DE102004011555B3 - Gas discharge lamp has conductors which are bound to envelope by glass with higher linear coefficient of expansion than envelope in surrounding area - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe mit einem Glaskörper, der einen Glaskolben aufweist, und mit einer von dem Glaskolben umschlossenen Stromführung, die zwei Stromdurchführungs-Drähte aufweist, wobei die Stromdurchführungs-Drähte mittels eines Übergangsglases mit dem Glaskolben gasdicht verbunden sind und wobei die Stromdurchführungs-Drähte zumindest im Bereich des Übergangsglases aus einem Wolfram- oder wolframhaltigen Material gebildet sind. Um bei einer solchen Gasentladungslampe die Betriebssicherheit und Standzeit zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Glaskörper zumindest in dem an das Übergangsglas anschließenden Bereich aus einem Glasmaterial gebildet ist, das einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten alpha (20 DEG , 300 DEG ) im Bereich zwischen 2,9 und 3,5 [10·-6·/K] aufweist, und dass das Übergangsglas einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten alpha (20 DEG , 300 DEG ) im Bereich zwischen 3,5 und 3,9 aufweist.The invention relates to a gas discharge lamp having a glass body, which has a glass bulb, and having a flow guide enclosed by the glass bulb, the two current carrying wires, wherein the current feedthrough wires are connected in a gastight manner by means of a transition glass with the glass bulb and wherein the current feedthrough wires are formed at least in the region of the transitional glass of a tungsten or tungsten-containing material. In order to improve the reliability and service life of such a gas discharge lamp, it is provided according to the invention that the glass body is formed, at least in the region adjacent to the transition glass, from a glass material having a linear thermal expansion coefficient alpha (20 °, 300 °) in the range between 2.9 and 3.5 [10 * -6 * / K], and that the transition glass has a linear thermal expansion coefficient alpha (20 °, 300 °) in the range between 3.5 and 3.9.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe mit einem Glaskörper, der einen Glaskolben aufweist, und mit einer von dem Glaskolben umschlossenen Stromführung, die zwei Stromdurchführungs-Drähte aufweist, wobei die Stromdurchführungs-Drähte mittels eines Übergangsglases mit dem Glaskolben gasdicht verbunden sind und zumindest im Bereich des Übergangsglases aus Wolfram oder einem wolframhaltigen Material gebildet sind. Derartige Gasentladungslampen sind in Heinz G. Pfaender 1996, Schott Guide to Glass; Verlag Chapman & Hall; Seite 131, beschrieben. Sie besitzen eine Stromführung mit Wolframdrähten. Diese sind als Stromdurchführungs-Drähte von der Umgebung in den von dem Glaskolben umgebenen Raum geführt. Um hier einen gasdichten Abschluss zu erhalten, wird ein Übergangsglas verwendet, das den Glaskolben mit dem Wolframmaterial verbindet. Das Übergangsglas nimmt die unterschiedliche Wärmedehnung der Verschmelzpartner auf. Bei den bekannten Gasentladungslampen wird für das Übergangsglas ein Glasmaterial mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich zwischen 4,0 und 4,4 × 10–6/K verwendet. Mit diesem wird ein Tellerglas kombiniert, das aus dem gleichen Material wie das Übergangsglas besteht. Mit dem Tellerglas ist ein haubenartiger Glaskolben aus Spezialglas verbunden, das unter der Bezeichnung "Suprax" erhältlich ist. Der Glaskolben wird mit dem Tellerglas verschmolzen. Es hat sich gezeigt, dass die Verschmelzstelle sorgfältig ausgeführt werden muss, um einen frühzeitigen Ausfall der Gasentladungslampe zu vermeiden. Darüberhinaus kann es bei extremen Temperaturwechseln beim Lampenbetrieb zu Schädigungen des Glaskörpers kommen.The invention relates to a gas discharge lamp with a glass body, which has a glass bulb, and having a flow guide enclosed by the glass bulb, the two current feedthrough wires, wherein the current feedthrough wires are connected in a gas-tight manner by means of a transition glass with the glass bulb and at least in the region of the transition glass are formed of tungsten or a tungsten-containing material. Such gas discharge lamps are described in Heinz G. Pfaender 1996, Schott Guide to Glass; Publisher Chapman &Hall; Page 131, described. They have a current feed with tungsten wires. These are guided as current feedthrough wires from the environment in the space surrounded by the glass envelope. To obtain a gas-tight seal here, a transitional glass is used, which connects the glass bulb with the tungsten material. The transition glass absorbs the different thermal expansion of the Verschmelzpartner. In the known gas discharge lamps, a glass material with a linear expansion coefficient in the range between 4.0 and 4.4 × 10 -6 / K is used for the transition glass. With this a plate glass is combined, which consists of the same material as the transition glass. Connected to the plate glass is a hood-like glass bulb made of special glass, which is available under the name "Suprax". The glass bulb is fused with the plate glass. It has been shown that the fusion point must be carried out carefully to avoid premature failure of the gas discharge lamp. In addition, it can cause damage to the glass body during extreme changes in temperature during lamp operation.
Aus
der
Wie
die
Es
ist jedoch auch aus der
Bei all diesen bekannten Gasentladungslampen wird keine ausreichende Betriebssicherheit und Standzeit erreicht.at all these known gas discharge lamps is not sufficient Operational safety and service life achieved.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gasentladungslampe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich durch eine verbesserte Betriebssicherheit und Standzeit auszeichnet.It Object of the invention, a gas discharge lamp of the beginning mentioned To create kind, characterized by an improved operational safety and durability.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Glaskörper zumindest in dem an das Übergangsglas anschließenden Bereich aus einem Glasmaterial gebildet ist, das einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α (20°, 300°) im Bereich zwischen 2,9 und 3,5 [10–6/K], bevorzugt 3,2 bis 3,3 [10–6/K] aufweist, und dass das Übergangsglas einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α (20°, 300°) im Bereich zwischen 3,5 und 3,9 [10–6/K], bevorzugt 3,6–3,8 [10–6/K] aufweist.This object is achieved in that the glass body is formed, at least in the adjoining the transition glass region of a glass material having a linear thermal expansion coefficient α (20 °, 300 °) in the range between 2.9 and 3.5 [10 -6 / K], preferably 3.2 to 3.3 [10 -6 / K], and that the transition glass has a linear thermal expansion coefficient α (20 °, 300 °) in the range between 3.5 and 3.9 [10 . 6 / K], preferably 3.6-3.8 [10 -6 / K].
Es hat sich gezeigt, dass mit dieser neuen Glaskomposition für eine Gasentladungslampe die Temperatur- sowie Temperaturwechsel-Belastbarkeit deutlich verbessert wird. In Abkehr von den im Stand der Technik durchgängig vorgeschlagenen Gläsern hat der Erfinder erkannt, dass für die Anwendung in Gasentladungslampen überraschenderweise ein Übergangsglas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten kleiner als 4 [10–6/K ]verwendet werden kann und gerade dadurch die Betriebsparameter verbessert werden.It has been shown that with this new glass composition for a gas discharge lamp, the temperature and thermal cycling capacity is significantly improved. As a departure from the glasses proposed throughout in the prior art, the inventor has recognized that, surprisingly, a transition glass with a coefficient of thermal expansion of less than 4 [10 -6 / K] can be used for application in gas discharge lamps, and this is precisely where the operating parameters are improved.
Für den Glaskolben läßt sich ein Glasmaterial verwenden, das gegenüber den im Stand der Technik verwendeten Gläsern eine geringere Wärmedehnung und damit auch eine höhere Temperaturfestigkeit aufweist.For the glass bulb let yourself use a glass material that is opposite to those used in the prior art glass a lower thermal expansion and therefore a higher one Temperature resistance has.
Die Aufgabe der Erfindung wird alternativ auch dadurch gelöst, dass der Glaskörper ausgehend von dem Übergangsglas einheitlich aus einem Glasmaterial besteht. Bei dieser Anordnung ist der für Temperatur-Wechselbeanspruchungen kritische Übergangsbereich zwischen Tellerglas und Glaskolben aus einem Material mit einheitlichem Ausdehnungskoeffizienten gefertigt. Damit wird eine größere Temperatur-Wechselbeanspruchbarkeit geschaffen.The The object of the invention is alternatively also solved by the vitreous starting from the transitional glass Consistently made of a glass material. In this arrangement is the for Temperature cycling critical transition area between plate glass and glass flasks made of a material with a uniform coefficient of expansion manufactured. This is a greater temperature-Wechselbeanspruchbarkeit created.
Eine derartige Gasentladungslampe läßt sich insbesondere dann kostengünstig fertigen, wenn vorgesehen ist, dass der Glaskörper ausgehend vom Übergangsglas einheitlich aus einem Glasmaterial besteht. Dabei ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltungsvariante dergestalt, dass das Glasmaterial des Glaskolbens und des Tellerglases folgende Bestandteile (in Gew. %) aufweist: Such a gas discharge lamp can be produced cost-effectively, in particular, if it is provided that the glass body, starting from the transitional glass, consists uniformly of a glass material. In this case, a particularly preferred embodiment variant is such that the glass material of the glass bulb and the plate glass has the following constituents (in% by weight):
Diese Gläser sind in besonderer Weise temperaturwechselbeständig. Insbesondere kann das Glas folgende Bestandteile (in Gew. %) aufweisen: These glasses are resistant to thermal shock in a special way. In particular, the glass may contain the following constituents (in% by weight):
Bei diesem Glas handelt es sich um ein Material, das beispielsweise unter der Bezeichnung "Duran" gängig ist und vielfältig in anderen technischen Bereichen eingesetzt wird. Es kann bei einem Glasfertiger somit fortlaufend verarbeitet werden. Mit der neuartigen Anwendung kann der Glasfertiger somit seine Maschinenauslastung weiter verbessern. Dies bietet deutliche Vorteile gegen über der Verwendung eines Spezialglases. Bei diesem muss in der Schmelzanlage für die benötigte Charge eine Umschmelzung von einem auf den anderen Glastyp vorgenommen werden.at This glass is a material that, for example under the name "Duran" is common and diverse used in other technical fields. It can be at one Glass pavers are thus continuously processed. With the novel Application, the glass paver thus its machine utilization improve further. This offers clear advantages over the Use of a special glass. This must be in the smelting plant for the needed Charge a remelt made from one to the other type of glass become.
Eine mögliche Erfindungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass das Glasmaterial des Übergangsglases folgende Bestandteile (in Gew. %) aufweist: A possible variant of the invention may be characterized in that the glass material of the transition glass has the following constituents (in% by weight):
Insbesondere kann die Glaszusammensetzung folgende Bestandteile (in Gew. %) aufweisen: In particular, the glass composition may have the following constituents (in% by weight):
Diese Übergangsgläser verbinden sich gut mit dem Wolframmaterial der Stromdurchführungs-Drähte und dem Kolbenglas.Join these transition glasses works well with the tungsten material of the current feedthrough wires and bulb glass.
Eine gute Abdichtung wird insbesondere dann erreicht, wenn vorgesehen ist, dass das Übergangsglas sich über einen Bereich von mindestens 8 mm, vorzugsweise 10 mm, in Achsrichtung des Stromdurchführungs-Drahtes erstreckt.A Good sealing is achieved in particular if provided is that the transitional glass over one Range of at least 8 mm, preferably 10 mm, in the axial direction of the current feedthrough wire extends.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to an illustrated in the drawings embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Die
Die
Stromdurchführungs-Drähte
Dieses Material hat einen Ausdehnungskoeffizienten α (20°, 300°) von 3,68 [10–6/K].This material has an expansion coefficient α (20 °, 300 °) of 3.68 [10 -6 / K].
An
das Übergangsglas
Dieses Material weist einen Ausdehnungskoeffizienten α (20°, 300°) von 3,24 [10–6/K] auf.This material has an expansion coefficient α (20 °, 300 °) of 3.24 [10 -6 / K].
In
der
Zur
Fertigung der in
Weiterhin
erhält
man eine größere Freiheit
bei der Fassungsgestaltung. Nachdem das Tellerglas
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die Schraubfassung
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