DE102006001243A1

DE102006001243A1 - Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß

Info

Publication number: DE102006001243A1
Application number: DE200610001243
Authority: DE
Inventors: Thomas Degenhard; Karen Twesten
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-07-12
Also published as: WO2007080164A1; CN201226338Y; JP3151394U

Abstract

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

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe mit einem keramischem Entladungsgefäß, das in einem Außenkolben untergebracht ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen, insbesondere für Allgemeinbeleuchtung, oder auch um Natriumhochdrucklampen.

Stand der Technik

Aus der US-B 6 555 962 und der US-B 6 800 998 ist es bekannt, Gettermaterial im Außenkolben von Hochdruckentladungslampe, insbesondere von Metallhalogenid-Lampen, zu verwenden, vor allem um Wasserstoff zu gettern. Die Funktionsweise ist dort ausführlich erläutert, auch geeignete Materialien sind beschrieben.

Typisch werden die Getter in sogenannten Getterplättchen gehaltert oder auch in Metallstreifen. Diese werden in deutlichem Abstand vom Entladungsgefäß angebracht, um den Getter insbesondere bei Verwendung von Stickstoff (N2) im Außenkolben nicht zu vergiften. Auch dieser Mechanismus ist im Stand der Technik erläutert.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei der Benutzung von keramischen Entladungsgefäßen in einem Außenkolben die bisher verwendeten Getterträger den Nachteil besitzen, dass sie zusätzliche Abbildungsfehler verursachen. Dies gilt insbesondere für die Getterplättchen. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Getterträger merklich Strahlung auf die Endbereiche des keramischen Entladungsgefäßes zurückreflektieren. Dieser Aspekt wurde bisher überhaupt nicht beachtet. Insbesondere bei Verwendung von Kapillaren zur Abdichtung des Endes des Entladungsgefäßes kann ein unbedarft angebrachter Getterträger zu einer Temperaturerhöhung an der Kapillare führen. Diese erhöhte Temperaturbelastung verursacht Risse in der empfindlichen Keramik des Endbereichs und führt u.U. zum vorzeitigen Lampenausfall. Besonders ausgeprägt ist das Problem bei einseitig gesockelten Lampen.

Gerade die bisher üblichen Getterplättchen wirken wie ein Spiegel für die aus dem Entladungsgefäß emittierte Strahlung. Dabei wurde bisher das Gettermaterial als Pellet hergestellt, das in ein Trägermaterial eingepresst wurde. Diese Plättchen, in Verbindung mit der konstruktiven Anordnung, wie sie besonders schön bei der US-A 4 380 714 zu sehen ist, wirken wie ein Heizmechanismus auf die Endbereiche des Entladungsgefäßes.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die Abbildungsfehler vermeidet und eine Rückreflexion von Strahlung auf die Endbereiche des Entladungsgefäßes verhindert.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Getterträger verwendet, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß sie in etwa den Abmessungen einer Gestellkomponente entsprechen, wobei die Abmessungen nicht mehr als 30 % überschritten werden, bevorzugt sogar nicht mehr 20 % überschritten werden. insbesondere umschließt der Getterträger als Behälter das Gettermaterial nahezu vollständig und belässt eine schlitzförmige Öffnung, die nicht mehr als 10 % der äußeren Kontur der Oberfläche des Getterträgers ausmacht

Dies geschieht dadurch, dass der Träger längsgestreckt wird, da diese Dimension im Gestell gut realisiert ist. In der Längsdimension ist der Träger höchsten so lang wie ein vergleichbares Gestellteil. Die beiden Querabmessungen sind im Vergleich zur Längsdimension deutlich kleiner, insbesondere sind beide Querabmessungen mindestens 5 mal kleiner als die Längsdimension. Der Träger hat die Funktion eines Behälters mit geeigneter Öffnung. Die Öffnung ist bevorzugt entweder schlitzförmig entlang der Längsdimension oder sie ist an mindestens einem der Enden der Längsdimension angebracht. In diesem Fall ist die Öffnung bevorzugt an beiden Enden der Längsdimension vorhanden, weil dadurch die Oberfläche der Öffnung und damit die Wirksamkeit des Getters verbessert wird.

Insbesondere ist auch eine gekrümmte Oberfläche des Getterträger vorteilhaft, da diese die davon reflektierte Strahlung divergiert. Bevorzugt ist dabei ein Hohlprofil, insbesondere ein rohrförmiger Behälter, das an beiden Enden offen ist.

Geeignet ist aber auch ein anders gestaltetes Hohlprofil, bevorzugt mit zwei offenen Enden, solange die Querabmessungen nicht über die o.g. Beschränkungen hinausgehen, beispielsweise ein Hohlprofil mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt.

Eine Alternative ist ein Blechzuschnitt, der gefaltet ist und dabei eine schlitzförmige Öffnung belässt. Das Blech wird daher der Länge nach gefaltet, insbesondere so, dass es im Querschnitt rechteckig, trapezförmig oder quadratisch ist. Auch hier sollen die resultierende Querabmessungen nicht über die o.g. Beschränkung hinausgehen.

Bevorzugt kann ein derartiger Träger direkt als Teil des Gestellaufbaus verwendet werden, so dass nahezu überhaupt keine zusätzliche Abschattung bzw. auch Rückreflexion auftritt, da er in den Gestellaufbau integriert ist.

Bevorzugt ist der Getterträger Teil des Gestelldrahts, oder er wird als Gestellbügel eingesetzt, oder als Zündhilfe.

Bevorzugt werden Getter eingesetzt, deren Aktivierungstemperaturen relativ niedrig liegen, typisch bei 700 °C. Geeignete Gettermaterialien sind Mischungen, die Zr und/oder Co und/oder Be enthalten. Weitere Materialien sind die in US 5 312 607 und US-B 6 800 998 sowie US-B 6 555 962 genannten.

Das Trägermaterial kann insbesondere Stahl oder Molybdän sein. besonders geeignet ist vernickelter Stahl, beispielsweise bekannt unter dem Namen Hilumin.

Wenn der Träger ein Blechstreifen ist, kann er aufgrund seiner Dimensionen mit dem Gestelldraht gut verschweißt werden.

Der Träger kann anhand von Widerstandsschweißen mit dem Gestelldraht verbunden werden. Der Gestelldraht ist dabei in aller Regel aus Mo oder Ni gefertigt.

Die Menge des verwendeten Getters ist abhängig von der Geometrie und dem Volumen des Außenkolbens wie an sich bekannt. Weiter ist auch das angestrebte Endvakuum du das maschinenseitig angelegte Vorvakuum zu beachten, wie an sich bekannt.

Bevorzugt sollte Breite und Höhe des Blechstreifens als Träger den Durchmesser des Gestelldrahts nur unwesentlich überschreiten, wie oben erläutert. bevorzugt ist beides nicht größer als der Durchmesser des Gestelldrahts. Dabei kann die benötigte Menge des Getters immer über die Länge des Trägers, sei es ein Hohlprofil oder ein Blechstreifen, bestimmt werden.

Figuren
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Hochdruckentladungslampe mit Getter im Außenkolben;
2 bis 5 andere Ausführungsbeispiele von Hochdruckentladungslampen;
6 bis 7 je ein Ausführungsbeispiel eines Getterträgers im Detail.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt eine Metallhalogenidlampe 1 für die Allgemeinbeleuchtung, die einseitig gesockelt ist. Sie umfasst einen Außenkolben 2, an dem der Schraubsockel 3 sitzt und in dem ein zweiendiges Entladungsgefäß 4 axial untergebracht ist. Das Entladungsgefäß 4 besteht aus Keramik, insbesondere Al₂O₃. Es ist im Außenkolben 2 durch ein Gestell 5 gehaltert, das aus einem langen Stab 7 besteht, der am Entladungsgefäß entlang zur sockelfernen Stromzuführung 8, die aus dem Entladungsgefäß herausragt, geführt ist, sowie einer kurzen gebogenen Drahtstück 6, das zur sockelnahen Stromzuführung 9 geführt ist. Im Außenkolben, der evakuiert ist, ist außerdem ein Getter 10 in einem Getterträger, hier einem Hohlprofil, untergebracht. Der Getterträger 15 ist auf dem Stab 7 etwa in Höhe des bisher verwendeten Getterplättchens in der Nähe der sockelfernen Abdichtung 11 des Entladungsgefäßes fixiert. Auf diese Weise entsteht keinerlei zusätzliche Abschattung durch den Getter und der Getter ist im geeigneten Temperaturbereich angeordnet. Die sockelnahe Abdichtung ist mit 12 bezeichnet.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich von 1 dadurch unterscheidet, dass der Getterträger 15 gleichzeitig als Bügel für die Befestigung der sockelfernen Stromzuführung 8 am langen Haltestab 7 des Gestells dient. Auch hier ist die Abschattung minimiert, weil kein zusätzliches Bauteil notwendig ist.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Getterträger 15 ein Blech 17 ist, das sich knapp unterhalb des Entladungsvolumens an der sockelnahen Abdichtung 12, die als Kapillare ausgeführt ist, befindet. Auch hier ist das Blech 17 am langen Haltestab 7 des Gestells montiert. Bevorzugt ist das Blech 17 um die Kapillare 12 herumgebogen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn sich im Bereich der Krümmung kein Gettermaterial befindet, damit es durch den Biegevorgang nicht abbröckeln kann.
In 4 ist ein Lampe 20 gezeigt, bei der ein zweiseitig abgedichtetes Entladungsgefäß 21 in einem zweiseitig gesockelten Außenkolben 22 untergebracht ist. In diesem Fall wird der Getter 23 als Hohlprofil 24 an einem Draht 25 befestigt, der isoliert in einer Quetschung 26 des Außenkolbens befestigt ist und der sich etwa achsparallel bis zum Ende 28 der ersten Abdichtung 27 des Entladungsgefäß erstreckt. Der Getter befindet sich in etwa auf Höhe bisher verwendeter Getterplättchen.
5 zeigt eine Hochdruckentladungslampe gleichen Typs wie in 4. Dabei ist jedoch der Getter 23 als Hohlprofil 24 am freien Ende eines Drahts 30 befestigt, der knieförmig abgewinkelt ist und dessen anderes Ende zur Folie 31 in der Quetschung 26 des Außenkolbens 22 geführt ist. Die zugeordnete Stromzuführung 32, die aus dem Ende 28 der Abdichtung 27 des Entladungsgefäßes 21 herausragt, ist an der Schräge des den Getter halternden Drahtes 30 befestigt, die die Achse kreuzt. Hier wirkt der Getter 23 als Zündhilfe. Auf diese Weise wird der zusätzliche Trägerdraht des vorherigen Ausführungsbeispiels eingespart.
6 zeigt ein typisches Hohlprofil 35, das im Querschnitt rechteckig ist, und eine schlitzförmige Öffnung 36 besitzt, durch die das Gettermaterial 37 mit der Füllung des Außenkolbens in Kontakt steht.
Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht neben einem inerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden. Möglich ist beispiels weise auch die Verwendung einer Metallhalogenid-Füllung ohne Quecksilber, wobei für das Zündgas Xenon ein hoher Druck gewählt wird.
7 zeigt ein typisches Blech 38, das der Länge nach gefaltet ist, so dass es im Querschnitt V-förmig wirkt, wobei das Gettermaterial 37 in der durch das V gebildeten Tasche eingebracht ist, so dass eine natürliche Öffnung 36 am freien Ende der Schenkel 39 des V verbleibt.

Claims

Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß (4), das zwei Elektroden und eine Füllung enthält, wobei das Entladungsgefäß in einem Außenkolben mit Füllung untergebracht ist und dort an einem Haltegestell befestigt ist, wobei im Außenkolben ein Gettermaterial untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gettermaterial auf einem Träger aufgebracht ist, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß sie in etwa den Abmessungen einer Gestellkomponente entsprechen, wobei die Abmessungen nicht mehr als 30 % überschritten werden, bevorzugt sogar nicht mehr 20 % überschritten werden.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger längsgestreckt ist und eine kleine Querabmessung besitzt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getterträger als Behälter das Gettermaterial nahezu vollständig umschließt und eine schlitzförmige Öffnung belassen ist, die nicht mehr als 10 % der äußeren Kontur der Oberfläche des Getterträgers ausmacht.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getterträger ein Hohlprofil ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Getterträger ein gefaltetes Blech, insbesondere ein Blechstreifen ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Getterträger in den Gestellaufbau integriert ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Getterträger konstruktiver Teil der Haltevorrichtung des Entladungsgefäßes ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Getterträger konstruktiver Teil einer Zündhilfsvorrichtung für das Entladungsgefäß ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gettermaterial Zr und/oder Co und/oder Be umfasst.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial Stahl oder Molybdän ist.