis 4 exemplarisch näher erläutert . Die Elektrode 4 ist stabförmig ausgebildet und besitzt ein erstes Ende 41, das mit der Molybdänfolie der Molyb¬ dänfolienabdichtung 2 im sockelseitigen Entladungsgefäßende 11 überlappt, und ein zweites Ende 42, das in den Entladungsraum 10 des Entladungsgefäßes 1 hineinragt. Die Länge der Elektrode 4 hat einen Wert von 7,2 mm. Die Län¬ ge des Abschnitts der Elektrode 4, der mit der Molybdän¬ folienabdichtung überlappt und daher Überlappungsab¬ schnitt der Elektrode 4 genannt wird, hat einen Wert C von 1,1 mm. Der Überlappungsabschnitt der Elektrode 4 ist abgeflacht ausgebildet. Auf der Elektrode 4 ist eine Wen¬ del 5 angeordnet. Die Wendel 5 besteht aus Wolframdraht , dessen Durchmesser D einen Wert von 60 ym aufweist, und ihre Wickelachse ist koaxial zur Elektrode 4 angeordnet. Der Innendurchmesser der Wendel 5 entspricht dem Durchmesser der Elektrode 4. Die Wendel 5 hat eine Länge E von 2,8 mm. Ihr erstes, der Molybdänfolienabdichtung 2 zugewandtes Wendelende 51 hat einen Abstand A von 1,6 mm zum ersten Ende 41 der Elektrode 4 und besitzt einen Abstand von 0,5 mm zu der Molybdänfolienabdichtung 2. Das zweite Wendelende 52 besitzt einen Abstand B von 2,8 mm zu dem in den Entladungsraum 10 hineinragenden zweiten Ende 42 der Elektrode 4. Der Abstand L zwischen zwei benachbarten Windungen der Wendel 5 beträgt, abgesehen von der am ers- ten Wendelende 51 angeordneten letzten Windung der Wendel 5, jeweils 340 ym. Die am ersten Wendelende 51 angeordne¬ te letzte Windung der Wendel 5 ist ohne Abstand zu ihrer benachbarten Windung angeordnet.
In Figur 4 ist schematisch die Elektrode 4 mit einer Wen- del 500 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung dargestellt. Die Wendel 500 unterscheidet sich von der in den Figuren 2 und 3 abgebildeten Wendel 5 nur dadurch, dass alle Windungen der Wendel 500 jeweils im Ab¬ stand L von 340 ym zu ihren benachbarten Windungen angeordnet sind. Insbesondere ist auch die letzte Windung am ersten Wendelende 501 der Wendel 500 im Abstand von 340 ym zu ihrer benachbarten Windung angeordnet. In allen anderen Details stimmen die Wendeln 5 und 500 überein. Insbesondere sind auch die Werte für die Abstände A und B der Wendeln 5, 500 zu den Enden 41, 42 der Elektrode 4 sowie für die Wendellänge E identisch.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Hochdruckentladungslampe hat der Überlappungsab¬ schnitt C zwischen Elektrode 4 und Molybdänfolienabdichtung 2 einen Wert von 1,3 mm. Der Abstand A des ersten, der Molybdänfolienabdichtung 2 zugewandten Endes 51 der Wendel 5 zu dem ersten Ende 41 der Elektrode 4 beträgt 1,9 mm und dieses Wendelende 51 besitzt einen Abstand von 0,6 mm zu der Molybdänfolienabdichtung 2. Das zweite Ende 52 der Wendel 5 hat einen Abstand B von 2,5 mm zu dem in den Entladungsraum 10 hineinragenden zweiten Ende 42 der Elektrode 4. Die Elektrode 4 der Hochdruckentladungslampe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Elektrode 4 der Hochdruckentla¬ dungslampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Er- findung nur dadurch, dass bei der Elektrode 4 der Hochdruckentladungslampe gemäß dem dritten Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung die Wendel 5 um 0,3 mm näher am ent- ladungsseitigen Ende 42 der Elektrode 4 angeordnet ist als die Wendel 5 bei der Elektrode 4 der Hochdruckentla- dungslampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Er¬ findung. In allen anderen Details stimmen die Hochdruck- entladungslampen gemäß dem ersten und dritten Ausführungsbeispiel überein.
Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf die oben be¬ schriebenen Ausführungsformen der Wendel. Beispielsweise kann am zweiten Wendelende 52 der Wendel 5 oder am zweiten Ende 502 der Wendel 500, ähnlich wie beim ersten Wendelende 51 der Wendel 5, eine letzte Windung angeordnet sein, die keinen Abstand zur benachbarten Windung aufweist. In dem Diagramm der Figur 5 ist das Ergebnis von Messungen zur Lichtstromerhaltung der Lampe in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für mehrere Hochdruckentla¬ dungslampen mit unterschiedlicher Elektrodenkonfiguration dargestellt. Auf der horizontalen Achse ist die Betriebs- dauer der Lampe in der Einheit Stunde und auf der verti¬ kalen Achse des Diagramms der Quotient aus dem aktuellen Lichtstrom der Lampe und dem anfänglichen Lichtstrom der Lampe abgetragen. Der Begriff anfänglicher Lichtstrom der Lampe bezeichnet den Lichtstrom, den die Lampe bei ihrer ersten Inbetriebnahme aufweist und der Begriff aktueller Lichtstrom der Lampe bezeichnet den Lichtstrom, den die Lampe nach Ablauf ihrer gesamten bisherigen Betriebsdauer noch aufweist. Der Quotient aus dem aktuellen Lichtstrom der Lampe und dem anfänglichen Lichtstrom der Lampe wird in dieser Patentanmeldung als Lichtstromerhaltung bezeichnet. Die Kurven 1 bis 4 zeigen, dass bei allen Hochdruckentladungslampen der Lichtstrom mit zunehmender Betriebsdauer der Lampe abnimmt und daher der Quotient aus dem aktuellen Lichtstrom der Lampe und dem anfänglichen Lichtstrom der Lampe für alle Hochdruckentladungslampen Werte kleiner als 1 besitzt. Die Kurve 4 in dem Diagramm der Figur 5 zeigt den Verlauf des Lichtstroms bzw. der Lichtstromerhaltung in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Stand der Technik, deren Elekt- rodenwendel symmetrisch auf der Elektrode, das heißt mit gleichem Abstand zu beiden Enden der Elektrode, angeord¬ net ist. Insbesondere ist die Wendel der zur Kurve 4 ge¬ hörenden Hochdruckentladungslampe in einem Abstand von jeweils 2,15 mm zu beiden Enden der Elektrode angeordnet und die Wendel hat eine Wendellänge von 3,2 mm. Die Länge der Elektrode beträgt 7,5 mm und die Länge des Überlap¬ pungsabschnitts der Elektrode mit der Molybdänfolienab¬ dichtung hat bei dieser Lampe einen Wert von 1,3 mm.
Nachstehend sind die Werte für die zur Kurve 4 gehörende Hochdruckentladungslampe tabellarisch zusammengefasst :
Wendelabstand A zum ersten Elektrodenende: 2,15 mm
Wendelabstand B zum zweiten Elektrodenende: 2,15 mm
Wendellänge E: 3,2 mm
Länge C des Überlappungsabschnitts: 1,3 mm Länge der Elektrode: 7,5 mm
Abstand der Wendel zur Molybdänfolienabdichtung: 0,85 mm
Der Lichtstrom und die Lichtstromerhaltung der zur Kurve 4 gehörenden Hochdruckentladungslampe nehmen mit wachsen¬ der Betriebsdauer der Lampe stetig ab und erreichen nach einer Betriebsdauer von 2000 Stunden ein Minimum, dessen Wert kleiner als die entsprechenden Werte der erfindungs¬ gemäßen Hochdruckentladungslampen ist, deren Lichtstromerhaltung zum Vergleich in den Kurven 1 bis 3 dargestellt ist. Das Nullniveau des Lichtstroms bzw. der Lichtstrom- erhaltung ist in dem Diagramm der Figur 5 nicht abgebil- det. Selbst der Minimalwert der Lichtstromerhaltung der Kurve 4 in Figur 5, der bei einer Betriebsdauer von 2000 Stunden erreicht wird, liegt noch oberhalb des Wertes von 0,7 für die Lichtstromerhaltung. Das heißt, dass selbst die Hochdruckentladungslampe gemäß dem Stand der Technik nach 2000 Betriebsstunden noch einen Lichtstrom aufweist, der mehr als 70% ihres anfänglichen Lichtstroms beträgt.
Die Kurve 1 des Diagramms in Figur 1 zeigt den Verlauf des Lichtstroms bzw. der Lichtstromerhaltung in Abhängig- keit von der Betriebsdauer der Lampe für eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, deren Elektrodenwendel asymmetrisch auf der Elektrode, das heißt mit ungleichem Abstand zu beiden Enden der Elektrode, angeordnet ist und der Überlappungsabschnitt der Elektrode mit der Molybdän¬ folienabdichtung ist auf 1,1 mm verkürzt.
Nachstehend sind die Werte für die zur Kurve 1 gehörende Hochdruckentladungslampe tabellarisch zusammengefasst :
Wendelabstand A zum ersten Elektrodenende: 1,6 mm Wendelabstand B zum zweiten Elektrodenende: 2,8 mm
Wendellänge E: 2,8 mm
Länge C des Überlappungsabschnitts: 1,1 mm
Länge der Elektrode: 7,2 mm
Abstand der Wendel zur Molybdänfolienabdichtung: 0,5 mm Der nach 2000 Betriebsstunden verbleibende Lichtstrom ist bei dieser erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe deutlich höher als bei der Hochdruckentladungslampe gemäß dem Stand der Technik wie der Vergleich der Kurven 1 und 4 zeigt. Die Kurve 2 zeigt den Verlauf des Lichtstroms bzw. der Lichtstromerhaltung in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine erfindungsgemäße Hochdruckentladungs¬ lampe, deren Elektrodenwendel asymmetrisch auf der Elekt- rode, das heißt mit ungleichem Abstand zu beiden Enden der Elektrode, angeordnet ist.
Nachstehend sind die Werte für die zur Kurve 2 gehörende Hochdruckentladungslampe tabellarisch zusammengefasst :
Wendelabstand A zum ersten Elektrodenende: 2,0 mm Wendelabstand B zum zweiten Elektrodenende: 2,8 mm
Wendellänge E: 2,4 mm
Länge C des Überlappungsabschnitts: 1,3 mm
Länge der Elektrode: 7,2 mm
Abstand der Wendel zur Molybdänfolienabdichtung: 0,7 mm Die Kurve 3 zeigt den Verlauf des Lichtstroms bzw. der Lichtstromerhaltung in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Lampe für eine weitere erfindungsgemäße Hochdruckent¬ ladungslampe, deren Elektrodenwendel asymmetrisch auf der Elektrode, das heißt mit ungleichem Abstand zu beiden En- den der Elektrode, angeordnet ist.
Nachstehend sind die Werte für die zur Kurve 3 gehörenden Hochdruckentladungslampe tabellarisch zusammengefasst :
Wendelabstand A zum ersten Elektrodenende: 1,6 mm
Wendelabstand B zum zweiten Elektrodenende: 2,4 mm Wendellänge E: 3,2 mm
Länge C des Überlappungsabschnitts: 1,3 mm
Länge der Elektrode: 7,2 mm
Abstand der Wendel zur Molybdänfolienabdichtung: 0,3 mm Wie die Kurven 1 bis 3 zeigen, haben die Elektrodenkonfigurationen der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampen nach 2000 Betriebsstunden eine höhere Lichtstromerhaltung als die Hochdruckentladungslampen gemäß dem Stand der Technik.
Aufgrund der vorteilhaften Elektrodenkonfiguration der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampen wird bei den erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampen über ihre Betriebsdauer eine geringere Menge an Metallhalogeniden aus der Füllung abgezogen und durch Korrosion der Wendel und der Molybdänfolienabdichtung gebunden. Daher haben die erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampen eine höhere Lebenserwartung als Hochdruckentladungslampen gemäß dem Stand der Technik. In Figur 6 ist für die Hochdruckentladungslampen gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der zur Kurve 1 angegebenen Elektrodenkonfiguration und für die Hochdruckentladungslampen gemäß dem Stand der Technik mit der zur Kurve 4 angegebenen Elektrodenkonfiguration die Überlebensrate bei einem Schalttest dargestellt, bei dem die Hochdruckentladungslampen abwechselnd im kalten und heißen Zustand gezündet werden. Die Kurve 5 zeigt die Überlebensrate für die erfindungsgemäße Hochdruckentla¬ dungslampe und die Kurve 6 für die Hochdruckentladungs- lampe gemäß dem Stand der Technik. Nach 50.000 Schaltzyklen sind von den erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampen noch 80% der Lampen funktionsfähig, während von den Hochdruckentladungslampen gemäß dem Stand der Technik nach 50.000 Schaltzyklen nur noch 28% der Lampen funkti- onstüchtig sind. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei¬ spielsweise kann die erfindungsgemäße Hochdruckentla¬ dungslampe anstelle des oben beschriebenen Sockels 6 mit integrierter Impulszündvorrichtung einen Sockel besitzen, in den keine Zündvorrichtung integriert ist. Die Zündvorrichtung ist in diesem Fall als Bestandteil des Betriebs¬ gerätes der Hochdruckentladungslampe ausgebildet. Außer¬ dem müssen die Elektroden 4, 4λ der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe nicht unbedingt identisch ausge¬ bildet sein. Ferner kann die erfindungsgemäße Hochdruck¬ entladungslampe auch einen anderen Elektrodenabstand oder eine andere elektrische Leistungsaufnahme aufweisen als bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen offenbart ist. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Hochdruckentla¬ dungslampe beispielsweise eine Nennleistung von 25 W, 27 W, 35 W oder 38 W aufweisen. Der optische Elektrodenabstand der erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe kann beispielsweise auch einen Wert im Bereich von 3,0 mm bis 3,9 mm besitzen.

Claims

Patentansprüche
Hochdruckentladungslampe für Kraftfahrzeugschein¬ werfer mit einem Entladungsgefäß (1) aus Quarzglas, das einen Entladungsraum (10) umschließt, in dem ein Entladungsmedium eingeschlossen ist, und mindestens ein mit einer Molybdänfolienabdichtung (2) versehenes Entladungsgefäßende (11) aufweist, und mit mindestens einer, zur Erzeugung einer Gasentladung dienenden, stabartigen Elektrode (4), wobei die mindestens eine Elektrode einen Elektrodenab¬ schnitt besitzt, der im Bereich des mit der Molyb¬ dänfolienabdichtung (2) versehenen Entladungsgefäßendes (11), außerhalb der Molybdänfolienabdichtung
(2) angeordnet ist und von einer Wendel (5) umgeben ist, und die mindestens eine Elektrode (4) ein ers¬ tes Ende (41) aufweist, das mit der Molybdänfolien¬ abdichtung (2) überlappt, sowie ein zweites Ende
(42) besitzt, das in den Entladungsraum (10) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel
(5) einen größeren Abstand zu dem zweiten Ende (42) der Elektrode (4) als zu dem ersten Ende (41) der Elektrode (4) besitzt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, wobei der Abstand (B) der Wendel (5) zu dem zweiten Ende (42) der Elektrode (4) einen Wert im Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm und vorzugsweise im Bereich von 2,0 mm bis 3,2 mm aufweist.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand (A) der Wendel (5) zu dem ersten Ende (41) der Elektrode (4) einen Wert im Bereich von 1,1 mm bis 2,2 mm und vorzugsweise im Bereich von 1,1 mm bis 2,0 mm besitzt.
Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Länge (E) der Wendel (5) einen Wert im Bereich von 2,3 mm bis 3,4 mm besitzt.
Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Elektrode (4) ei¬ nen an ihrem ersten Ende (41) angeordneten Überlappungsabschnitt aufweist, der mit der mindestens ei¬ nen Molybdänfolienabdichtung (2) überlappt und dessen Länge (C) einen Wert im Bereich von 0,7 mm bis 1,6 mm und vorzugsweise im Bereich von 0,7 mm bis 1 , 5 mm besitzt .
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, wobei der Überlappungsabschnitt abgeflacht ausgebildet ist.
Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Länge der mindestens einen Elek¬ trode (4) einen Wert im Bereich von 6,9 mm bis 8,1 mm und vorzugsweise im Bereich von 6,9 mm bis 7 , 9 mm besitzt .
Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest an einem Wendelende (51) der Wendel (5) mindestens eine Windung angeordnet ist, die enger gewickelt ist als Windungen, die zwischen den Wendelenden (51, 52) angeordnet sind.
9. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Wendel (5) mit Abstand zu der Mo¬ lybdänfolienabdichtung (2) angeordnet ist. Hochdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei im Entladungsraum (10) der Hochdruckentladungslampe als Entladungsmedium eine quecksil¬ berfreie Füllung eingeschlossen ist, die Xenon und Metallhalogenide enthält und wobei die mindestens eine Elektrode (4) zylindrisch ausgebildet ist, und der Durchmesser der mindestens einen Elektrode (4) einen Wert im Bereich von 0,25 mm bis 0,4 mm besitzt.
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