DE102006011732A1

DE102006011732A1 - Metal halogen lamp has two ended ceramic discharge unit with a two section through guide for current leads and electrodes arranged to form a capillary gap

Info

Publication number: DE102006011732A1
Application number: DE102006011732A
Authority: DE
Inventors: Dieter Trypke
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2006-09-28

Abstract

A metal-halogen lamp with ceramic discharge unit comprises seals with through current leads with attached electrodes fixed by a shaft. The through guide (9) comprises two cylindrical rod sections of different diameter with the outer section (29) lying on the end face of the seal. The inner section (20) has an outer diameter that is at least 10 microns less than the hole and the outer section has a diameter that is 5 - 20 microns larger than the hole so that the stage between them acts as a capillary. An independent claim is also included for a production process for the above.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung geht aus von einer Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Lampen mit einer Leistung von 20 bis 400 W, bevorzugt 100 bis 250 W.The The invention is based on a metal halide lamp with ceramic Discharge vessel according to the preamble of claim 1. These are in particular lamps with a power of 20 to 400 W, preferably 100 to 250 W.

Aus der US-A 4 155 758 ist eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß bekannt, bei der eine Durchführung mit einem außerhalb des Entladungsgefäßes verbreitertem Abschnitt vorgesehen ist. Der Außendurchmesser dieses Abschnitts ist so groß wie der Außendurchmesser des Entladungsgefäßes. Eine Abdichtungsfritte ist als Ring zwischen dem Ende des Entladungsgefäßes und dem verbreiterten Abschnitt eingefügt. Ein entladungsseitiger Teil des Stifts ist aus W gebildet, während der entladungsferne Teil aus Mo besteht. Dieser Teil ist vollständig in einer Füllwendel umgeben, die das Totvolumen vermindert. Die übliche Verbindungstechnik für die beiden Elektrodenteile ist hier Schweißen oder Löten.Out US-A 4,155,758 is a ceramic metal halide lamp Discharge vessel known, at the one implementation with an outside of the discharge vessel widened Section is provided. The outer diameter of this section is as big as the outside diameter of the discharge vessel. A Sealing frit is as a ring between the end of the discharge vessel and inserted in the widened section. A discharge side Part of the pin is formed from W, while the discharge-distant part consists of Mo This part is completely in a filling spiral surrounded, which reduces the dead volume. The usual connection technique for the two Electrode parts is welding here or soldering.

Aus der WO 03/060951 ist eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß bekannt, bei der eine Durchführung zweiteilig aus einem äußeren Nb-Stift und einem Innenteil gleichen Durchmessers besteht. Das Innenteil besteht aus Mo₅(Si,X)₃, wobei X = B, Al, N oder C.From WO 03/060951 a metal halide lamp with ceramic discharge vessel is known, in which a bushing consists of two parts of an outer Nb pin and an inner part of the same diameter. The inner part consists of Mo ₅ (Si, X) ₃ , where X = B, Al, N or C.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, deren Elektrodensystem so konzipiert ist, dass die Fertigung möglichst vereinfacht wird.It It is an object of the present invention to provide a metal halide lamp with ceramic discharge vessel according to the preamble of claim 1, the electrode system designed so is that the production as possible is simplified.

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

Im einzelnen handelt es sich um eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden besitzt, die ggf. mit Stopfen verschlossen sind, und wobei durch eine Bohrung in diesen Enden eine elektrisch leitende Durchführung hindurchgeführt ist, wobei an der Durchführung eine Elektrode mit einem Schaft befestigt ist, die in das Innere des Entladungsgefäßes hineinragt, wobei Durchführung und Elektrode zusammen als Elektrodensystem bezeichnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung zwei Abschnitte umfasst, die als zylindrische Stifte unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt sind, wobei der bezogen auf die Entladung innen liegende Abschnitt einen äußeren Durchmesser besitzt, der bezogen auf den Durchmesser der Bohrung mindestens 10 μm kleiner ist, und wobei der außen liegende Abschnitt einen Durchmesser besitzt, der geringfügig größer als der Durchmesser der Bohrung ist, insbesondere 5 bis 20 μm größer. Dabei dient die Stufe zwischen den beiden Abschnitten als Anschlag der Durchführung an der Stirnfläche der Kapillare.in the single is a metal halide lamp with ceramic Discharge vessel, wherein the discharge vessel has two ends has, if necessary, are closed with plugs, and wherein by a Bore is passed in these ends an electrically conductive passage, being at the implementation An electrode is attached to a shaft that goes into the interior the discharge vessel protrudes, being performing and electrode together are referred to as the electrode system, characterized in that that's carrying includes two sections that are different than cylindrical pins Diameter executed are, wherein the relative to the discharge inside section an outer diameter has, based on the diameter of the bore at least 10 μm smaller is, and being the outside lying portion has a diameter slightly larger than the diameter of the hole is larger, in particular 5 to 20 microns. there serves the step between the two sections as a stop the implementation the face the capillary.

Das Material der Durchführung kann ein Sinterkörper sein, der direkt als Formteil gefertigt ist. Alternativ kann die Abstufung erst nachträglich aus einem zuvor einheitlich gestalteten Stift herausgearbeitet werden.The Material of execution can be a sintered body be, which is made directly as a molded part. Alternatively, the Gradation only later be worked out of a previously uniformly styled pen.

Die Enden sind typisch als Kapillaren ausgeführt, die entweder integral oder mittels separater Stopfen am Entladungsgefäß angesetzt sind. Das Entladungsgefäß besteht typisch aus Al₂O₃, das evtl. mit üblichen Zusätzen dotiert ist, beispielsweise mit Mg.The ends are typically designed as capillaries, which are attached either integrally or by means of separate plugs on the discharge vessel. The discharge vessel typically consists of Al ₂ O ₃ , which may be doped with customary additives, for example with Mg.

Die Erfindung entfaltet besondere Wirkung, wenn die Leistung der Lampe im Bereich 20 bis 400W, insbesondere 100 bis 250 W liegt.The Invention unfolds special effect when the power of the lamp in the range 20 to 400W, in particular 100 to 250W.

Insbesondere kann die Durchführung einteilig aus einem Material bestehen. Vorteilhaft handelt es sich dabei um ein Material, das überwiegend Molybdän aufweist. Ein Beispiel dafür ist MoV oder auch Mo₅(Si,X)₃, wobei X = B, Al, N oder C, wie an sich bekannt. Standardsysteme sind Mehrkomponentensysteme, bei denen sich die einzelnen Toleranzen aufsummieren. Typische Probleme dabei sind Durchbiegen der Einzelteile, Achsversatz, Verdickung des Durchmessers (Aufwachsung) an der Verbindungsstelle sowie weitere Form- und Lagetoleranzen.In particular, the implementation can be made in one piece of a material. Advantageously, this is a material that has predominantly molybdenum. An example of this is MoV or Mo ₅ (Si, X) ₃ , where X = B, Al, N or C, as known per se. Standard systems are multi-component systems in which the individual tolerances are summed up. Typical problems are bending of the individual parts, misalignment, thickening of the diameter (growth) at the joint as well as further shape and position tolerances.

Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnitte aus unterschiedlichem Material bestehen, wobei insbesondere der innere Abschnitt überwiegend Cermet oder Molybdän aufweist, während der äußere Abschnitt Niob oder niobähnliches Material aufweist. Das Innenteil kann, wie an sich bekannt, ein Mo-Stift oder ein Mo-Stift mit umgebendem Wendelbauteil oder ein Cermetstift sein, der mechanisch in einer Bohrung der Durchführung befestigt sein. Cermet-Stifte an sich sind beispielsweise aus EP-A 887 839 vorbekannt.A other embodiment is characterized in that the two sections of different Material exist, in particular, the inner portion predominantly Cermet or molybdenum while, while the outer section niobium or niobike Material has. The inner part, as known, a Mo-pin or a Mo-pin with surrounding coil component or a cermet pin be mechanically fixed in a bore of the bushing. Cermet pins per se, for example, from EP-A 887 839 previously known.

Die jetzt gefundene Abstimmung zwischen innerem und äußerem Abschnitt der Durchführung gestattet es, einen üblichen Glaslotring bei der Fertigung zu verwenden, der sicher auf dem Ende des Entladungsgefäßes aufliegt und ausreichend Volumen für die Abdichtung sowohl in der Kapillare als auch außen am äußeren Abschnitt gewährleistet. Wäre der Durchmesser des äußeren Abschnitts größer gewählt, bestünde die Gefahr, dass das Glaslot nicht mehr in ausreichendem Maße für eine sichere Abdichtung zwischen die Kontaktfläche der Durchführung und der Stirnfläche der Kapillare fließt und insbesondere nicht ausreichend in die Kapillare selbst eindringen kann. Dieser jetzt gegeben Vorteil wird unabhängig davon erreicht, ob die Durchführung einteilig oder zweiteilig gestaltet ist. Unabhängig davon entfaltet aber eine einteilige Durchführung ganz besondere Vorteile, da sie aus einem einzigen Material hergestellt werden kann, wobei aufgrund des geringen Unterschieds der beiden Abschnitte nur wenig Material vom ursprünglichen Stift mit festem größerem Durchmesser abgefräst werden muss, um den inneren Abschnitt herzustellen. Das Fräsen kann mechanisch oder mittels Laser durchgeführt werden.The now found tuning between inner and outer portion of the implementation allows to use a conventional glass solder ring in the production, which is safe on the end of the Discharge vessel rests and ensures sufficient volume for sealing both in the capillary and the outside of the outer section. If the diameter of the outer portion chosen larger, there is a risk that the glass solder is no longer sufficient for a secure seal between the contact surface of the bushing and the end face of the capillary flows and in particular can not penetrate sufficiently into the capillary itself. This now given advantage is achieved regardless of whether the implementation is one-piece or two-piece design. Independently of this, however, a one-piece design has very particular advantages because it can be made from a single material, with little material to be milled from the original larger diameter solid pin to make the inner portion because of the small difference in the two sections. Milling can be done mechanically or by laser.

Der äußere Abschnitt liegt dann plan auf der Stirnfläche des Endes der Kapillare auf, wobei eine hauchdünne Schicht des Glaslots noch dazwischen liegt. Dies schafft eine wohldefinierte Eindringtiefe der an der Durchführung befestigten Elektrode in das Entladungsvolumen. Dagegen ist bei einer zweiteiligen Durchführung immer eine erhöhte Streuung der Eindringtiefe aufgrund der Toleranzen im Fügen der beiden Bauteile der Durchführung zu beobachten. Insgesamt ergibt sich dadurch jetzt ein viel besser definierter Abstand zwischen den Elektroden, da der Effekt sich ja an beiden Enden kumuliert. Dabei genügt es nicht, überhaupt nur eine einteilige Durchführung zu verwenden, die keinen Anschlag aufweist, da eine freie Positionierung ohne Anschlag immer eine deutlich höhere Toleranz in der Eindringtiefe der Elektrode bewirkt.The outer section then lies flat on the face the end of the capillary, with a very thin layer of the glass solder still lies in between. This creates a well-defined penetration of the at the implementation attached electrode in the discharge volume. In contrast, at a two-part implementation always an elevated one Scattering of the penetration depth due to the tolerances in the joining of the two Components of the implementation to observe. Overall, this results in a much better defined now Distance between the electrodes, since the effect is so on both Cumulative ends. It is enough not it, at all only a one-part implementation to use, which has no stop, as a free positioning without stop always a much higher tolerance in the penetration depth causes the electrode.

Die Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Entladungsgefäßes (hier oft Brenner genannt) gerichtet, mit folgenden Schritten:

a) Bereitstellen eines Entladungsgefäßes mit offener Kapillare;
b) bereitstellen eines Elektrodensystems mit einer Durchführung, die aus zwei Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers besteht, wobei der bezogen auf die Entladung innen liegende Abschnitt einen äußeren Durchmesser besitzt, der bezogen auf den Durchmesser der Bohrung mindestens 10 μm kleiner ist, und wobei der außen liegende Abschnitt einen Durchmesser besitzt, der geringfügig größer als der Durchmesser der Bohrung ist, insbesondere 5 bis 20 μm größer ;
c) Aufschieben eines Rings aus Glaslot auf den schmaleren Abschnitt des Elektrodensystems, wobei der breitere Abschnitt als Anschlag dient;
d) Einführen des Elektrodensystems in die Bohrung der Kapillare, wobei der Glaslotring auf dem Ende der Kapillare aufliegt;
e) Erhitzen des Glaslotrings, so daß ein Teil des Glaslot in die Kapillare läuft, wodurch die Abdichtung bewerkstelligt wird.

The invention is further directed to a method for producing a ceramic discharge vessel (often called here burner), comprising the following steps:

a) providing a discharge vessel with open capillary;
b) providing an electrode system with a leadthrough consisting of two sections of different diameter, the section lying in relation to the discharge having an outer diameter which is at least 10 μm smaller relative to the diameter of the bore, and wherein the outer section has a diameter which is slightly larger than the diameter of the bore, in particular 5 to 20 microns larger;
c) sliding a ring of glass solder on the narrower portion of the electrode system, wherein the wider portion serves as a stop;
d) inserting the electrode system into the bore of the capillary, wherein the glass solder ring rests on the end of the capillary;
e) heating the glass solder ring, so that a part of the glass solder runs into the capillary, whereby the sealing is accomplished.

Besonders im Falle der Verwendung einer einteiligen Durchführung ermöglicht die Erfindung die Reduzierung des Totvolumens in der Kapillare und eine vereinfachte Fertigung des Elektrodensystems. Das Totvolumen TV in der Kapillare ist gegeben durch TV = Volumen Kapillare minus Volumen Kapillardurchführung (Volumen des in der Kapillare befindlichen Teils des Elektrodensystems) minus Volumen der Einschmelzlänge des Glaslots. Die Durchführung ist jetzt so dimensioniert, dass sämtliche Toleranzvorgaben der Einzelbauteile (Kapillare, Elektrodensystem) sowie des Fertigungsverfahrens (Form- und Lagetoleranzen) zu keinem Fertigungsstillstand mehr führen können, der früher zur Folge hatte, dass das Totvolumen eine große Streuung aufwies. In diesem Totvolumen zwischen Kapillare und Elektrodensystem setzt sich, in Abhängigkeit der Lampenbrennlage, irreversibel ein Teil der Brennerfüllung ab. Die Brennerfüllmenge (Metallhalogenid) musste daher bisher als ein Kompromiss gewählt werden, der innerhalb der weiten Toleranz des Totvolumens noch brauchbare Ergebnisse für die einzelne Lampe lieferte. Dabei muss ausreichend Füllmenge im Entladungsgefäß vorhanden sein, um die Farbortlage und Stabilität über die Brenndauer zu garantieren, sowie die Farbtemperaturstreuung innerhalb der Spezifikation zu halten. Gleichzeitig darf wiederum nicht zuviel Füllmenge zugegeben werden, da dies zu verschiedenen schwerwiegenden Lebensdauerproblemen führt. Mit zunehmender Füllmenge steigt auch die Wiederzündspitzenspan nung an, die wiederum zum frühzeitigen Verlöschen der Lampen führen kann. Die Brennlagenabhängigkeit, d.h. der Farbtemperaturunterschied je nach Brennlage, nimmt zu.Especially in the case of using a one-piece implementation, the invention enables the reduction the dead volume in the capillary and a simplified production of the electrode system. The dead volume TV in the capillary is given by TV = volume capillary minus volume capillary passage (volume of the capillary portion of the electrode system) minus Volume of the melting length of the glass solder. The implementation is now dimensioned so that all tolerance specifications of the Individual components (capillary, electrode system) and the manufacturing process (forming and position tolerances) can no longer lead to a production shutdown, the earlier meant that the dead volume had a large scatter. In this Dead volume between capillary and electrode system settles, in dependence the lamp burn, irreversibly part of the burner filling off. The burner fill quantity (Metal halide) therefore had to be chosen as a compromise, the within the wide tolerance of the dead volume still usable results for the single lamp delivered. There must be enough filling in the Discharge vessel available be to guarantee the color location and stability over the burn time, as well as the color temperature dispersion within the specification too hold. At the same time again not too much capacity be added, as this leads to various serious life problems leads. With increasing capacity the reignition peak voltage also increases in turn, to early go out lead the lamps can. The burning position dependence, i.e. the color temperature difference depending on the burning position increases.

Eine höhere Füllmenge kann an der Keramikwand zu stärkerer Erosion führen (Frühausfälle durch Füllungsaustritt).A higher capacity can become stronger on the ceramic wall Cause erosion (Early failures by Filling outlet).

Bei geringem Totvolumen kann umgekehrt soviel Füllmenge im Brenner verbleiben, dass diese sich als Schatten auf dem beleuchteten Objekt abbildet.at low dead volume, conversely, so much amount of charge can remain in the burner, that this pictures as a shadow on the illuminated object.

Daher entstehen bisher Farbtemperaturunterschiede von Fertigungscharge zu Fertigungscharge aufgrund variierender verbleibender Füllmenge im Brenner. Alle diese Nachteile werden jetzt wegen der deutlich geringeren Fertigungstoleranz des Totvolumens vermieden.Therefore so far caused color temperature differences of production batch to production batch due to varying remaining capacity in the burner. All these disadvantages are now apparent because of the clear lower manufacturing tolerance of the dead volume avoided.

Die Erfindung ermöglicht außerdem die Reduzierung der Kapillarlänge, wenn eine einteilige Durchführung verwendet wird. Mit steigender Temperatur nimmt aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von reinem Molybdän und von Al₂O₃ (Material des Entladungsgefäßes) die Rissgefahr im Einschmelzbereich zu, weshalb bisher möglichst lange Kapillarlängen benutzt wurden um die Temperatur im Einschmelzbereich niedrig halten zu können.The invention also makes it possible to reduce the capillary length when using a one-piece bushing. With increasing temperature decreases due to the different thermi expansion coefficients of pure molybdenum and of Al ₂ O ₃ (material of the discharge vessel) to the risk of cracking in the meltdown, so far the longest Kapillarlängen have been used to keep the temperature in the meltdown low.

Auch wenn eine zweiteilige Durchführung mit einem innerem Molybdänbauteil wie einem Molybdän-Sinterwerkstoff und einem äußerem Niobstift (evtl. kann ein Nb-Zr-Stift verwendet werden) verwendet wird, musste bisher auf die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten dieser Materialien Rücksicht genommen werden. Die Kapillarlänge ist dann so zu dimensionieren, dass die Gefahr einer Rissbildung minimiert wird. Mit der insbesondere einteiligen Durchführung ergibt sich die Möglichkeit, die Kapillarlänge zu verkürzen, indem ein geeignetes Molybdänmaterial einheitlich verwendet wird. Damit lassen sich kompaktere keramische Metallhalogenidlampen bereitstellen. Alternativ läst sich dort, wo der Lampenbau, insbesondere bei kleinwattigen, extrem kompakten Lampen, bereits aufgrund der Gesamtlänge des Entladungsgefäßes an seine Grenze stößt, der Lampenfertigung eine höhere Sicherheit geben. Zusätzlich wird dadurch das Totvolumen in der Kapillare nochmals verkleinert. Eine weitere Einsparung der Füllmenge ist so möglich.Also if a two-part implementation with an inner molybdenum component like a molybdenum sintered material and an outer niobium pen (possibly. can be a Nb-Zr pen used to date had to go to the different expansion coefficients of these materials consideration be taken. The capillary length is then to be dimensioned so that the risk of cracking is minimized. With the particular one-piece implementation results the opportunity the capillary length To shorten, by a suitable molybdenum material is used uniformly. This allows more compact ceramic Provide metal halide lamps. Alternatively, you can relax where the lamp construction, especially in kleinwattigen, extremely compact Lamps, already due to the total length of the discharge vessel to his Boundary bumps, the lamp manufacture a higher one Give safety. additionally This reduces the dead volume in the capillary again. Another saving on the capacity is so possible.

Die Verwendung eines Molybdän-Sinterwerkstoffs ist bevorzugt, weil dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient fast gleich oder zumindest ähnlich dem von Al₂O₃ ist.The use of a molybdenum sintered material is preferred because its thermal expansion coefficient is almost equal to or at least similar to Al ₂ O ₃ .

Die Erfindung ermöglicht eine Reduzierung der Fertigungstiefe im Elektrodensystembau, da weniger Wickel-, Schneid- und Schweißeinrichtungen erforderlich sind, sowie in der Brennerfertigung, da die Vorbereitung des Elektrodensystems einfacher wird. Sie ermöglicht außerdem den Einsatz kostensparender Vormaterialien im Lampengestellbau, da ggf. auf teures Niobmaterial verzichtet werden kann.The Invention allows a reduction of vertical integration in Elektrodensystembau, since less winding, cutting and welding equipment required are, as well as in burner manufacturing, since the preparation of the electrode system gets easier. It allows Furthermore the use of cost-saving materials in the construction of lamp stands, if necessary expensive niobium material can be dispensed with.

Ein einteiliges Elektrodensystem ermöglicht zudem, die Toleranzen der Einzelkomponenten (Keramik wie Elektrodensystem) zu minimieren. Außerdem fallen weitere Probleme mit Form- und Lagetoleranzen aus dem Fertigungsverfahren weg.One one-piece electrode system also allows the tolerances of the individual components (ceramic and electrode system) to minimize. Furthermore fall further problems with shape and position tolerances from the manufacturing process path.

Die Durchführung besteht daher bevorzugt nur noch aus einem Bauteil. Dies kann insbesondere ein Cermet – Bauteil sein. Weitere Werkstoffe, die einen ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Brennerkeramik aus Al2O3 aufweisen und elektrisch leitfähig sind, sind ebenfalls geeignet.The execution Therefore, preferably consists only of one component. This can be a particular Cermet component be. Other materials that have a similar coefficient of expansion as the burner ceramic of Al2O3 and are electrically conductive, are also suitable.

Der Anschlag zwischen dem inneren und äußeren Abschnitt der Durchführung fixiert das Elektrodensystem im Brenner und stellt so einen eindeutigen Elektrodenabstand her.Of the Fixed stop between the inner and outer portion of the passage the electrode system in the burner and thus provides a clear Electrode distance ago.

Der Durchmesser des inneren Abschnitts, der sich in der Kapillare befindet, kann auf etwa ± 10 μm Streuung begrenzt werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eine Kombination von Kapillardurchmesser zu Kapillardurchführung zu finden, die das Totvolumen in der Brennerkapillare um bis zu 90 % reduziert. Die Reduzierung des Totvolumens in der Kapillare erlaubt die Verwendung einer geringeren Brennerfüllmenge. Dies hat wiederum den Vorteil, dass die Farbtemperaturstreuung, Wiederzündspitzenspannung und Erosion reduziert wird.Of the Diameter of the inner portion located in the capillary, can scatter to about ± 10 microns be limited. This results in the possibility of a combination from capillary diameter to capillary to find the dead volume reduced by up to 90% in the burner capillary. The reduction the dead volume in the capillary allows the use of a lower burner fill. This in turn has the advantage that the color temperature dispersion, Wiederzündspitzenspannung and erosion is reduced.

Die Fertigung eines solchen Systems vereinfacht sich deutlich. Es wird nur noch eine Schweißung zwischen der Wolfram-Elektrode und der Durchführung benötigt. Diese Verbindung kann alternativ auch als Steckverbindung (Presssitz) ausgeführt sein bzw. kann die Wolfram-Elektrode direkt in die Durchführung eingesintert werden, wenn diese als Cermet ausgeführt ist.The Manufacturing such a system is simplified considerably. It will only one more weld needed between the tungsten electrode and the bushing. This connection can alternatively be designed as a plug connection (press fit) or can the tungsten electrode sintered directly into the bushing if this is executed as cermet.

Der Aufwand beim Handling des Elektrodensystems vereinfacht sich. Die Gefahr der Verbiegung des Elektrodensystems, wie sie bei flexiblen Bauteilen gegeben ist, die beispielsweise aus Molybdän und Niob bestehen, wird dadurch vermieden. Die einteilige Durchführung ermöglicht eine starre Durchführung bzw. Elektrodensystem.Of the Effort in handling the electrode system is simplified. The Danger of bending the electrode system, as with flexible Components are given, for example, molybdenum and niobium exist, is avoided. The one-piece implementation allows a rigid execution or electrode system.

Wenn andere Materialien als Niob für den Lampengestellbau verwendet werden, muss gewöhnlich mit Schweißhilfen gearbeitet werden, um eine dauerhafte Verbindung zwischen Brenner und Gestell zu gewährleisten. Demgegenüber besteht jetzt die Möglichkeit, auf kostengünstigere Materialien zurückzugreifen. Die Notwendigkeit eines Vakuums im Außenkolben entfällt, wenn eine Alternative zum Niobgestell verwendet werden kann.If other materials than niobium for The lamp base construction usually has to be used with welding aids be worked to make a permanent connection between burner and frame to ensure. In contrast, is now possible on lower cost To access materials. The need for a vacuum in the outer bulb is eliminated if an alternative to the niobium frame can be used.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen schematisch:in the The following is the invention based on several embodiments be explained in more detail. It show schematically:

1 eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß; 1 a metal halide lamp with a ceramic discharge vessel;

2 einen Endbereich einer Metallhalogenidlampe im Detail; 2 an end portion of a metal halide lamp in detail;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endbereichs im Schnitt (3a und in Perspektive (3b); 3 a further embodiment of an end region in section ( 3a and in perspective ( 3b );

4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahren zum Verschließen eines Endbereichs; 4 a first embodiment of a method for closing an end portion;

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahren zum Verschließen eines Endbereichs. 5 a further embodiment of a method for closing an end portion.

Bevorzugte Ausführung der Erfindungpreferred execution the invention

In 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. Selbstverständlich kann die Lampe auch einseitig verschlossen und beispielsweise mit einem Schraubsockel versehen sein. Das axial angeordnete Entladungsgefäß 4 aus Al₂O₃-Keramik ist zylindrisch oder bauchig geformt und besitzt zwei Enden 6. Es ist mittels zweier Stromzuführungen 7, die mit den Sockelteilen 3 über Folien 8 verbunden sind, im Außenkolben 1 gehaltert. Die Stromzuführungen 7 sind mit Durchführungen 9 verschweißt, die jeweils in einem Endstopfen am Ende 6 des Entla dungsgefäßes eingepasst sind. Der Endstopfen ist als ein langgezogenes Kapillarrohr 12 (Stopfenkapillare) ausgeführt. Das Ende 6 des Entladungsgefäßes und die Stopfenkapillare 12 sind beispielsweise miteinander direkt versintert oder auch einteilig integral aneinander angeformt, siehe 2. An der Durchführung 9 sitzt entladungsseitig eine Elektrode 15. Sie kann verschweißt sein oder auch nur per Steckverbindung gehaltert sein.In 1 schematically a metal halide lamp with a power of 150 W is shown. It consists of a cylindrical outer bulb defining a lamp axis 1 made of quartz glass, which is squeezed on both sides (2) and capped (3). Of course, the lamp can also be closed on one side and be provided, for example, with a screw base. The axially arranged discharge vessel 4 Al ₂ O ₃ ceramic is cylindrical or bulbous in shape and has two ends 6 , It is by means of two power supply lines 7 with the base parts 3 about slides 8th are connected, in the outer bulb 1 supported. The power supply lines 7 are with bushings 9 welded, each in an end plug at the end 6 the discharge vessel are fitted. The end plug is called an elongated capillary tube 12 (Stopper capillary) executed. The end 6 of the discharge vessel and the stopper capillary 12 For example, they are directly sintered together or integrally formed integrally with each other, see 2 , At the implementation 9 An electrode is located on the discharge side 15 , It can be welded or held only by plug connection.

Die Durchführung 9 ragt zwischen etwa ein Viertel und 90 % der Länge des Kapillarrohrs 12 in dieses hinein. Daran erstreckt sich innerhalb des Kapillarrohrs 12 zum Entladungsvolumen hin ein verlängerter Elektrodenschaft 16 aus Wolfram mit beispielsweise einer am entladungsseitigen Ende des Schaftes aufgeschobenen Wendel 17. der Durchmesser der Bohrung in der Kapillare beträgt etwa 950 μm, der Durchmesser des inneren Abschnitts der Durchführung beträgt etwa 840 μm.The implementation 9 protrudes between about a quarter and 90% of the length of the capillary tube 12 into this. It extends within the capillary tube 12 towards the discharge volume towards an extended electrode shaft 16 of tungsten with, for example, a coil pushed on the discharge end of the shaft 17 , the diameter of the bore in the capillary is about 950 microns, the diameter of the inner portion of the bushing is about 840 microns.

Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht neben einem inerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden. Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung einer Metallhalogenid-Füllung ohne Quecksilber, wobei als Zündgas bevorzugt Xenon und insbesondere ein hoher Druck, deutlich über 1,3 bar, gewählt werden kann.The filling the discharge vessel is next to an inert ignition gas, e.g. Argon, from mercury and metal halide additives. Is possible for example, the use of a metal halide without filling Mercury, being used as ignition gas preferably xenon and in particular a high pressure, well above 1.3 bar, chosen can be.

Die Durchführung ist mittels Glaslot 19 abgedichtet. Dabei ist wichtig, dass das Glaslot über einen Teil der Länge der Kapillare in diese hinein sich erstreckt., wie in 2 besser dargestellt.The implementation is by means of glass solder 19 sealed. It is important that the glass solder extends over part of the length of the capillary into it, as in 2 better represented.

In 2 ist ein Elektrodensystem für eine 35 W-Lampe 34 im Detail in der Kapillare, die hier integral gewählt ist, gezeigt. Die Durchführung 9 ist zweiteilig zusammengesetzt. Als äußerer Abschnitt 29 dient ein Niobstift mit einem Durchmesser von 0,61 mm. An ihn ist ein Mo-Stift 20 mit einem Durchmesser von etwa 0,56 mm angesetzt, dessen vorspringender Zapfen 31 in eine Bohrung 30 des Niobstifts 29 eingepresst ist. Der Durchmesser der Kapillare beträgt 0,65 mm. Der Mo-Stift 20 besitzt eine Bohrung 32, die den W-Stift 21, der als Elektrodenschaft dient, aufnimmt. Auch der Mo-Stift 20 haltert den W-Stift 21 der Elektrode 33 mittels Preßsitz rein mechanisch.In 2 is an electrode system for a 35 W lamp 34 shown in detail in the capillary, which is integrally chosen here. The implementation 9 is composed of two parts. As an outer section 29 serves a niobium pin with a diameter of 0.61 mm. There is a Mo-pin on it 20 attached with a diameter of about 0.56 mm, whose projecting pin 31 into a hole 30 of the niobium pin 29 is pressed. The diameter of the capillary is 0.65 mm. The Mo-pin 20 has a hole 32 that the W-pin 21 acting as electrode shank tapes. Also the Mo-pin 20 Holds the W-pen 21 the electrode 33 By means of a press fit purely mechanically.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Elektrodensystems für eine 70 W-Lampe 35 gezeigt, und zwar im Schnitt (3a) und in Perspektive (3b). Als Durchführung 10 dient ein einteiliger Stift mit einem ursprünglichen Durchmes ser von 0,87 mm. Der Durchmesser der Bohrung 41 in der Kapillare 11 ist 0,85 mm. Der Durchmesser des äußeren Abschnitts 36 des Stifts 10 entspricht dem ursprünglichen Durchmesser des Stifts, der aus Mo5Si2B hergestellt ist. Der innere Abschnitt 37, der geradlinig abgestuft ist, ist abgefräst auf 0,79 mm, so dass ein minimales Totvolumen in der von der Durchführung ausgefüllten Bohrung 41 verbleibt.In 3 is another embodiment of an electrode system for a 70 W lamp 35 shown, on average ( 3a ) and in perspective ( 3b ). As an implementation 10 serves a one-piece pin with an original diameter of 0.87 mm. The diameter of the hole 41 in the capillary 11 is 0.85 mm. The diameter of the outer section 36 of the pen 10 corresponds to the original diameter of the pin made of Mo5Si2B. The inner section 37 , which is graduated in a straight line, is milled to 0.79 mm, so that a minimum dead volume in the hole filled by the implementation 41 remains.

Das Verschließen des Entladungsgefäßes kann jetzt so erfolgen, dass zunächst ein Entladungsgefäß 35, evtl. mit Stopfen oder – wie in 4 dargestellt – mit integraler Kapillare 11, bereitgestellt wird, das senkrecht steht. Des weiteren wird ein Elektrodensystem mit abgestufter Durchführung 10 sowie daran angesetzter Elektrode 33 bereitgestellt. Auf das Stirnende 42 der oben liegenden Kapillare 11 wird ein geeignet gewählter Ring 19R aus Glaslot aufgelegt, wobei der Innendurchmesser des Rings 19R geringfügig größer als der Durchmesser des äußeren Abschnitts 36 gewählt ist (4). Die Durchführung 10 wird zunächst leicht beabstandet, aber bereits im Glaslotring, gehalten (45), bis das Glaslot 19R mittels Heizquelle 46, beispielsweise ein Gasbrenner oder Laser, erwärmt und verflüssigt ist und in die Bohrung der Kapillare 11 eingedrungen ist. Bevorzugte Alternativen als Heizquellen sind Hochfrequenzeinschmelzungen und Einschmelzungen mittels einer außen angebrachten Heizwendel. Aufgrund von Kapillarkräften fließt das Glaslot zwischen Elektrodensystem und Innenwand der Kapillare und füllt so den oberen Teil des Totvolumens aus. Danach wir die Durchführung freigegeben, wobei ein dünner Film des Glaslots zwischen beiden Teilen verbleibt. Außerdem verbleibt ein Anteil Glaslot außen am äußeren Abschnitt der Durchführung, so dass das Glaslot an insgesamt drei Stellen abdichtend wirken kann: in der Kapillare, auf der Stirnfläche und außen am äußeren Abschnitt der Durchführung, wie in 3a dargestellt. Außer einer einteiligen Kapillar-Durchführung mit Bohrungen für eine W-Elektrode und für die äußere Stromzuführung kann selbstverständlich auch eine derartige Durchführung ohne Bohrungen verwendet werden. in diesem Fall sind die Elektrode und/oder Stromzuführung stumpf an das jeweilige Ende der Durchführung angeschweißt.The closing of the discharge vessel can now be done so that initially a discharge vessel 35 , possibly with plugs or - as in 4 shown - with integral capillary 11 , is provided, which is vertical. Furthermore, an electrode system with graduated implementation 10 as well as attached electrode 33 provided. On the front end 42 the overhead capillary 11 becomes a suitably chosen ring 19R made of glass solder, with the inner diameter of the ring 19R slightly larger than the diameter of the outer section 36 is selected ( 4 ). The implementation 10 is initially slightly spaced, but already in the glass solder ring, held (45), until the glass solder 19R by means of heat source 46 For example, a gas burner or laser, heated and liquefied and into the bore of the capillary 11 has penetrated. Preferred alternatives as heating sources are Hochfrequenseinschmelzungen and melts by means of an externally mounted heating coil. Due to capillary forces, the glass solder flows between the electrode system and the inner wall of the capillary and thus fills the upper part of the dead volume. After that, we released the bushing, leaving a thin film of the glass solder between the two parts. In addition, a proportion of glass solder remains on the outside of the outer portion of the implementation, so that the glass solder can act sealingly in a total of three places: in the capillary, on the end face and outside of the outer portion of the implementation, as in 3a shown. In addition to a one-piece capillary passage with holes for a W electrode and for the external power supply, of course, such a passage without holes can be used. In this case, the electrode and / or power supply are blunt to the respective Welded at the end of the process.

In einer anderen Variante des Verschließens gemäß 5 wird ein spezieller Glaslotring 19S verwendet. Er ist bezüglich der Höhe relativ schmal, aber bezüglich der Breite relativ dick. Dieser Glaslotring 19S wird über den Durchmesser des inneren Abschnitts 37 geschoben, wobei der Überstand des äußeren Abschnitts 36 als Anschlag dient. Diese Baueinheit wird in der Kapillare eingesetzt, wobei der Glaslot ring 19S wieder auf der Stirnfläche 42 der Kapillare aufliegt, jedoch diesmal allein. Durch Erwärmen und Schmelzen des Glaslotrings kann das Elektrodensystem aufgrund der Schwerkraft nach Entfernen des Halters 45 auf die Stirnfläche aufsinken, wobei die Sinktiefe durch den Zeitpunkt der Freigabe gesteuert werden kann, falls dies gewünscht wird.In another variant of the closure according to 5 becomes a special glass solder ring 19S used. It is relatively narrow in height, but relatively thick in width. This glass solder ring 19S is about the diameter of the inner section 37 pushed, with the supernatant of the outer section 36 serves as a stop. This assembly is used in the capillary, the glass solder ring 19S again on the face 42 the capillary rests, but this time alone. By heating and melting the glass solder ring, the electrode system can be moved by gravity after removal of the holder 45 sink on the front surface, wherein the sinking depth can be controlled by the time of release, if desired.

Claims

Metal halide lamp with ceramic discharge vessel ( 4 ), wherein the discharge vessel has two ends ( 6 ), which are optionally closed with plugs, and wherein through a bore in these ends an electrically conductive passage ( 9 ) is passed, wherein on the implementation of an electrode ( 15 ) with a shaft ( 16 ), which protrudes into the interior of the discharge vessel, wherein the leadthrough and electrode together are referred to as the electrode system, characterized in that the passage ( 16 ) two sections ( 20 . 21 ), which are designed as cylindrical pins of different diameters, wherein the inside with respect to the discharge portion has an outer diameter which is based on the diameter of the bore at least 10 microns smaller, and wherein the outer portion has a diameter which slightly larger than the diameter of the bore, in particular 5 to 20 microns larger, the step between the two sections serves as a stop of the implementation of the end face of the capillary.

Metal halide lamp according to Claim 1, characterized that's carrying one-piece made of a material.

Metal halide lamp according to claim 2, characterized in that that the material is predominantly molybdenum having.

Metal halide lamp according to Claim 1, characterized that the two sections are made of different material, wherein, in particular, the inner portion predominantly comprises cermet or molybdenum, while the outer section Niobium or Niobium-like Material has.

Method for producing a ceramic discharge vessel with following steps: a) providing a discharge vessel with open capillary; b) providing an electrode system with an implementation, which consists of two sections of different diameters, wherein the inside with respect to the discharge portion lying an outer diameter has, based on the diameter of the bore at least 10 microns is smaller, and being the outside lying portion has a diameter slightly larger than the diameter of the hole is larger, in particular 5 to 20 microns; c) either pushing a ring of glass solder on the narrower Section of the electrode system, with the wider section than Stop serves; or placing a glass solder ring directly on the upper face the capillary; d) Introduce of the electrode system into the bore of the capillary, wherein the glass solder ring on the face the capillary rests; e) heating the glass solder ring, so that a part the glass solder runs into the capillary, whereby the sealing is accomplished.