DE60034216T2

DE60034216T2 - Hochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE60034216T2
Application number: DE60034216T
Authority: DE
Inventors: Willem J. Lindhout; Mark J. Van Dommelen; Guido J. Lenaerts
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: WO2001039246A1; JP2003515886A; EP1151467A1; CN1227713C; CN1340209A; DE60034216D1; EP1151467B1; JP4643878B2; US6614188B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Entladungslampe mit einem Außenkolben, der mit einem Lampensockel versehen ist und der ein Entladungsgefäß, das eine Keramikwandung hat, mit Spielraum umgibt, wobei ein elektrischer Leiter in dem genannten Spielraum über eine Länge L zwischen dem Lampensockel und einer Elektrode des Entladungsgefäßes verläuft und der Leiter vorwiegend aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.
Eine Lampe der eingangs erwähnten Art ist in US-A-4758759 offenbart. Eine derartige Lampe, ausgeführt als Hochdruck-Natriumlampe, wird beispielsweise im Großmaßstab für Anwendungen der öffentlichen Beleuchtung verwendet. In einer Ausführungsform, in der die Lampe Metallhalogenid umfasst, ist sie besonders als Lichtquelle für Innenbeleuchtung geeignet. In dieser Beschreibung und den Ansprüchen soll unter einer Keramikwandung sowohl eine Wandung aus einem gasdichten lichtdurchlässigen Metalloxid, wie z.B. Saphir oder dicht gesintertes polykristallines Al₂O₃, als auch eine Wandung aus Metallnitrid, wie z.B. AlN, verstanden werden. Unter rostfreiem Stahl soll in dieser Beschreibung und den Ansprüchen sowohl Cr-legierter ferritischer Stahl als auch Cr- und Ni-legierter austenitischer Stahl verstanden werden, der gegen Temperaturen von 500°C und höher beständig ist.
Das Entladungsgefäß der bekannten Lampe umfasst zwei innere Elektroden, zwischen denen beim Betrieb der Lampe eine Entladung stattfindet. Jede Elektrode ist mit dem Lampensockel mit Hilfe eines Leiters elektrisch verbunden. Die Leiter sind im Allgemeinen auch Teil der Aufhängung des Entladungsgefäßes. Mit geeigneten Konstruktionen ist es möglich, vernickeltes Eisen zu verwenden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die notwendigen Konstruktionen ziemlich komplex und schwer sind. Ein anderer Nachteil liegt darin, dass vernickeltes Eisen eine geringe Reststärke aufweist, wodurch es sich als ungeeignet bei einer Verwendung in einfacheren und leichteren Konstruktionen erweist, bei denen der Leiter selbsttragend ausgebildet ist. Die genannten Nachteile können durch Verwendung von rostfreiem Stahl vermieden werden. In der Praxis verursacht rostfreier Stahl jedoch Schwärzung des Außenkolbens, was ein Nachteil ist.
In WO 00/48230 wird eine HID-Lampe beschrieben, die ein Keramik-Entladungsgefäß hat, das von einem Drahtrahmenglied getragen wird, das aus federhartem vernickeltem rostfreiem Stahl gebildet ist. In EP 0890976 wird eine HID-Lampe offenbart mit zwei parallelen Keramik-Entladungsgefäßen in einem Außenkolben. Als Teil der Halterungskonstruktion ist ein Verbindungselement aus Metall rechtwinklig zu den beiden Entladungsgefäßen montiert. Das Verbindungselement ist aus Hilumin (elektrolytisch vernickeltes Eisen) hergestellt.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Mittel zu verschaffen, das es ermöglicht, den genannten Nachteil zu vermindern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Lampe der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter aus ferritischem rostfreiem Stahl hergestellt ist und mit einer Ni-Beschichtung über zumindest einen Teil Ld der Länge L versehen ist.
Es hat sich gezeigt, dass die Ni-Beschichtung ein geeignetes Mittel ist, Schwärzung entgegenzuwirken, und andererseits möglich macht, dass der Leiter leicht geschweißt werden kann. Letzteres steht in scharfem Gegensatz zu beispielsweise einer an sich bekannten Beschichtung aus Cr-Oxid, die zu einer schlechten Schweißbarkeit des Metall-Leiters führt. Zudem führt die hohe Temperatur, die im Allgemeinen für das Anbringen einer solchen Beschichtung erforderlich ist, leicht zu einer unerwünschten Abnahme der Reststärke des betreffenden Leiters.
Der Leiter ist aus ferritischem rostfreiem Stahl hergestellt. Ein wichtiger Vorteil von ferritischem Stahl ist, dass nur eine verhältnismäßig geringe Temperaturzunahme erforderlich ist, um die Ni-Beschichtung anzubringen, wodurch der ferritische Stahl eine ausreichende Reststärke behält und somit großenteils seine selbsttragende Fähigkeit behält. Außerdem kann der nickel-beschichtete ferritische rostfreie Stahl leicht geschweißt werden.
Vorzugsweise verläuft der Teil Ld des Leiters, wo sich die Beschichtung befindet, entlang dem Entladungsgefäß. Der Teil Ld ist der Abschnitt des Leiters, der beim Betrieb der Lampe eine maximale Temperatur annimmt.
Vorzugsweise bildet die Ni-Beschichtung eine Schicht, die den Leiter umschließt. Im Hinblick auf eine reproduzierbare Herstellung der erfindungsgemäßen Lampe im Industriemaßstab hat die Schicht vorteilhafterweise eine Dicke von zumindest 3 μm.
Diese und andere Aspekte der Erfindung sollen anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lampe deutlich gemacht und erklärt werden.
Die Zeichnung zeigt eine Hochdruck-Entladungslampe mit einem Außenkolben 1, der einen Lampensockel 2 aufweist und der ein Entladungsgefäß 3, das eine Keramikwandung 30 hat, mit Spielraum 10 umgibt, wobei ein elektrischer Leiter 8 in dem genannten Spielraum über eine Länge L zwischen dem Lampensockel und einer Elektrode 4 des Entladungsgefäßes 3 verläuft. Der Leiter 8 ist überwiegend aus rostfreiem Stahl hergestellt. Gemäß der Erfindung ist der genannte Leiter 8 über zumindest einen Teil Ld der Länge L mit einer Ni-Beschichtung versehen. Im hier beschriebenen Fall repräsentiert 800 den Teil Ld des Leiters 8, der mit der Ni-Beschichtung versehen ist. Dieser Teil 800 verläuft entlang dem Entladungsgefäß.
Elektrode 4 ist eine innere Elektrode. Das Entladungsgefäß umfasst zusätzlich eine weitere innere Elektrode 5. Beim Betrieb der Lampe verläuft zwischen den zwei inneren Elektroden 4, 5 des Entladungsgefäßes eine Entladung. Elektrode 4 ist mit Hilfe eines Durchführgliedes 40 mit einem Element 80 elektrisch verbunden. Ein elektrisch leitender Draht 81 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter 8 und dem Element 80. Eine Stützfeder 82, die vom Außenkolben unterstützt wird, ist an das Element 80 geschweißt.
Elektrode 5 ist mit Hilfe eines Durchführgliedes 50 mit einem Element 90 verbunden. Element 90 ist auch, mit Hilfe einer Schweißung, mit einem weiteren Leiter 9 verbunden. Die Leiter 8, 9 sind in einer an sich bekannten Weise mit einem Kontaktpunkt 2a bzw. 2b des Lampensockels 2 elektrisch verbunden.
Eine praktische Ausführungsform der oben beschriebenen Lampe betrifft eine Hochdruck-Natriumlampe mit einer Nennleistung von 600 W. Die Leiter 8 und 9 sind aus ferritischem rostfreiem Stahl vom Typ AISI 430 hergestellt. Der entlang dem Entladungsgefäß verlaufende Abschnitt Ld des Leiters 8 ist mit einer den Leiter umhüllenden dichten Ni-Beschichtung versehen, welche Beschichtung eine Dicke zwischen 5 μm und 12 μm hat. Nach 2000 Brennstunden beträgt die Lichtausbeute der Lampe 95% der Lichtausbeute am Anfang der Nutzlebensdauer. Zum Vergleich wird die Lichtausbeute einer gleichartigen Lampe, jetzt ohne Ni-Beschichtung auf dem Leiter, gemessen. Nach bereits 1500 Stunden hat die Lichtausbeute auf 90% abgenommen und ist Schwärzung des Außenkolbens deutlich sichtbar.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Lampe ist der Leiter 8 über die gesamte Länge L mit einer Ni-Beschichtung versehen. Bei einer weiteren Abwandlung, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist, können die Leiter aus austenitischem rostfreiem Stahl hergestellt sein.
Der Schutzumfang der Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen, sondern wird nur durch die angefügten Ansprüche eingeschränkt. Die Verwendung des Verbs "umfassen" und seiner Beugungsformen schließt das Vorhandensein anderer Elemente oder Schritte als der in den Ansprüchen mitgeteilten nicht aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels "ein" oder "eine" vor einem Element schließt das Vorhandensein einer Vielzahl solcher Elemente nicht aus.

Claims

Hochdruck-Entladungslampe mit einem Außenkolben, der mit einem Lampensockel versehen ist und der ein Entladungsgefäß, das eine Keramikwandung hat, mit Spielraum umgibt, wobei ein elektrischer Leiter in dem genannten Spielraum über eine Länge L zwischen dem Lampensockel und einer Elektrode des Entladungsgefäßes verläuft und der Leiter vorwiegend aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter aus ferritischem rostfreiem Stahl hergestellt ist und über zumindest einen Teil Ld der Länge L mit einer Ni-Beschichtung versehen ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil Ld des Leiters, wo sich die Beschichtung befindet, entlang dem Entladungsgefäß verläuft.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ni-Beschichtung eine Schicht bildet, die den Leiter umschließt.
Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ni-Beschichtung eine Dicke von zumindest 3 μm hat.