DE4203975A1

DE4203975A1 - High pressure discharge lamp - has straight wire electrodes with end bent over in U=shape, wrapped around by wire helix

Info

Publication number: DE4203975A1
Application number: DE19924203975
Authority: DE
Inventors: Axel Bunk; Scheidt Juergen Dr Vom
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1992-02-11
Filing date: 1992-02-11
Publication date: 1993-08-12

Abstract

The high pressure discharge lamp with a rating of less than 400 W has a filling of mercury, metallic halide and at least one noble gas. Two electrodes are sealed in. Each one is made up of a straight shank of wire embedded in the case and the end of the shank is bent over a U-shape. The wire has a constant diameter. The direction of the rearward-facing U is that of the arc. Around the legs of the U is a helix of at least three close-wrapped turns of wire. The diameter of the wire used in the helix is between a half and a third of the shank wire. ADVANTAGE - Reduces lamp flicker and thus extends lamp life.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslam pe mit einer Metallhalogenidfüllung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a high pressure discharge lamp pe with a metal halide filling according to Preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 32 32 207 ist eine solche Metallhalo genid-Hochdruckentladungslampe für die Allgemeinbe leuchtung bekannt. Lampen dieser Art besitzen meist nur ausreichende Brenn- und Zündeigenschaften; außerdem kann sich nach unterschiedlichen Brennzei ten ein verschieden starkes Flickern einstellen, das zeitlich stark schwankt.Such a metal halo is known from DE-PS 32 32 207 genid high-pressure discharge lamp for general use lighting known. Lamps of this type usually have only sufficient burning and ignition properties; can also vary according to different times set a different flicker, that fluctuates greatly in time.

Unter Flickern sind hierbei sämtliche Leuchtdichte schwankungen zu verstehen, die vom periodischen Flimmern bis zum aperiodischen Flackern reichen. Diese Leuchtdichteschwankungen werden in einem Wert, dem Flickerfaktor, zusammengefaßt. Bisherige Untersuchungen ergaben, daß zwischen dem Flicker faktor und dem Gleichspannungsanteil des Lampen stroms eine direkte Proportionalität besteht. Technisch ist das Flickern auf eine ungenügende Elektrodentemperatur zurückzuführen, die sich in einem Springen des Bogens an unterschiedliche Ansatzstellen äußert.Flickers are all luminance to understand fluctuations from periodic Flicker up to aperiodic flickering. These fluctuations in luminance are combined in one Value, the flicker factor. Previous Investigations showed that between the flicker factor and the DC voltage component of the lamps there is a direct proportionality. Technically, the flicker on an insufficient one Electrode temperature, which is reflected in jumping the bow to different ones Starting points expressed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochdruckentla dungslampe mit einer Metallhalogenid-Füllung zu schaffen, die ein gegenüber dem Stand der Technik verringertes Flickern zeigt, so daß sich bei der Lampe gute Zünd- und Brenneigenschaften mit stabi len lichttechnischen und elektrischen Daten über die Lebensdauer der Lampe ergeben.The object of the invention is a high pressure exhaust lamp with a metal halide fill create that one versus the state of the art reduced flicker shows, so that the Lamp has good ignition and burning properties with stabi len technical and electrical data the life of the lamp.

Die Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Hoch druckentladungslampe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhaf te Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The task is high with the invention pressure discharge lamp by the characteristic Features of claim 1 solved. Further advantageous te configurations are to the subclaims remove.

Das U-förmige Kopfteil der Elektrode ist so aus dem Draht, aus dem das Schaft- und das Kopfteil beste hen, herausgebogen, daß die Rundung des U in Rich tung Entladungsbogen zeigt. Der Entladungsbogen setzt dann an der Rundung des U-förmigen Kopfteils an. Das Springen des Entladungsbogens an unter schiedliche Ansatzpunkte ist dabei um so geringer, je glatter die Oberfläche der U-förmigen Biegung des Kopfteils ist. Um eine ausreichend große Wärme kapazität an der U-förmigen Rundung zu erreichen, ist senkrecht zur Längsachse der beiden Schenkel des U-förmig gebogenen Kopfteils über die beiden Schenkel eine Wendel gewickelt, wobei die Windungen der Wendel dicht aneinanderliegen. Bei einem ein seitig gequetschten Entladungsgefäß ist außerdem der Schaft gegenüber dem U-förmigen Kopfteil zu rückgebogen.The U-shaped head part of the electrode is made of Wire from which the shaft and the head part are best hen, bent out that the rounding of the U in Rich discharge arc shows. The discharge arc then sets on the curve of the U-shaped headboard at. Jumping the discharge arc on under different starting points are all the less the smoother the surface of the U-shaped bend of the headboard is. To be of sufficient heat to achieve capacity at the U-shaped curve, is perpendicular to the longitudinal axis of the two legs of the U-shaped head section over the two Thigh wrapped a helix, the turns the helix lie close together. With a one is also squeezed discharge vessel the shaft towards the U-shaped head section bent back.

Vorteilhaft besteht die Wendel aus mindestens 3 Windungen, wobei der Wendeldraht einen Durchmesser besitzt, der mindestens einem Drittel und höchstens der Hälfte des Drahtdurchmessers des Schaft- bzw. Kopfteils entspricht. In diesem Fall wird eine optimale Unterbindung des Flickerns erreicht.The helix advantageously consists of at least 3 Turns, the filament being a diameter has at least one third and at most half the wire diameter of the shaft or Headboard corresponds. In this case, a optimal suppression of flicker achieved.

Die Wendel darf maximal bis zur Schaftkrümmung am Übergang vom Schaft- zum Kopfteil reichen. Keines falls darf das dem Entladungsbogen nähere Ende der Wendel in Richtung Entladung zeigen, da dies eine starke Zunahme des Flickerns zur Folge hätte.The helix may not exceed the shaft curvature on Transition from the shaft to the head part is sufficient. None if necessary, the end closer to the discharge arc the filament point towards discharge as this would result in a large increase in flicker.

Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Figuren näher veranschaulicht.The invention is based on the following figures illustrated in more detail.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe mit einseitig gesockeltem Hüllkolben, Fig. 1 shows the structure of a high pressure discharge lamp according to the invention with one-sided socketed outer bulb,

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Elektrode der Hochdruckentladungslampe gemäß Fig. 1, FIG. 2 shows an electrode according to the invention of the high-pressure discharge lamp according to FIG. 1,

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Hochdruckentladungslampe mit zweiseitig gesockeltem Hüllkolben, Fig. 3 shows the structure of a high pressure discharge lamp according to the invention with two-sided socketed outer bulb,

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Elektrode der Hochdruckentladungslampe gemäß Fig. 3. FIG. 4 shows an electrode according to the invention of the high-pressure discharge lamp according to FIG. 3.

In Fig. 1 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen 70 W-Hochdruckentladungslampe 1 mit einem einseitig gequetschten Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas darge stellt, wobei letzteres von einem ebenfalls einsei tig gequetschten Außenkolben 3 ebenfalls aus Quarz glas gasdicht umgeben ist. Die schematisch darge stellten Elektroden 4, 5 sind über Dichtungsfolien 6, 7 aus Molybdän in das Entladungsgefäß 2 gasdicht eingequetscht und über Stromzuführungen 8, 9, Dichtungsfolien 10, 11 des Außenkolbens 3 und weitere - hier nicht sichtbare - kurze Stromzufüh rungen mit den elektrischen Anschlußstiften 12, 13 des Keramiksockels 14 vom Typ G 12 verbunden. An der Quetschung 15 des Entladungsgefäßes 2 ist außerdem ein Gettermaterial 16 auf einem Metall plättchen - über ein Drahtstück - potentialfrei befestigt. Das Entladungsgefäß enthält als Füllung neben Quecksilber und einem Edelgas Metalljodide und -bromide der Elemente Natrium, Zinn, Thallium, Indium und Lithium.In Fig. 1 the structure of a 70 W high-pressure discharge lamp 1 according to the invention with a one-sided squeezed discharge vessel 2 made of quartz glass is Darge, the latter being surrounded by a likewise one-sided squeezed outer bulb 3 also made of quartz glass in a gas-tight manner. The schematically presented Darge electrodes 4 , 5 are squeezed gas-tight over sealing foils 6 , 7 made of molybdenum into the discharge vessel 2 and over current leads 8 , 9 , sealing foils 10 , 11 of the outer bulb 3 and other - not visible here - short Stromzufüh approximately with the electrical pins 12 , 13 of the ceramic base 14 of type G 12 connected. At the pinch 15 of the discharge vessel 2 is also a getter material 16 on a metal plate - attached via a piece of wire - potential-free. In addition to mercury and a noble gas, the discharge vessel contains metal iodides and bromides of the elements sodium, tin, thallium, indium and lithium.

Fig. 2 zeigt eine Elektrode 4 der Hochdruckentla dungslampe gemäß Fig. 1. Die Elektrode 4 (der Aufbau der zweiten Elektrode ist analog) setzt sich aus einem geraden Schaftteil 17, das über die Dichtungsfolie 6 in die Quetschung 15 des Entla dungsgefäßes eingeschmolzen ist, und einem U-förmi gen Kopfteil 18 zusammen. Kopfteil 18 und Schaft teil 17 bestehen aus einem einzigen Drahtstück mit 0,4 mm Drahtdurchmesser. Das gerade Schaftteil 17 geht mit einer 90°-Biegung in das U-förmig gebogene Kopfteil 18 über, so daß die Rundung des U-förmigen Kopfteils 18 der Entladung zugewandt ist. Über die beiden Schenkel des U-förmigen Kopfteils 18 ist eine Wendel 19 mit 3,5 dicht aneinanderliegenden Windungen mit einem Drahtdurchmesser von 0,2 mm gewickelt. Sämtliche Elektrodenteile bestehen aus undotiertem Wolfram. Fig. 2 shows an electrode 4 of the high-pressure discharge lamp according to FIG. 1. The electrode 4 (the structure of the second electrode is analog) is composed of a straight shaft part 17 , which is melted via the sealing film 6 into the pinch 15 of the discharge vessel, and a U-shaped head part 18 together. Head part 18 and shaft part 17 consist of a single piece of wire with a 0.4 mm wire diameter. The straight shaft part 17 merges into the U-shaped head part 18 with a 90 ° bend, so that the rounding of the U-shaped head part 18 faces the discharge. Over the two legs of the U-shaped head part 18 , a helix 19 is wound with 3.5 closely adjacent turns with a wire diameter of 0.2 mm. All electrode parts are made of undoped tungsten.

Die in Fig. 3 dargestellte 150 W-Hochdruckentla dungslampe 20 besteht aus einem zweiseitig ge quetschten Entladungsgefäß 21 aus Quarzglas, das von einem ebenfalls zweiseitig gequetschten Außen kolben 22 umschlossen ist. Die Elektroden 23, 24 - schematisch dargestellt - sind mittels Folien 25, 26 gasdicht in das Entladungsgefäß 21 eingeschmol zen und über Stromzuführungen 27, 28, Dichtungsfo lien 29, 30 des Außenkolbens 22 und über weitere kurze Stromzuführungen mit den elektrischen An schlüssen der Keramiksockel (R7s) 31, 32 verbunden. In eine Quetschung des Entladungsgefäßes 21 ist zusätzlich - über ein Drahtstück - ein auf einem Metallplättchen aufgebrachtes Gettermaterial 33 potentialfrei eingeschmolzen. Die Enden 34, 35 des Entladungsgefäßes 21 sind mit einem wärmere flektierenden Belag versehen. Als Füllung enthält das Entladungsgefäß 21 neben Quecksilber und einem Edelgas Metalljodide und -bromide von Natrium, Zinn, Thallium, Indium und Lithium.The 150 W high-pressure discharge lamp 20 shown in FIG. 3 consists of a bilaterally squeezed discharge vessel 21 made of quartz glass, which is enclosed by an outer bulb 22, which is also pinched on two sides. The electrodes 23 , 24 - shown schematically - are melted gas-tight into the discharge vessel 21 by means of foils 25 , 26 and are connected via current leads 27 , 28 , sealing foils 29 , 30 of the outer bulb 22 and via further short current leads to the electrical connections of the ceramic base ( R7s) 31 , 32 connected. In a pinch of the discharge vessel 21 , a getter material 33 applied to a metal plate is additionally melted potential-free via a piece of wire. The ends 34 , 35 of the discharge vessel 21 are provided with a warmer, reflective coating. In addition to mercury and a noble gas, the discharge vessel 21 contains metal iodides and bromides of sodium, tin, thallium, indium and lithium as fillings.

In Fig. 4 ist eine Elektrode 23, 24 der Hochdruck entladungslampe gemäß Fig. 3 dargestellt. Die Elektrode 23, 24 setzt sich aus einem geraden Schaftteil 36 und einem U-förmig gebogenen Kopfteil 37 zusammen, wobei Kopf- und Schaftteil aus einem einzigen Drahtstück mit 0,5 mm Durchmesser beste hen. Das Schaftteil 36 geht in einer S-förmigen Biegung 38 in das Kopfteil 37 über, so daß die Rundung des U-förmigen Kopfteils 37 in der Achse der Elektrode 23, 24 liegt. Das Schaftteil 36 ist über die Molybdän-Dichtungsfolie 25, 26 in die jeweilige Quetschung 39 des Entladungsgefäßes eingeschmolzen. Über die beiden Schenkel des U-för migen Kopfteils 37 ist eine Wendel 40 mit 3,5 dicht aneinanderliegenden Windungen mit einem Drahtdurch messer von 0,2 mm gewickelt. Die beiden Enden der Wicklung sind dabei in Richtung Quetschung 39 gebogen. Sämtliche Teile bestehen aus undotiertem Wolfram; es können aber auch hier und bei der Elektrode aus Fig. 2 dotierte Wolfram-Materialien Verwendung finden. FIG. 4 shows an electrode 23 , 24 of the high-pressure discharge lamp according to FIG. 3. The electrode 23 , 24 is composed of a straight shaft part 36 and a U-shaped curved head part 37 , the head and shaft parts consisting of a single piece of wire with a 0.5 mm diameter. The shaft part 36 merges in an S-shaped bend 38 into the head part 37 , so that the roundness of the U-shaped head part 37 lies in the axis of the electrode 23 , 24 . The shaft part 36 is melted into the respective pinch 39 of the discharge vessel via the molybdenum sealing film 25 , 26 . About the two legs of the U-shaped head part 37 , a coil 40 with 3.5 closely adjacent turns with a wire diameter of 0.2 mm is wound. The two ends of the winding are bent in the direction of pinch 39 . All parts are made of undoped tungsten; however, doped tungsten materials can also be used here and in the electrode from FIG. 2.

Claims

1. High-pressure discharge lamp ( 1 ; 20 ) with a power of less than or equal to 400 W, the discharge vessel ( 2 ; 21 ) contains a filling of mercury, metal halides and at least one noble gas and into which sealing foils ( 6 , 7 ; 25 , 26 ) two electrodes ( 4 , 5 ; 23 , 24 ) are squeezed in a gas-tight manner, characterized in that each electrode ( 4 , 5 ; 23 , 24 ) has the following features:

- The electrode ( 4 , 5 ; 23 , 24 ) is composed of a straight shaft part ( 17 ; 36 ) and a U-shaped head part ( 18 ; 37 )
- Shank ( 17 ; 36 ) and head part ( 18 ; 37 ) consist of a piece of wire with a constant diameter
- The curvature of the U-shaped head part ( 18 ; 37 ) points in the direction of the discharge arc
- At right angles to the longitudinal axis of the two legs of the U-shaped head part ( 18 ; 37 ), a coil ( 19 ; 40 ) with at least three turns is wound over the two legs.

2. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the turns of the filament ( 19 ; 40 ), which are wound over the two legs of the U-shaped head portion ( 18 ; 37 ), lie close together.

3. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the wire of the filament ( 19 ; 40 ), which is wound over the two legs of the U-shaped head portion ( 18 ; 37 ) has a diameter of at least one third and corresponds at most to half the diameter of the shaft ( 17 ; 36 ) or head part ( 18 ; 37 ).