DE19529465A1

DE19529465A1 - High pressure gas discharge lamp, in particular metal halogenide lamp - has discharge chamber, with electrodes set into ceramic ends that connect with conductors coupled to socket elements of main glass cylinder

Info

Publication number: DE19529465A1
Application number: DE1995129465
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Heider
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1997-02-13

Abstract

The metal halogenide lamp has a cylindrical outer body of quartz glass, with sockets set into the ends (3). Within this is a discharge chamber (4) of Al2O3 ceramic. Set into the ends are conductors (7) coupled to the sockets by foil elements. One of the conductors passes through a metallic guide tube (10). The conductors pass through ceramic end stops (11) that seal the chamber which is filled with metal halogenide. Discharge electrodes (14), consisting of tungsten stems (15) and filaments (16), are coupled to the conductors.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the Preamble of claim 1.

Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen, deren Farbwidergabe dadurch verbessert wird, daß ein keramisches Enfladungsge fäß benutzt wird, das eine Erhöhung der Betriebstemperatur gegenüber ei nem Entladungsgefäß aus Quarzglas gestattet.These are in particular metal halide lamps, the Color rendering is improved in that a ceramic Entfladungsge is used that increases the operating temperature compared to egg quartz glass discharge vessel permitted.

Aus EP-A 609 und EP-A 528428 sind bereits Lampen bekannt, bei denen ein keramisches Entladungsgefäß mittels zweier Endstopfen aus nichtleiten dem Cermet (Kompositmaterial) abgedichtet ist. Der Ausdehnungskoeffizi ent des Cermets liegt zwischen dem des keramischen Entladungsgefäß und dem der Durchführung. Die Durchführung besteht mindestens auf einer Seite aus einem Rohr aus Molybdän oder aus einem anderem Metall, dessen Ausdehnungskoeffizient ähnlich dem des Molybdäns ist, z. B. Wolfram, Rhenium oder eine Legierung dieser Metalle. Das Rohr ist in den Stopfen direkt eingesintert. Der Vorteil der Verwendung dieser Metalle ist, daß sie resistent gegen aggressive Füllungskomponenten, insbesondere Metallhalo genide, sind. Allerdings ist ihr Ausdehnungskoeffizient im Regelfall kleiner als der des Endstopfens, so daß eine dauerhafte Abdichtung nur schwer zu erreichen ist.Lamps are already known from EP-A 609 and EP-A 528428, in which Do not conduct a ceramic discharge vessel using two end plugs the cermet (composite material) is sealed. The coefficient of expansion ent of the cermet lies between that of the ceramic discharge vessel and the implementation. The implementation consists of at least one Side made of a tube made of molybdenum or another metal, the Expansion coefficient is similar to that of molybdenum, e.g. B. tungsten, Rhenium or an alloy of these metals. The pipe is in the stopper sintered directly. The advantage of using these metals is that they resistant to aggressive filling components, especially metal halo genide, are. However, their expansion coefficient is usually smaller than that of the end plug, making permanent sealing difficult to achieve.

Bei Brenndauerversuchen mit derartigen Lampen hat sich nämlich gezeigt, daß die Lampen nicht die gewünschten extrem hohen Lebensdauern von mehr als 10 000 Std. erreichen, weil sie im Bereich der Grenzschicht zwi schen Endstopfen und Durchführung schließlich aufgrund der thermischen Wechselbelastung undicht werden. Ursache ist die fehlende Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten.In long-term tests with such lamps, it has been shown that that the lamps do not have the desired extremely long lifetimes of reach more than 10,000 hours because they are in the area of the boundary layer between end plugs and implementation due to the thermal Alternating loads become leaky. The reason is the lack of adaptation of the coefficient of thermal expansion.

Weiterhin ist es aus der EP-A 602 530 bekannt, ein Molybdänteil, nämlich ein Rohr oder einen massiven Stab, als Durchführung zu benutzen, wobei die Abdichtung dadurch erfolgt, daß ein weiteres Molybdänrohr, das die Durch führung umgibt, in den keramischen Endstopfen (bevorzugt aus Cermet) direkt eingesintert ist und die Durchführung außerhalb des Endstopfens mit diesem zusätzlichen Außenrohr verschweißt ist. Dabei verbleibt jedoch ein Spalt zwischen Durchführung (Außendurchmesser 1,2 mm) und äußerem Rohr (Innendurchmesser 1,3 mm), der als unerwünschtes Totvolumen wirkt. Außerdem ist ein massiver Stab als Durchführung unhandlich und teuer.Furthermore, EP-A 602 530 discloses a molybdenum part, namely a Pipe or a solid rod to use as a bushing, the Sealing takes place in that another molybdenum tube, which the through guide surrounds in the ceramic end plug (preferably made of cermet) is sintered in directly and the lead-in outside of the end plug this additional outer tube is welded. However, one remains Gap between bushing (outer diameter 1.2 mm) and outer Pipe (inner diameter 1.3 mm), which acts as an undesired dead volume. In addition, a solid rod is bulky and expensive to carry out.

Andererseits ist es beispielsweise aus der DE-PS 14 71 379 und EP-PS 136 505 bekannt, als Durchführung ein Niobrohr zu verwenden. Dessen Vorteil ist, daß sein thermischer Ausdehnungskoeffizient dem von Aluminiumoxidke ramik gut angepaßt ist. Sein Nachteil ist, daß Niob nicht beständig gegen Korrosion durch aggressive Füllungsbestandteile, insbesondere Halogenide, ist.On the other hand, it is for example from DE-PS 14 71 379 and EP-PS 136 505 known to use a niobium tube as implementation. Whose advantage is that its coefficient of thermal expansion is that of alumina ceramic is well adapted. Its disadvantage is that niobium is not resistant to Corrosion due to aggressive filling components, especially halides, is.

Ein grundsätzliches Problem bei diesem Lampentyp ist außerdem die man gelnde Farbkonstanz. Sie wird hauptsächlich durch Füllungsverluste in kal ten Zonen von Entladungslampen, insbesondere in dem oben erwähnten Totvolumen, hervorgerufen. Besonders stark ist diese Problematik bei Lam pen ausgeprägt, deren Dichtung am entladungsabgewandten Ende von extra verlängerten Stopfen erfolgt, wie beispielsweise in der EP-A 639 853 und EP- A 587238 beschrieben.A fundamental problem with this type of lamp is also the one constant color. It is mainly caused by filling losses in cal zones of discharge lamps, particularly in the above-mentioned Dead volume, caused. This problem is particularly severe at Lam pen, the seal at the end facing away from the discharge of extra elongated stopper takes place, such as in EP-A 639 853 and EP A 587238.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslam pe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die eine sehr hohe Lebensdauer ermöglicht und die Farbdrift vermeidet.It is an object of the present invention, a high pressure discharge lamp to provide pe according to the preamble of claim 1, which is a very enables long service life and avoids color drift.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den jeweils davon abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. Particularly advantageous configurations can be found in each dependent claims.

Erfindungsgemäß besitzt die Hochdruckentladungslampe ein keramisches Entladungsgefäß, das ein Entladungsvolumen definiert, und zwei Enden. Mindestens ein Ende ist mittels eines Endstopfens aus keramikartigem Ma terial und einer darin in einer durchgehenden Bohrungen enthaltenen me tallischen Durchführung abgedichtet. Das zweite Ende kann durch dieselbe Technik abgedichtet sein. Der Endstopfen kann dabei auch integraler Be standteil des Entladungsgefäßes sein. According to the invention, the high-pressure discharge lamp has a ceramic one Discharge vessel that defines a discharge volume and two ends. At least one end is made of ceramic-like material by means of an end plug material and a me contained therein in a through holes sealed metallic implementation. The second end can go through the same Technology be sealed. The end plug can also be integral be part of the discharge vessel.

Bevorzugt ist das erste Ende durch einen Endstopfen mit stiftartiger Durch führung verschlossen, ähnlich wie im Prinzip in EP-A 609 477 beschrieben. In diesem Fall dient das mit der erfindungsgemäßen Technik verschlossene zweite Ende zum Evakuieren und Füllen des Enfladungsvolumens.The first end is preferred by an end plug with a pin-like diameter guide closed, similar to the principle described in EP-A 609 477. In this case, what is closed with the technology according to the invention is used second end for evacuating and filling the discharge volume.

Die Durchführung am zweiten Ende besteht aus einem rohrförmigen Außen teil und einem zumindest teilweise darin enthaltenen Innenteil. Das Innen teil kann vollständig im Außenteil enthalten sein. Es kann aber insbesondere auch entladungsseitig überstehen, so daß nur ein Bereich in der Nähe des entladungsabgewandten Endes des Innenteiles innerhalb des Außenteils angebracht ist.The bushing at the second end consists of a tubular outside part and an inner part at least partially contained therein. The inside part can be completely contained in the outer part. But it can in particular also survive on the discharge side, so that only an area near the End of the inner part facing away from the discharge within the outer part is appropriate.

Das Außenteil ist bevorzugt vertieft in der Bohrung des Endstopfens ange ordnet. Dabei befindet sich ein etwaiger entladungsseitig überstehender Ab schnitt des Innenteils, insbesondere eine bei hohen Temperaturen wirksame Abdichtungszone, im folgenden Vorderstück genannt, innerhalb der Boh rung des Endstopfens und ist im Betrieb der Lampe in unmittelbarem Kon takt mit der Bohrungswand.The outer part is preferably deepened in the bore of the end plug arranges. There is a protruding Ab on the discharge side cut the inner part, especially one effective at high temperatures Sealing zone, hereinafter called front piece, within the Boh tion of the end plug and is in direct operation when the lamp is in operation clocks with the bore wall.

Das Außenteil ist mit dem Endstopfen vakuum- und gasdicht verbunden. Die Verbindung erfolgt in an sich bekannter Weise entweder durch eine Glasloteinschmelzung oder durch eine Direkteinsinterung oder durch eine Kombination aus beiden Techniken. Im letzteren Fall ist das Glaslot, das häufig auch als Schmelzkeramik bezeichnet wird, zusätzlich zur direkten Einsinterung der Durchführung außen am Endstopfen aufgetragen.The outer part is connected to the end plug in a vacuum and gas-tight manner. The connection is made in a manner known per se either by a Glass solder melting or by direct sintering or by a Combination of both techniques. In the latter case, the glass solder is that is often referred to as melting ceramics, in addition to direct Sintering of the bushing applied to the outside of the end plug.

Das Innenteil ist mit dem Außenteil in der Nähe des entladungsabgewand ten Endes des Innenteils vakuum- und gasdicht verbunden. Hierzu eignet sich besonders gut das Schweißen mittels Laser oder Elektronenstrahl. Dabei kann das Innenteil mit dem Außenteil abschließen. Es kann jedoch auch am Außenteil geringfügig überstehen oder vertieft eingesetzt sein. Vorteilhaft steht dabei die Durchführung am entladungsabgewandten Ende des End stopfens über.The inner part is close to the discharge wall with the outer part ten end of the inner part connected vacuum and gas tight. Suitable for this welding with a laser or electron beam is particularly good. Here can close the inner part with the outer part. However, it can also be on Protect the outer part slightly or be recessed. Advantageous is the implementation at the end of the end facing away from the discharge stuff over.

Am entladungszugewandten Ende des Innenteils ist eine Elektrode befestigt. Normalerweise besteht diese aus einem Wolframschaft und einer Wendel oder Kugelspitze. An electrode is attached to the end of the inner part facing the discharge. Usually this consists of a tungsten shaft and a helix or ball point.

Zumindest das der Entladung zugewandte Vorderstück des Innenteils be steht aus einem Metall, dessen Ausdehnungskoeffizient in der Regel zwar eher kleiner, insbesondere mehr als 10%, als der des Endstopfens ist, das jedoch sehr gute Resistenz gegen aggressive Füllungen zeigt. Besonders gut ist Molybdän als Werkstoff geeignet, aber auch Wolfram und Rhenium. Molybdän eignet sich insbesondere dann, wenn das Vorderstück von einem Bereich am entladungsseitig verschlossenen Rohrende gebildet ist. Dabei kann der Verschluß des Rohrendes durch eine Verformung des Rohrendes selbst oder durch eine geeignete Befestigung des Elektrodensystems bewirkt sein. Das Vorderstück kann aber auch eine Scheibe sein. In diesem Fall ist als Material auch Wolfram oder Rhenium gut geeignet.At least be the front part of the inner part facing the discharge is made of a metal, the coefficient of expansion of which is usually rather smaller, especially more than 10%, than that of the end plug, that however shows very good resistance to aggressive fillings. Particularly good Molybdenum is suitable as a material, but also tungsten and rhenium. Molybdenum is particularly suitable if the front piece is made by one Area is formed on the discharge end closed tube end. Here can the closure of the pipe end by a deformation of the pipe end effected itself or by a suitable fastening of the electrode system be. The front piece can also be a disc. In this case, as Material also well suited to tungsten or rhenium.

Dieses Vorderstück vermittelt eine zeitweilige Abdichtung des hinter ihm liegenden Totvolumens gegenüber dem Entladungsvolumen, und zwar während des Betriebs der Lampe. Denn das Aufheizen der Elektrode nach der Zündung der Lampe und die gute Wärmeleitung des in der Regel aus Wolfram gefertigten Elektrodenschafts führen zur schnellen Erwärmung des daran anschließenden Bereichs der Durchführung, also vor allem des Vor derteils. Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Elektrode direkt mit dem Vorderstück der Durchführung verbunden ist. Das Vorderstück er reicht daher eine deutlich höhere Temperatur ( ca. 1500°C) als der entla dungsabgewandte Teil der Durchführung (deutlich unter 1000°C). Die Temperaturdifferenz zum entladungsabgewandten Durchführungsende liegt je nach Länge der Durchführung in der Größenordnung von ca. 500 °C bis mehr als 1000°C. Die eben beschriebene Konstruktion macht sich diesen Umstand zunutze. Denn die - trotz des relativ kleinen thermischen Ausdeh nungskoeffizienten - aufgrund der hohen Temperatur bedingte große ther mische Ausdehnung des Vorderstücks führt dazu, daß das Vorderstück das hinter ihm liegende Totvolumen bereits abdichtet, bevor die Füllung im Entladungsvolumen merklich verdampft ist.This front piece provides a temporary seal of the one behind it lying dead volume compared to the discharge volume, namely during lamp operation. Because heating the electrode after the ignition of the lamp and the good heat conduction usually from Tungsten manufactured electrode lead to the rapid heating of the adjoining area of implementation, especially the pre of that. Accordingly, it is advantageous if the electrode is directly connected is connected to the front part of the bushing. The front piece therefore a significantly higher temperature (approx. 1500 ° C) than the discharge is sufficient part of the bushing facing away from the application (well below 1000 ° C). The Temperature difference to the discharge end facing away from the discharge Depending on the length of the implementation, it is of the order of approx. 500 ° C up to more than 1000 ° C. The construction just described makes this Take advantage of circumstance. Because - despite the relatively small thermal expansion efficiency coefficient - large ther due to the high temperature Mix expansion of the front piece leads to the fact that the front piece dead volume behind it already seals before the filling in Discharge volume has evaporated noticeably.

Der Abstand zwischen Elektrode und Vorderstück ist bevorzugt so bemes sen, daß das Vorderstück eine Temperatur zwischen 1200°C und 1800°C erreicht. Der Absolutwert des Abstands hängt von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von der Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Werkstoffe und dem geometrischen Aufbau von Elektrodenschaft und Durchführung, vor allem dem Durchmesser und der Länge des Elektrodenschafts. The distance between the electrode and the front piece is preferably so dimensioned sen that the front piece has a temperature between 1200 ° C and 1800 ° C reached. The absolute value of the distance depends on various factors depending, in particular, on the thermal conductivity of the materials used and the geometric structure of the electrode shaft and implementation, especially the diameter and length of the electrode shaft.

Das Vorderstück kann innerhalb des Außenteils angeordnet sein. Es kann aber auch außerhalb des Außenteils, jedoch innerhalb des Endstopfens, an geordnet sein. Das Vorderstück vermittelt eine Abdichtung nur über eine beschränkte axiale Länge, die bevorzugt nicht größer als 2 mm sein sollte, da sonst die Anforderungen bei der technischen Realisierung erheblich wach sen und außerdem der Temperaturgradient entlang des Vorderstücks selbst zu groß wäre.The front piece can be arranged inside the outer part. It can but also outside of the outer part, but inside the end plug be ordered. The front piece only provides a seal limited axial length, which should preferably not be greater than 2 mm, because otherwise the requirements for technical implementation are considerably awake sen and also the temperature gradient along the front piece itself would be too big.

Das Vorderstück besitzt einen definierten Durchmesser, der in geeigneter Weise dem Innendurchmesser des Endstopfens im Bereich des Vorderstücks angepaßt ist, so daß im Betrieb eine Abdichtung des Entladungsvolumens im Bereich des Vorderstücks in einer definierten Abdichtungszone erfolgt. Zu diesem Zweck ist der Durchmesser des Vorderstücks im Bereich der Abdichtungszone in einem ersten Ausführungsbeispiel locker dem Durch messer des ihn umgebenden Bereichs des Außenteils angepaßt und somit dem umgebenden Endstopfen nur mittelbar angepaßt. Eine zweite Möglich keit besteht darin, daß die Abdichtungszone des Vorderstücks der Bohrung des Endstopfens unmittelbar locker angepaßt ist. Dies ist dann der Fall, wenn das Vorderstück am Außenteil der Durchführung übersteht. In beiden Fällen sollte die Anpassung besser als 5% sein.The front piece has a defined diameter that is more suitable Way the inside diameter of the end plug in the area of the front piece is adapted so that a seal of the discharge volume during operation in the area of the front piece in a defined sealing zone. For this purpose, the diameter of the front piece is in the range of Sealing zone in a first embodiment loosely through Adjusted knife of the surrounding area of the outer part and thus only indirectly adapted to the surrounding end plug. A second possibility speed is that the sealing zone of the front part of the bore the end plug is immediately loosely adjusted. This is the case if the front piece on the outer part of the bushing protrudes. In both In cases, the adjustment should be better than 5%.

Bevorzugt ist das Vorderstück eine Scheibe mit einer begrenzten Dicke, vor teilhaft beträgt sie 1 bis 2 mm. Die Dicke der Scheibe entspricht der Abdich tungszone. In diesem Fall eignet sich als Innenteil besonders gut eine Kon struktion bestehend aus einem axial angeordnetem Stab, an dessen beiden Enden jeweils als Vorderstück bzw. als Abschlußstück eine Scheibe befestigt ist. Das Abschlußstück ist dabei fest mit dem Außenrohr verbunden. Im Prinzip kann das Innenteil jedoch auch anders aufgebaut sein, beispielsweise mehrere Stäbe oder auch Zwischenscheiben zwischen Vorderstück und Ab schlußstück enthalten. Das Innenteil sollte aus einem relativ ausdehnung konstanten Metall wie beispielsweise Wolfram bestehen.The front piece is preferably a disk with a limited thickness partly it is 1 to 2 mm. The thickness of the disc corresponds to the seal processing zone. In this case, a con is particularly suitable as an inner part structure consisting of an axially arranged rod, on its two A washer attached to each end as a front piece or as a closing piece is. The end piece is firmly connected to the outer tube. in the In principle, however, the inner part can also be constructed differently, for example several rods or washers between the front piece and Ab final piece included. The inner part should have a relative expansion consist of constant metal such as tungsten.

In einer zweiten Ausführungsform ist das Innenteil ein Rohr. In diesem Fall ist das Vorderstück bevorzugt der entladungszugewandte Endbereich des Rohres. Auch in diesem Fall ist das Vorderstück entweder innerhalb oder außerhalb des Außenteils angeordnet. Wenn der Durchmesser des Rohrs und damit des Vorderstücks relativ groß ist kann es vorteilhaft sein, daß das entladungszugewandte Ende des Rohrs spitz zuläuft, so daß die Elektrode leicht an der Spitze befestigt werden kann. Auch in diesem Fall kann eine beschränkte Länge der Abdichtungszone dadurch realisiert werden, daß die Bohrung einen vorderen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser besitzt, in den das Vorderstück eingesetzt ist.In a second embodiment, the inner part is a tube. In this case the front piece is preferably the discharge region of the end region Tube. In this case too, the front piece is either inside or arranged outside the outer part. If the diameter of the pipe and so that the front piece is relatively large, it can be advantageous that the Discharge-facing end of the tube tapers, so that the electrode can be easily attached to the top. In this case too limited length of the sealing zone can be realized in that the Hole has a front section with a reduced diameter, in the front piece is inserted.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Endstopfen aus Cermet, während das Außenteil aus Molybdän, Wolfram oder Rhenium besteht. Dabei ist insbesondere das Außenteil in den Endstopfen direkt ein gesintert und evtl. zusätzlich mit Glaslot an der Außenfläche des Endstop fens abgedichtet.In a particularly preferred embodiment, there is the end plug made of cermet, while the outer part made of molybdenum, tungsten or rhenium consists. In particular, the outer part is directly in the end plug sintered and possibly additionally with glass solder on the outer surface of the end stop fens sealed.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist der Endstopfen aus Al₂O₃ gefertigt, während das Außenteil aus Niob hergestellt ist. Dabei kann das Außenteil im Endstopfen entweder direkt eingesintert oder mittels Glaslot abgedichtet sein. In beiden Ausführungsformen stimmen die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Außenteil und Endstopfen relativ gut über ein.In a second preferred embodiment, the end plug is made of Al₂O₃ made, while the outer part is made of niobium. It can Outer part in the end plug either sintered in directly or using glass solder be sealed. In both embodiments, the thermal ones are correct Coefficient of expansion of the outer part and end plug relatively well above a.

In beiden bevorzugten Ausführungsformen ist es besonders vorteilhaft, daß im Falle, daß das Innenteil ein Rohr ist, die Bohrung des Endstopfens aus zwei (oder auch mehr) Abschnitten mit unterschiedlichem Durchmesser zu sammengesetzt ist, wobei der entladungsseitige erste Abschnitt den kleine ren Durchmesser besitzt. Dabei ist das Vorderstück in den ersten Abschnitt eingepaßt und vermittelt dort die zeitweilige Dichtung, während das Au ßenteil im zweiten Abschnitt sitzt. Auf diese Weise können die Durchmesser des Innenteils und Außenteils so verschieden gewählt werden, daß das Ein führen des Innenteils schnell und sicher und ohne die Gefahr des Verkantens möglich ist. Gleichzeitig ist das zeitweilige Abdichten des Vorderteils und das dauerhafte Abdichten in der Nähe des entladungsabgewandten Endes der Durchführung durch diese Technik vollständig entkoppelt.In both preferred embodiments, it is particularly advantageous that in the case that the inner part is a tube, the bore of the end plug two (or more) sections with different diameters is composed, the discharge-side first section the small has a diameter. The front piece is in the first section fit and convey the temporary poetry there, while the Au outer part sits in the second section. In this way, the diameter of the inner part and outer part are chosen so different that the one guide the inner part quickly and safely and without the risk of tilting is possible. At the same time is the temporary sealing of the front part and permanent sealing near the end facing away from the discharge completely decoupled from the implementation by this technique.

Bevorzugt ist die gesamte Durchführung einschließlich des Vorderstücks in die Bohrung des Endstopfens vertieft eingesetzt. Dadurch ist sie besser ge gen Korrosion geschützt. Insbesondere steht die Durchführung außen am Endstopfen über, so daß die Verbindungsstelle zwischen Außenteil und In nenteil leichter zugänglich ist und die äußere Stromzuführung leichter be festigt werden kann. Grundsätzlich kann die Verbindung zwischen Außen teil und Endstopfen entweder durch eine Glasloteinschmelzung oder durch eine Direkteinsinterung oder durch eine Kombination aus beiden Techniken realisiert sein.The entire bushing including the front piece is preferred in the bore of the end plug is deepened. This makes it better protected against corrosion. In particular, the implementation is on the outside End plug over, so that the connection point between the outer part and In Part is more easily accessible and the external power supply easier can be consolidated. Basically, the connection between outside part and end plugs either through a glass solder melt or through direct sintering or a combination of both techniques be realized.

Die Herstellung derartiger Lampen erfolgt beispielsweise, indem zunächst das erste Ende des Entladungsgefäßes dauerhaft verschlossen wird. Dann wird das rohrförmige Außenteil mit dem Endstopfen für das zweite Ende dauerhaft verbunden und im zweiten Ende eingesetzt. Durch die vom rohr förmigen Außenteil gebildete Öffnung erfolgt das Evakuieren und Füllen des Entladungsvolumens. Anschließend wird eine Baueinheit bestehend aus dem fertig montierten Innenteil einschließlich des daran befestigten Elektro densystems in das Außenteil eingeführt und am entladungsabgewandten Ende des Außenteils verschweißt. Ansonsten verläuft die Herstellung wie im eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben.Such lamps are manufactured, for example, by first the first end of the discharge vessel is closed permanently. Then the tubular outer part with the end plug for the second end permanently connected and used in the second end. Through the pipe shaped outer part, the evacuation and filling takes place of the discharge volume. Then a unit consisting of the fully assembled inner part including the attached electrical densystems inserted in the outer part and on the discharge-facing Welded end of the outer part. Otherwise, the production proceeds like described in the prior art cited at the beginning.

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:In the following, the invention is intended to be based on several exemplary embodiments are explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Metallhalogenidlampe, teilweise im Schnitt Fig. 1 is a metal halide lamp, partly in section

Fig. 2 ein leicht abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Be reichs des Gefäßendes der Lampe ähnlich Fig. 1 im Detail Fig. 2 shows a slightly modified embodiment of the loading area of the vessel end of the lamp similar to Fig. 1 in detail

Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele des Bereichs des Gefäß endes im Schnitt. FIGS. 3 and 4, further embodiments of the portion of the vessel end in section.

In Fig. 1 ist schematisch eine Metallhalogenidlampe mit einer Leistung von 150 W dargestellt. Sie besteht aus einem eine Lampenachse definierenden zylindrischen Außenkolben 1 aus Quarzglas, der zweiseitig gequetscht (2) und gesockelt (3) ist. Das axial angeordnete Entladungsgefäß 4 aus Al₂O₃- Keramik ist in der Mitte 5 ausgebaucht und besitzt zylindrische Enden 6. Es ist mittels zweier Stromzuführungen 7, die mit den Sockelteilen 3 über Foli en 8 verbunden sind, im Außenkolben 1 gehaltert. Die Stromzuführungen 7 sind mit Durchführungen 9, 10 verschweißt, die jeweils in einem kerami schen Endstopfen 11 am Ende des Entladungsgefäßes eingepaßt sind. In Fig. 1, a metal halide lamp with a power of 150 W is shown schematically. It consists of a cylindrical outer bulb 1 made of quartz glass which defines a lamp axis and is squeezed ( 2 ) and base ( 3 ) on two sides. The axially arranged discharge vessel 4 made of Al₂O₃ ceramic is bulged in the middle 5 and has cylindrical ends 6 . It is connected by means of two current supply leads 7, the s with the base parts 3 via Foli 8, held in the outer bulb. 1 The power supply lines 7 are welded to bushings 9 , 10 , each of which is fitted in a ceramic end plug 11 at the end of the discharge vessel.

Die erste Durchführung ist ein Molybdänstift 9 mit einem Durchmesser von ca. 250 µm, die zweite Durchführung ist ein System 10 bestehend aus einem als Außenteil fungierendem Molybdänrohr 12 mit einem Innendurchmesser von 1400 µm und einer Wandstärke von 200 µm sowie einem Innenteil 13. Beide Durchführungen haltern entladungsseitig Elektroden 14, bestehend aus einem Elektrodenschaft 15 aus Wolfram und einer am entladungsseiti gen Ende aufgeschobenen Wendel 16. Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht aus neben einem inerten Zündgas, z. B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden. Möglich ist beispielsweise auch die Ver wendung einer Füllung ohne Quecksilber, wobei für das Zündgas Xenon ein hoher Druck gewählt wird.The first bushing is a molybdenum pin 9 with a diameter of approximately 250 μm, the second bushing is a system 10 consisting of a molybdenum tube 12 functioning as an outer part with an inner diameter of 1400 μm and a wall thickness of 200 μm and an inner part 13 . Both bushings hold electrodes 14 on the discharge side, consisting of an electrode shaft 15 made of tungsten and a coil 16 pushed onto the end on the discharge side. The filling of the discharge vessel consists of an inert ignition gas, e.g. B. argon, from mercury and additives to metal halides. For example, it is also possible to use a filling without mercury, with a high pressure being selected for the ignition gas xenon.

Die Endstopfen 11 bestehen im wesentlichen ebenfalls aus Al₂O₃, wobei als weitere Komponente metallisches Wolfram oder auch Molybdän mit einem Anteil von ca. 30 Gew.-% enthalten ist. Weitere Möglichkeiten sind im ein gangs beschriebenen Stand der Technik angegeben.The end plugs 11 also consist essentially of Al₂O₃, with metallic tungsten or molybdenum being contained as a further component in a proportion of approximately 30% by weight. Further possibilities are specified in the prior art described at the beginning.

Das Molybdänrohr 12 mit einem Innendurchmesser von 1,4 mm und einer Wandstärke von 0,2 mm ist in einem Endstopfen 11 mit einem Außen durchmesser von 3,5 mm und einer Länge von 5,0 mm direkt eingesintert. Es sitzt vertieft in der Bohrung 17 des Endstopfens und steht am entladungs seitigen Ende 18 des Endstopfens über. Die Bohrung 17 besitzt einen An schlag, an dem das Rohr 12 aufliegt.The molybdenum tube 12 with an inner diameter of 1.4 mm and a wall thickness of 0.2 mm is sintered directly into an end plug 11 with an outer diameter of 3.5 mm and a length of 5.0 mm. It sits recessed in the bore 17 of the end plug and protrudes from the discharge end 18 of the end plug. The bore 17 has an impact on which the tube 12 rests.

Gemäß Fig. 2 ist das Innenteil 13 ähnlich einer Hantel aufgebaut. Es ist vollständig in das Außenteil 12 eingesetzt und besteht aus einem Stab 20 von 500 µm Durchmesser, der axial innerhalb des Außenteils 12 verläuft. Am entladungsseitigen Ende des Stabs ist als Vorderstück eine Scheibe 21 aus Molybdän mit einem Durchmesser von 1350 µm und einer Dicke von 2 mm befestigt. Die Scheibe 21 ist jedoch nicht am Außenteil 12 befestigt. Am ent ladungsfernen Ende des Stabs ist als Abschlußstück 22 eine Scheibe aus Molybdän mit einem Durchmesser von 1380 µm und einer Dicke von 2 mm befestigt. Das Abschlußstück 22 ist mit dem Ende des Außenteils 12 voll ständig verschweißt (23). Dieses Ausführungsbeispiel ist praktisch bis auf den fehlenden Anschlag mit dem der Fig. 1 identisch. Referring to FIG. 2, the inner part 13 is similarly constructed of a dumbbell. It is completely inserted into the outer part 12 and consists of a rod 20 with a diameter of 500 μm, which runs axially inside the outer part 12 . A disc 21 made of molybdenum with a diameter of 1350 μm and a thickness of 2 mm is attached to the discharge end of the rod as a front piece. However, the disk 21 is not attached to the outer part 12 . At the end of the rod remote from the charge, a disk made of molybdenum with a diameter of 1380 μm and a thickness of 2 mm is attached as the end piece 22 . The end piece 22 is fully welded to the end of the outer part 12 ( 23 ). This embodiment is practically identical to that of FIG. 1 except for the missing stop.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Innenteil 13 einen verlängerten Stab 25 besitzt, so daß die daran als Vorderstück befestigte Scheibe 26 außerhalb des Außenteils 12 in die Bohrung 17 eingepaßt ist. Die Scheibe 26 hat einen Durchmesser 1550 µm. Die Bohrung 17 besitzt einen Durchmesser von 1600 µm. Fig. 3 shows a further embodiment in which the inner part 13 has an elongated rod 25 , so that the disk 26 attached to it as a front piece is fitted outside the outer part 12 into the bore 17 . The disc 26 has a diameter of 1550 microns. The bore 17 has a diameter of 1600 microns.

In Fig. 4 ist der Durchführungsbereich eines weiteren Ausführungsbeispiels gezeigt. Der Endstopfen 30 besteht aus reiner Al₂O₃-Keramik. Das Außenteil 31 ist ein Niobrohr mit einem Innendurchmesser von 2 mm, das in einen entladungsfernen Abschnitt 32 der Bohrung 33 des Endstopfens direkt ein gesintert ist. Zusätzlich ist das Niobrohr 31 noch mittels Glaslot 34 am äuße ren Ende 41 des Endstopfens 30, an dem es übersteht, abgedichtet. Das In nenteil ist ein Molybdänrohr 35 mit einem Außendurchmesser von 1650 µm, dessen entladungsfernes Ende mit dem Niobrohr 31 verschweißt (40) ist. Das Vorderstück 37 des Molybdänrohrs 35 sitzt vertieft in einem verengten ent ladungszugewandten Abschnitt 36 der Bohrung 33, wobei die Abdichtungs länge 1,5 mm beträgt. Der verengte Abschnitt 36 hat einen Durchmesser von 1700 µm (jeweils auf Raumtemperatur bezogen). Das Molybdänrohr 35 hat entladungsseitig im Anschluß an das Vorderstück 37 eine Spitze 38 ange formt, die das Elektrodensystem 39 haltert.In FIG. 4, the lead-through region is shown a further embodiment. The end plug 30 consists of pure Al₂O₃ ceramic. The outer part 31 is a niobium tube with an inner diameter of 2 mm, which is sintered directly into a section 32 of the bore 33 of the end plug remote from the discharge. In addition, the niobium tube 31 is still sealed by means of glass solder 34 at the outer end 41 of the end plug 30 , on which it protrudes. The inner part is a molybdenum tube 35 with an outer diameter of 1650 microns, the distal end of which is welded to the niobium tube 31 (40). The front piece 37 of the molybdenum tube 35 sits recessed in a narrowed portion 36 of the bore 33 facing the discharge, the sealing length being 1.5 mm. The narrowed section 36 has a diameter of 1700 μm (in each case based on room temperature). The molybdenum tube 35 has on the discharge side in connection with the front piece 37 a tip 38 is formed , which holds the electrode system 39 .

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Durch führung für beide Enden des Entladungsgefäßes verwendet.In a further embodiment, the through according to the invention guide used for both ends of the discharge vessel.

Die Erfindung ist auch auf Entladungsgefäße anwendbar, bei denen der Endstopfen integraler Bestandteil des Entladungsgefäßes ist, beispielsweise kann er einen verengten Hals bilden.The invention is also applicable to discharge vessels in which the End plug is an integral part of the discharge vessel, for example it can form a narrowed neck.

Das Entladungsgefäß und die Endstopfen sind normalerweise vollständig oder überwiegend aus Aluminiumoxid gefertigt. Die erfindungsgemäße Technik ist jedoch in analoger Weise auch für den an sich bekannten Werk stoff Aluminiumnitrid (siehe z. B. EP-A 371 315) geeignet. In diesem Fall ist als Durchführungsmaterial bevorzugt Wolfram geeignet, da dessen thermi scher Ausdehnungskoeffizient dem des AlN sehr ähnlich ist. Bevorzugt wird dabei die Ausführungsform gemäß Fig. 2 oder 3 verwendet, wobei Innenteil und Außenteil jeweils aus Wolfram bestehen.The discharge vessel and the end plugs are usually made entirely or predominantly from aluminum oxide. However, the technology according to the invention is also suitable in an analogous manner for the aluminum nitride material known per se (see, for example, EP-A 371 315). In this case, tungsten is preferred as the lead-through material, since its thermal expansion coefficient is very similar to that of AlN. The embodiment according to FIG. 2 or 3 is preferably used, the inner part and outer part each consisting of tungsten.

Claims

1. High-pressure discharge lamp with the following features:

- A ceramic discharge vessel ( 4 ) which encloses a volume in which a discharge takes place,
- the volume contains a filling with metal halides,
- The discharge vessel has two ends, at least one end being sealed by means of an end plug ( 11 ) made of ceramic-like material and a metallic leadthrough ( 10 ) contained therein in a continuous bore,
- The bushing ( 10 ) consists of a tubular outer part ( 12 ) and an inner part ( 13 ) at least partially contained therein, at least the discharge-facing end of the inner part being attached within the outer part,
- The outer part ( 12 ) is connected to the end plug in a vacuum and gas-tight manner,
- The inner part ( 13 ) is connected in a vacuum-tight and gas-tight manner in the vicinity of its end facing away from the discharge,
- At the discharge-facing end of the inner part, an electrode is fastened, characterized in that at least one of the discharge-facing front piece ( 21 ) of the inner part consists of a metal that is largely resistant to the attack of the metal halides, the diameter of the water front piece ( 21 ) is directly or indirectly adapted to the inside diameter of the end plug ( 11 ) in the area of the front piece so that, during operation, the discharge volume is sealed in the area of the front piece, thus defining a temporary sealing zone.

2. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized records that the connection between the inner part and outer part by a Welding is realized.

3. High-pressure discharge lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the front piece ( 21 ) consists of molybdenum, tungsten or Rhe nium.

4. High-pressure discharge lamp according to claim 1 to 3, characterized in that the front piece ( 21 ) within the outer part ( 12 ) is arranged.

5. High-pressure discharge lamp according to claim 1 to 3, characterized in that the front piece ( 26 ) outside the outer part ( 12 ), but inside the end plug ( 11 ) is arranged.

6. High-pressure discharge lamp according to claim 1 to 5, characterized in that the front piece is a disc ( 21 ).

7. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the inner part is a tube ( 35 ).

8. High-pressure discharge lamp according to claim 7, characterized in that the front piece ( 37 ) is the discharge-facing end region of the tubular inner part ( 35 ), the inner part being closed on the discharge side ( 38 ).

9. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the inner part ( 13 ) consists of a rod ( 20 ; 25 ), at its two ends as a front piece ( 21 ; 26 ) or end piece ( 22 ) a disc is attached.

10. High-pressure discharge lamp according to claim 1 or 9, characterized in that the end plug ( 11 ) consists of cermet, and that the outer part ( 12 ) consists of molybdenum, tungsten or rhenium.

11. High-pressure discharge lamp according to claim 1 or 7, characterized in that the end plug consists of Al₂O₃, and that the outer part ( 31 ) is made of niobium.

12. High-pressure discharge lamp according to claim 1 or 7, characterized in that the bore ( 33 ) of the end plug has two sections ( 32 , 36 ) with different diameters, the discharge-side first section ( 36 ) having the smaller diameter, and wherein the front the piece ( 37 ) is fitted in the first section.

13. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized records that the implementation is deepened in the hole.

14. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized records that the bushing protrudes from the outside of the end plug.

15. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized records that the diameter of the front piece is the diameter of it surrounding area of the outer part or the bore of the end plug is loosely adjusted.

16. High-pressure discharge lamp according to claim 15, characterized records that the diameter of the front piece at room temperature ma ximal 5% smaller than the diameter of the area surrounding it.

17. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized records that the connection between the outer part and end plug either by glass solder melting or by direct sintering or is realized by a combination of both techniques.

18. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized records that the temperature of the front piece in the operation of the lamp between between 1200 ° C and 1800 ° C.

19. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized records that the length of the front piece is at most 2 mm.