Die Erfindung betrifft eine Elektrode für eine Entladungslampe gemäß des Oberbeg¬ riffs des Patentanspruchs 1 und eine Entladungslampe mit derartigen Elektroden.

I. Stand der Technik Eine derartige Elektrode und eine Entladungslampe mit einer derartigen Elektrode sind beispielsweise in der Offenlegungsschrift WO 03/060947 A2 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine zweiteilige Elektrode mit einem zylindrischen Schaft und einem zylindrischen Kopf, wobei der Schaft und der Kopf der Elektrode unterschied¬ liche Durchmesser aufweisen oder / und aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Diese Elektrode wird in einer Hochdruckentladungslampe für Fahrzeugscheinwerfer verwendet.

II. Darstellung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Elektrode für Entladungslampen bereitzustellen. Insbesondere soll die Elektrode besser mit anderen Metallteilen schweißbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 8 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den ab- hängigen Patentansprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Elektrode besitzt einen langgestreckten Schaft und einen Kopf, der an einem Ende des Schafts angeordnet ist, wobei erfindungsgemäß der Schaft abgeflacht ist, so dass seine Abmessungen quer zu seiner Längserstreckung höchstens so groß sind wie die entsprechenden Querabmessungen des Kopfes. Der abgeflachte Schaft ist besser mit anderen Metallteilen, insbesondere mit Molybdän- einschmelzungsfolien schweißbar, weil im Bereich der Abflachung eine größere O- berfläche für die Schweißverbindung verfügbar ist. Außerdem besitzt der Schaft auf¬ grund der vorgenannten Abmessungen pro Längeneinheit eine geringere Masse als das Kopfteil und damit auch eine entsprechend geringere Wärmekapazität, so dass von der erfindungsgemäßen Elektrode nur eine vergleichsweise geringe Energie- menge in Form von Wärme über den Schaft aus der Entladung abgeleitet wird.

Die erfindungsgemäße Elektrode ist zwecks Vereinfachung ihrer Herstellung in vor¬ teilhafter Weise nur einseitig oder an zwei einander gegenüberliegenden Seiten abge¬ flacht. Das Abflachen der Elektrode im Bereich des Schaftes wird durch spanabhe¬ bendes Abtragen von Material vorzugsweise mittels Fräsen oder Schleifen oder durch Verdampfen von Material, vorzugsweise mittels Laser durchgeführt. Diese Verfahren haben den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Elektrode auch im Bereich von Schaft und Kopf einteilig ausgebildet werden kann und damit insbesondere keine Schweißung zwischen Schaft und Kopf erforderlich ist. Dadurch weist die erfin¬ dungsgemäße Elektrode eine im Vergleich zu einer mehrteiligen Elektrode verbes- serte mechanische Stabilität auf. Um eine hohe Steifigkeit der Elektrode zu gewähr¬ leisten, ist der Übergang vom Kopf zum Schaft der erfinduπgsgemäßen Elektrode vorteilhafter Weise möglichst moderat ausgebildet. In der Darstellung der bevorzug¬ ten Ausführungsbeispiele gemäß der Figuren 1 und 4 ist der Übergang vorzugsweise mittels eines Radius ausgeführt, dessen Wert vorzugsweise in einem Bereich von 0,3 mm bis 0,5 mm liegt.

Die erfindungsgemäße Elektrode wird vorzugsweise als Gasentladungselektrode für Entladungslampen, insbesondere Hochdruckentladungslampen mit einem Entla¬ dungsgefäß aus Quarzglas verwendet, das mit Molybdänfolienabdichtungen versehen ist. Die Abmessung des Schafts der erfindungsgemäßen Elektrode weist entlang einer ersten, quer zur Längsrichtung der Elektrode orientierten Raumrichtung vorzugswei¬ se einen Wert im Bereich von 50 μm bis 350 μm auf und besitzt entlang einer zwei¬ ten Raumrichtung, die quer zur Längsrichtung der Elektrode und senkrecht zur ersten Raumrichtung orientiert ist, einen Wert im Bereich von 200 μm bis 450 μm. Derarti¬ ge Elektroden sind geeignet zur Verwendung in Halogen-Metalldampf-Hochdruck- entladungslampen für Kraftfahrzeugscheinwerfer verwenden, die eine vergleichswei- se geringe Leistungsaufnahme von ca. 35 Watt besitzen. Die erfindungsgemäße E- lektrode besteht vorzugsweise aus Wolfram, einer Wolframlegierung oder aus mit Dotierstoffen versehenem Wolfram, um den hohen Temperaturen einer Gasentladung in einer Hochdruckentladungslampe standhalten zu können. Aus fertigungstechni- sehen Gründen ist die erfindungsgemäße Elektrode vorzugsweise als Stiftelektrode ausgebildet. Der Kopf der Elektrode kann mit einer Wendel versehen sein, um die Wärmekapazität des Kopfes zu erhöhen. Der gesamte Schaft oder ein Abschnitt des Schaftes der erfindungsgemäßen Elektrode kann mit Ruthenium beschichtet sein, um in dem Bereich des Entladungsgefäßes, in dem der Schaft der Elektrode in dem Ent- ladungsgefäßmaterial eng eingebettet ist, die Gefahr des Auftretens von Rissen oder Sprüngen zu reduzieren.

III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Eine Seitenansicht einer Elektrode gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung und eine damit verschweißte Molybdänfolie in schemati- scher Darstellung

Figur 2 Eine zweite Seitenansicht der in Figur 1 abgebildeten Elektrode und Mo- lybdänfolie in einer gegenüber Figur 1 um einen Winkel von 90 Grad um die Längsachse der Elektrode gedrehten Ansicht

Figur 3 Eine Draufsicht auf die Stirnseite des Schaftes der in Figur 1 dargestellten Elektrode

Figur 4 Eine Seitenansicht einer Elektrode gemäß des zweiten Ausführungsbei¬ spiels der Erfindung und eine damit verschweißte Molybdänfolie in sche- matischer Darstellung

Figur 5 Eine zweite Seitenansicht der in Figur 4 abgebildeten Elektrode und Mo¬ lybdänfolie in einer gegenüber Figur 4 um einen Winkel von 90 Grad um die Längsachse der Elektrode gedrehten Ansicht Figur 6 Eine Seitenansicht einer Elektrode gemäß eines dritten Ausfuhrungsbei¬ spiels der Erfindung in schematischer Darstellung

Figur 7 Eine Seitenansicht einer Hochdruckentladungslampe mit den erfindungs¬ gemäßen Elektroden

Die in den Figuren 1 bis 6 schematisch dargestellten Elektroden gemäß der bevor¬ zugten Ausführungsbeispiele der Erfindung sind für den Einsatz in der in Figur 7 schematisch abgebildeten Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe vorge¬ sehen.

Die Elektrode 11 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist als eintei- liger Stift bzw. Stab ausgebildet und besteht aus Wolfram, das gegebenenfalls gerin¬ ge Mengen der üblichen Dotierstoffe aufweisen kann, die entweder für die Verarbei¬ tung des Wolframs zu Stäben vorteilhaft sind, oder die, wie im Fall von beispielswei¬ se Thoriumoxid, die Zündwilligkeit der Hochdruckentladungslampe verbessern. Die Elektrode 1 1 weist einen Schaft 1 Ia und einen Kopf I I b auf. Der Kopf 1 Ib ist kreis- zylindrisch ausgebildet. Er besitzt einen Durchmesser von 0,35 mm. Seine Länge beträgt 1 ,2 mm. Der Schaft 1 Ia besitzt eine Länge von 6,3 mm, so dass die Gesamt¬ länge der einteiligen Elektrode 11 insgesamt 7,5 mm misst. Der Schaft Ua ist mit einer Molybdänfolie 103 verschweißt, die zur Abdichtung des Entladungsgefäßes 10 der in Figur 7 abgebildeten Hochdruckentladungslampe dient. Der Schaft I Ia ist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten abgeflacht ausgebildet, so dass seine Quer¬ abmessung senkrecht zur Molybdänfolie 103 nur 0,20 mm beträgt und damit gerin¬ ger als der Durchmesser des Kopfes I Ib ist. Die Querabmessung des Schafts I Ia parallel zur Molybdänfolie 103 beträgt 0,35 mm stimmt damit mit dem Durchmesser des Kopfes I Ib überein. Zur Herstellung der Elektrode 1 1 wird ein Wolframstab verwendet, dessen Querabmessung im Bereich des Schafts I Ia durch zweiseitigen mechanischen Materialabtrag, vorzugsweise mittels Fräsen oder Schleifen, auf den gewünschten Wert eingestellt wird. Dadurch besitzt die Elektrode 1 1 im Bereich des Schafts I Ia einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt. Die durch das Abflachen entstandenen Oberflächen des Schaftes I Ia eignen sich besonders gut zum Ver- schweißen mit der Molybdänfolie 103. Eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses der erfindungsgemäßen Elektroden kann dadurch erreicht werden, dass die Elektrode im Bereich des Schafts statt zwei¬ seitig nur einseitig abgeflacht wird, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und in den Figuren 4 und 5 offenbart ist. Die Elektrode 11 ' gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels besteht ebenfalls aus Wolfram und besitzt eine Ge¬ samtlänge von 7,5 mm. Ihr kreiszylindrischer Kopf I Ib' besitzt einen Durchmesser von 0,35 mm und eine Länge von 1,0 mm. Der Schaft I Ia' besitzt eine Länge von 7,5 mm und seine Querabmessung senkrecht zu der Molybdänfolie 103 beträgt 0,20 mm, während seine Querabmessung parallel zur Molybdänfolie 103 mit dem Durchmesser des Kopfes I Ib' übereinstimmt. Die Elektrode 11' ist, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ebenfalls aus einem kreiszylindrischen Stift bzw. Stab mit ei¬ nem einheitlichen Durchmesser von 0,35 mm gefertigt. Die durch das Abflachen der Elektrode 11 ' im Bereich des Schaftes I Ia' entstandene Oberfläche des Schaftes I Ia' ist mit der Molybdänfolie 103 verschweißt, die zur Abdichtung des Entladungs- gefäßes 10 der in Figur 7 abgebildeten Hochdruckentladungslampe dient. Der Schaft 1 Ia' der Elektrode 11' besitzt im Querschnitt senkrecht zu ihrer Längsrichtung auf¬ grund des einseitigen Abflachens einen Umriss, der durch ein Kreissegment und eine als Kreissehne ausgebildete Strecke definiert ist, wie in Figur 5 schematisch darge¬ stellt ist.

Die Elektrode 1 1 " gemäß des dritten Alisführungsbeispiels der Erfindung .besteht aus einem zweiseitig abgeflachten Wolframstab I Ia" und einer Wolframwendel I Ib", die auf ein Ende des Wolframstabs I Ia" aufgefädelt ist und den Kopf I Ib" der Elektrode 1 1 " bildet. Die Querabmessung des Wolframstabs I Ia" senkrecht zu seinen durch das Abflachen entstandenen Oberflächen beträgt 0.20 mm. Seine Quer- abmessung parallel zu diesen Oberflächen beträgt 0,35 mm. Der Wolframstab I Ia" besitzt senkrecht zu seiner Längserstreckung einen ovalen oder rechteckigen Quer¬ schnitt. Das mit der Wendel I Ib" ausgestattete Ende der Elektrode 11 " bildet nach ihrer Montage im Entladungsgefäß 10 der Hochdruckentladungslampe das entla- dungsseitige Ende der Elektrode 11 ". Eine der durch das Abflachen entstandenen Oberflächen des Wolframstabs I Ia" ist nach der Montage der Elektrode 11 " mit der Molybdänfolie 103 verschweißt. Die in Figur 7 abgebildete und unten näher beschriebene Hochdruckentladungslampe besitzt zwei identische Elektroden, die einem der oben näher beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiele der erfindungsgemäßen Elektroden 11, 11' oder 11" entsprechen.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine quecksilberfreie Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe mit einer elektri¬ schen Leistungsaufnahme von ungefähr 35 Watt. Diese Lampe ist für den Einsatz in einem Fahrzeugscheinwerfer vorgesehen. Sie besitzt ein zweiseitig abgedichtetes Entladungsgefäß 30 aus Quarzglas mit einem Volumen von 24 mm3, in dem eine ionisierbare Füllung gasdicht eingeschlossen ist. Im Bereich des Entladungsraumes 106 ist die Innenkontur des Entladungsgefäßes 30 kreiszylindrisch und seine Außen¬ kontur ellipsoidförmig ausgebildet. Der Innendurchmesser des Entladungsraumes 106 beträgt 2,6 mm und sein Außendurchmesser beträgt 6,3 mm. Die beiden Enden 101 , 102 des Entladungsgefäßes 10 sind jeweils mittels einer darin eingeschmolze¬ nen oder eingequetschten Molybdänfolie 103, 104 abgedichtet. Die Molybdänfolien 103, 104 besitzen jeweils eine Länge von 6,5 mm, eine Breite von 2 mm und eine Dicke von 25 μm. Im Innenraum des Entladungsgefäßes 10 befinden sich zwei gleichartige Elektroden 1 1, 12, die entsprechend des oben erläuterten ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiels der Elektroden 1 1 , 1 1 ' oder 1 1 " ausgebildet sind und zwischen denen sich während des Lampenbetriebes der für die Lichtemission verantwortliche Entladungsbogen ausbildet.

Der Abstand zwischen den Elektroden 11, 12 beträgt 4,1 mm. Die Elektroden 1 1, 12 sind jeweils über eine der Molybdänfolien 103, 104 und über die sockelferne Strom¬ zuführung 13 bzw. über die sockelseitige Stromrückführung 14 elektrisch leitend mit einem elektrischen Anschluss des im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Lam- pensockels 15 verbunden. Der Überlapp B zwischen der Elektrode 11 und der mit ihr verbundenen Molybdänfolie 103 beträgt 1,3 mm + 0,15 mm. Das Entladungsgefäß 10 wird von einem Außenkolben 16 umhüllt, der aus Quarzglas oder Hartglas be¬ steht. Das Quarzglas oder Hartglas des Außenkolbens 16 ist mit den üblichen UV- Strahlung absorbierenden Zusätzen versehen. Der Außenkolben 16 besitzt einen im Sockel 15 verankerten Fortsatz 161. Der Außendurchmesser des Außenkolbens 16 beträgt 9 mm und seine Wandstärke 0,9 mm. Das Entladungsgefäß 10 weist sockel- seitig eine rohrartige Verlängerung 105 aus Quarzglas auf, in der die sockelseitige Stromzuführung 14 verläuft. Die Elektroden 11, 12, die Molybdänfolien 103, 104 und bzw. oder Stromzuführungen 13, 14 können im Bereich der abgedichteten Enden 101 , 102 des Entladungsgefäßes 10 mit Ruthenium beschichtet sein.

Die in dem Entladungsgefäß eingeschlossene ionisierbare Füllung besteht aus Xenon mit einem Kaltfülldruck von 11800 hPa, 0,25 mg Natriumjodid, 0,18 mg Scandium- jodid, 0,03 mg Zinkjodid und 0,0024 mg Indiumjodid. Die Brennspannung U der Lampe beträgt 45 Volt. Ihre Farbtemperatur beträgt 4000 Kelvin, ihr Farbort liegt in der Normfarbtafel nach DIN 5033 bei den Farbkoordinaten x=0,383 und y=0,389. Ihr Farbwiedergabeindex beträgt 65 und ihre Lichtausbeute beträgt 90 lm/W.