Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen für Allgemeinbeleuchtung oder für fotooptische Zwecke.

Stand der Technik Aus der US 6 268 698 ist eine Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß bekannt, bei der eine Zündhilfe von einem langen Gestelldraht ausgeht. Die Zündhilfe ist ein separates Bauteil, das sich in Höhe einer Kapillare in Richtung des Entladungsgefäßes erstreckt. Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass die Zündhilfe aufwendig und kostenträchtig installiert werden muss .

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, deren Zündung mit einfachen kostengünstigen Mitteln sichergestellt ist. Dies gilt insbesondere für Metallhalogenidlampen, wobei das Material des Entladungsgefäßes Keramik sein kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk ^¬ male des Anspruchs 1. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Erfindungsgemäß wird jetzt ein separates Bauteil am Ge ^¬ stell verwendet, das sich in Richtung einer Kapillare er ^¬ streckt. Das Bauteil setzt an der langen Stromzuführung, dem sog. Bügeldraht des Gestells, an, und zwar bevorzugt in einem Bereich in der Nähe der Kapillare, insbesondere wo die Elektrode in der Kapillare sitzt, aber von der Wand der Kapillare beabstandet ist.

Mit zunehmender Lebensdauer steigt die notwendige Spannung zur Zündung von Hochdruckentladungslampen an. Dies kann dazu führen, dass alte Lampen an konventionellen Zündgeräten nicht mehr starten. Die Zündfähigkeit muss jedoch über die gesamte Lebensdauer gewährleistet sein, was durch die erfindungsgemäße Anordnung sichergestellt wird, ohne dass nennenswerte Zusatzkosten entstehen. Bisher gab es dafür verschiedene Lösungsansätze. a) Dem Brennerfüllgas wird ein radioaktives Gas, bei ^¬ spielsweise Kr85, beigemischt. Die Radioaktivität bewirkt eine Ionisierung des Füllgases, welche die Durchschlags ^¬ spannung herabsetzt und so die Zündfähigkeit sicher- stellt. Jedoch wird der Gebrauch von Radioaktivität ge ^¬ setzestechnisch zunehmend eingeschränkt. b) Im Außenkolben wird ein sog. UV-Enhancer eingebaut. Dieser besteht aus einer miniaturisierten Entladungsröhre, die beim Anlegen der Zündspannung UV-Strahlung emit- tiert. Diese UV-Strahlung bewirkt ebenfalls eine Ionisie ^¬ rung des Brennerfüllgases und stellt so die Zündfähigkeit sicher, siehe EP-A 922296. c) Vom Bügeldraht wird ein Draht um die Kapillare mit der gegenpoligen Elektrode gewickelt. Beim Anlegen der Zünd- spannung entsteht so im Bereich dieser Elektrode eine dielektrisch behinderte Entladung, welche das Brennerfüllgas ionisiert und die Zündspannung herabsetzt, siehe z.B. EP-A 967631. Die jetzige Anordnung greift das Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung auf, verbessert es jedoch entscheidend.

Der Bügeldraht ist so gestaltet, dass eine Zündhilfe von dort möglichst nahe zur Kapillare mit der gegenpoligen Elektrode verläuft bzw. diese berührt. Dort entsteht, ähnlich wie bei den unter c) genannten Drahtwicklungen, eine dielektrische behinderte Entladung, die das Füllgas im Brenner ionisiert und einen Durchschlag ermöglicht. Kennzeichnend für den Lösungsansatz ist, dass im Gegen- satz zu bisherigen Lösungen die Zündhilfe ein plattenartiges Metallteil ist. Das Metallteil ist insbesondere ei ^¬ ne Folie oder ein Blechteil, insbesondere auch ein Feder ^¬ teil. Eine typische Größe für Folie oder Blechteil ist ein Rechteck mit einer Abmessung von 1 mm x 10 mm. In einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird am Bügeldraht eine Metallfolie, bevorzugt aus Molybdän oder Wolfram, angeschweißt, welche die Kapillare mit der Elektrode mit dem entgegengesetzten Potential berührt. Dort entsteht, ähnlich wie bei den unter c) genannten Drahtwicklungen, eine dielektrische behinderte Entladung, die das Füllgas im Brenner ionisiert und einen Durch ^¬ schlag ermöglicht.

Kennzeichnend für diesen Lösungsansatz ist die Verwendung einer flexiblen Folie, die aufgrund ihrer Nachgiebigkeit stets Kontakt mit der Kapillare des Entladungsgefäßes -A- hat . Hierfür muss die Folie sehr dünn sein, auf jeden Fall dünner als 200 μm, bevorzugt zwischen 20 μm und 40 μm. Die Folie hat keine mechanische Stützwirkung. Sie überdeckt die Kapillare großflächig. Die Folie kann anliegen, die Kapillare partiell oder vollständig überdecken oder die Kapillare umschlingen.

Die Folie wird am Bügeldraht entweder stoffschlüssig (z. B. durch Schweißverfahren) oder kraftschlüssig (z. B. durch Klemmen oder Krimpen) befestigt. Die Folie kann in Bezug auf die Kapillare insbesondere mit der Spitze anliegen, tangential überlappen oder die Kapillare umschlingen. Bevorzugt ist eine möglichst ein ^¬ fache Geometrie, die die Herstellung nicht beeinträch ^¬ tigt . Die Zündhilfe weist bevorzugt einen geringsten Abstand zur gegenpoligen stromführenden Elektrode auf, wobei der Ort des geringsten Abstands möglichst in der Nähe des ei ^¬ gentlichen Entladungsgefäßes liegen sollte.

Es werden erfindungsgemäß keine radioaktiven Beimischun- gen mehr benötigt. Eine an der Kapillare geführte Folie ist bei einseitig gesockelten Lampen fertigungstechnisch sehr einfach zu realisieren und zwar wesentlich einfacher als eine Drahtumwicklung der Kapillare. Außerdem benötigt die Folie im Gegensatz zu UV-Enhancern kaum zusätzlichen Platz in Außenkolben. Das Risiko, dass die Zündhilfe auf ^¬ grund einer schlechten Fügeverbindung zum Bügeldraht während der Lebensdauer seine Funktionalität oder Lage ver ^¬ liert, ist praktisch nicht gegeben, da eine Folie relativ großflächig befestigt werden kann. Eine am Bügeldraht angeschweißte Folie ist bei einseitig gesockelten Lampen fertigungstechnisch sehr einfach zu realisieren; wesentlich einfacher als eine Drahtumwicklung der Kapillare. Außerdem benötigt diese Folie im Ge- gensatz zu UV-Enhancern keinen zusätzlichen Platz in Außenkolben .

Durch ihre mechanische Nachgiebigkeit kann eine Folie mit Vorspannung gegen die Kapillare gepresst werden, wodurch ein sicherer und dauerhafter Kontakt gewährleistet ist. Die Folie kann auch beschichtet oder dotiert sein.

Eine Folie kann gut geknickt werden und bleibt danach trotzdem formstabil. Sie kann jedoch auch durch geschickte geeignete Anordnung formstabil erhalten werden.

In einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird am Bügeldraht ein Metallblech, bevorzugt aus Edelstahl, angeschweißt, welche die Kapillare teilweise oder vollstän ^¬ dig umgibt .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zei- gen:

Fig. 1 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, ers ^¬ tes Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, zwei ^¬ tes Ausführungsbeispiel; Fig. 3 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, drit ^¬ tes Ausführungsbeispiel; Fig. 4 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, vier ^¬ tes Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, fünf ^¬ tes Ausführungsbeispiel; Fig. 6 bis 15 weitere Ausführungsbeispiele einer Hoch ^¬ druckentladungslampe .

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt den Aufbau einer Hochdruckentladungslampe 1 stark schematisiert. Sie besitzt ein Entladungsgefäß 2, das in einem Außenkolben 3 untergebracht sind. Die äuße- ren Zuführungen 4 des Entladungsgefäßes, die Elektroden im Innern kontaktieren, sind mit zwei Gestelldrähten 5 und 6 verbunden. Ein kurzer Gestelldraht 5 führt zu einer ersten Folie 7 in einer Quetschung 8 des Außenkolbens. Ein langer Gestelldraht 6, häufig Bügeldraht genannt, führt zu einer zweiten Folie 7 in der Quetschung 8. Das Entladungsgefäß 2 besitzt an seinen Enden jeweils eine Kapillare 10, wie an sich bekannt, sowie eine Füllung, die Metallhalogenide enthält, wie ebenfalls an sich be ^¬ kannt. Dabei kann Hg enthalten sein, sowie Edelgas. Zwei Elektroden stehen sich im Innern des Entladungsgefäßes gegenüber, wie ebenfalls an sich bekannt, aber hier nicht dargestellt. Eine typische Füllung ist ein ionisierbares Gas, in der Regel Argon oder Xenon, Quecksilber und Metallhalogenide . Der Bügeldraht 6 ist im wesentlichen parallel zur Achse A des Entladungsgefäßes an diesem entlanggeführt zur von der Quetschung 8 entfernten zweiten Kapillare 10. Dort ist er mit der Zuführung 4 verbunden. Am Bügeldraht 6 ist im Bereich der ersten Kapillare 10 in Richtung zur Kapillare hin in eine Folie 11 angeschweißt, die in etwa rechteckig geschnitten ist. Das freie Ende 12 der Folie reicht etwa bis zur Höhe der Kapillare 10. Es kann die Kapillare gerade noch berühren oder auch tangential an der Kapillare vorbeigeführt sein, siehe Figur 2.

In Figur 3 ist die Folie 11 so lang, dass ihr freies Ende 12 zumindest teilweise um die Kapillare 10 herumgeschlun ^¬ gen ist. Dabei endet die Folie in der Nähe der Kapillare 10.

In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das die Formstabilität erzwingt. Dabei ist die Folie 11 so lang, dass sie mehr als zweimal so lang wie der Abstand zwi ^¬ schen Bügeldraht 6 und Kapillare 10 ist. Dadurch ist es möglich, die Folie 11 etwa in ihrer Mitte 15 am Bügel ^¬ draht 6 zu befestigen. Die Schenkel 16 erstrecken sich in Richtung der Kapillare 10. Beide Schenkel 16 sind zu ^¬ nächst frei, jedoch sind Schenkel 16 bis jenseits der Ka ^¬ pillare 10 der gegenpoligen Elektrode geführt und berüh- ren auf zwei gegenüberliegenden Seiten 18 die Kapillare 10. Die freien Enden 17 der Folie sind hinter der Kapillare 10 noch so lang, dass sie in spitzem Winkeln aneinander gelegt und verbunden, insbesondere verschweißt, werden können. Dadurch ist die Kapillare 10 zwischen den beiden Schenkeln 16 der Folie eingeklemmt. Die Zündhilfe wirkt von zwei Seiten 18.

Figur 5 zeigt eine ähnliche Konfiguration mit zwei freien

Schenkeln 16 der Folie. Dabei ist aber nicht das freie

Ende jedes Schenkels verbunden, sondern ein Bereich 20 etwa in der Mitte zwischen Bügeldraht 6 und Kapillare 10. Die Kapillare 10 wird dadurch zwischen die freien Enden 17 der Folie eingeklemmt. Hier kann die Gesamtlänge der Folie kürzer als bei Figur 4 gewählt werden.

Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei plat- tenartige Folien 25 verwendet werden. Beide Folien sind eben und liegen an gegenüberliegenden Seiten 18, 28 sowohl an dem Bügeldraht 6 als auch an der Kapillare 10 an.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine lange Folie 11 so um den Bügeldraht 6 geschlungen ist, dass ih- re beiden freien Enden jeweils an der Kapillare 10 an ge ^¬ genüberliegenden Seiten 18 rein mechanisch anliegen.

Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Folie 11 mehrere Abwinkelungen aufweist. Das erste Ende 26 der Folie ist mit dem Bügeldraht 6 verschweißt, das zweite Ende 27 der Folie endet etwa in Höhe der Kapillare 10. Die Folie 11 weist einen ersten Knick 30 in Höhe der Ka ^¬ pillare, aber auf der gegenüberliegenden Seite des freien Endes 27, auf. Vom ersten Knick 30 ist die Folie an einen ersten Berührpunkt 38 mit der Kapillare 10 geführt, bis zu einem zweiten Knickpunkt 68. Von dort ist die Folie zu einem zweiten Berührpunkt 48 an die Kapillare 10 geführt und endet kurz danach mit dem freien Ende 27. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Berührpunkte 38, 48 vorhan ^¬ den, die etwa um 90° gegeneinander auf dem kreisförmigen Umfang der Kapillare versetzt sind. Hier ist das Wir ^¬ kungsvolumen der Zündhilfe besonders hoch.

Ein Abwandlung dieser Konstruktion zeigt Figur 9. Auch hier sind zwei Berührpunkte vorhanden. Jedoch hat die Fo ^¬ lie 11 nur einen Knickpunkt 39. Das erste Ende 26 der Fo- lie ist auf einer ersten Seite des Bügeldrahts 6 befes- tigt. Die Folie ist von hier aus diagonal auf die gegenü ^¬ berliegende Seite der Kapillare 10 geführt und hat dort einen ersten tangentialen Berührpunkt 38. Erst danach ist die Folie 11 am Punkt 39 spitzwinkelig geknickt und zur Kapillare 10 bis zum zweiten Berührpunkt 48 zurückge ^¬ führt. Auch der zweite Berührpunkt ist tangential be ^¬ rührt. Das freie Ende 27 der Folie 11 endet kurz danach. Hier ist also ein einziger Knickpunkt 39 zwischen zwei Berührpunkten 38 und 48 angeordnet. Ihr Abstand auf dem Umfang der Kapillare ist etwa 110° bis 130°.

Generell sollte bevorzugt der minimale Abstand zwischen Folie 11 und Kapillare 10 höchstens 1 mm sein. Insbeson ^¬ dere liegt die Folie an der Kapillare an.

Figur 10 zeigt ein Detail eines keramischen Entladungsge- fäßes 30. Vorteilhaft ist, wenn die Zündhilfe, repräsen ^¬ tiert durch die Folie 11, möglichst in demjenigen Bereich den kürzesten Abstand zur Kapillare 10 hat, in dem der Schaft 21 der Elektrode, oder auch die Durchführung, in der Kapillare 10 sitzt. Vorteilhaft kann dabei ein relativ großer Abstand zur Wand 31 der Kapillare vorhanden sein, so dass hier ein relativ großes ionisierbares Volumen vorhanden ist. Gene ^¬ rell sollte diese Zündhilfe in den ersten 20 % der Länge L der Kapillare sitzen, damit ein Teil der inhomogenen Feldstärke sich möglichst weit in das Entladungsvolumen 32 hinein erstreckt. Der hintere Teil des Schaftes oder auch die Durchführung 34 ist häufig mit einer Spirale 35 umwickelt, um dort das Totvolumen möglichst klein zu ma ^¬ chen . Figur 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Entladungsgefäßes 40 mit Ende 41 , bei dem die Kapillare durch einen separaten Stopfen 25 repräsentiert ist. Auch hier ist vorteilhaft, wenn die Folie 11 möglichst nah an der Kapillare knapp unterhalb des Endes 41 des Entla ^¬ dungsgefäßes, sitzt.

Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel wobei eine Zünd ^¬ hilfe hier als Metallblech 45 geformt ist. Das Metall ^¬ blech ist mit einem abgewinkelten Ende 46 am Bügeldraht 6 befestigt, ähnlich wie in EP 316617 erläutert. Der in ei ^¬ ner Ebene quer zur Achse A liegende Korpus 47 des Teils ist bevorzugt plattenartig und an einem Ende U-förmig zu zwei Schenkeln 49 geschlitzt, wobei dieses Ende die Ka ^¬ pillare zangenartig umschließt um zwei „Berührpunkte" zu schaffen.

Figur 13 zeigt ein Metallblech 45, bei dem der Korpus 47 plattenartig ist mit einem zentralen Loch 50, das die Ka ^¬ pillare 10 locker aufnimmt.

Figur 14 zeigt ein Metallblech 45, bei dem der Korpus 47 plattenartig ist, mit einer grundsätzlich L-förmigen Struktur, bei der ein langer Schenkel 55 und ein kurzer, davon um etwa 90° abgewinkelter, Schenkel 56 die Kapilla ^¬ re 10 etwa halb umgeben.

Figur 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Folie 11 in Abwandlung der Konstruktion von Figur 9. Hier ist nur ein Berührpunkt 60 vorhanden. Jedoch hat die Folie 11 eine Reihe von Knickpunkten 61, die ziehharmonika-artig zwischen erstem Ende 26 und zweitem Ende 27 der Folie aufgereiht sind. Das erste Ende 26 der Folie ist auf ei- ner ersten Seite des Bügeldrahts 6 befestigt. Die Folie ist von hier aus im Prinzip geradlinig, aber im Detail zickzack-artig zur Kapillare 10 geführt und hat dort ei ^¬ nen tangentialen Berührpunkt 60. dies ist möglich, weil der letzte Knickpunkt 61 das freie Ende 27 geeignet ab- winkelt.

Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer nume ^¬ rierten Aufzählung sind:

1. Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, mit einem ke ^¬ ramischen Entladungsgefäß, das in einem Außenkolben untergebracht ist, wobei das Entladungsgefäß zwei En ^¬ den mit Kapillaren aufweist, in denen Elektroden befestigt sind, wobei ein Gestell mit Bügeldraht das Entladungsgefäß in dem Außenkolben haltert, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügeldraht zur Kapillare der gegenpoligen Elektrode hin eine plattenartige Zünd ^¬ hilfe aufweist, die insbesondere als Folie oder Blattfederteil konzipiert ist.

2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet , dass die Zündhilfe eine Folie ist, de- ren Ebene achsparallel angeordnet ist.

3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet , dass ein Ende der Folie mit dem Bügel ^¬ draht verbunden ist und das zweite Ende frei ist und in der Nähe der Kapillare endet. 4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet , dass das freie Ende teilweise um die Kapillare herumgebogen ist. 5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet , dass etwa die Mitte der Folie mit dem Bügeldraht zumindest mechanisch oder auch kraft ^¬ schlüssig verbunden ist, während beide Schenkel sich mindestens bis zu gegenüberliegenden Seiten der Kapillare erstrecken und dort freie Enden aufweisen.

6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet , dass die freien Enden der Schenkel jen ^¬ seits der Kapillare miteinander verbunden sind. 7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch ge ^¬ kennzeichnet, dass die Schenkel diesseits der Kapil ^¬ lare miteinander verbunden sind.

8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet , dass das freie Ende der Folie zwei Knickpunkte in der Nähe der Kapillare aufweisen, wo ^¬ bei die Faltung der Knicke so gewählt ist, dass zwei Berührpunkte mit der Kapillare auf dem Umfang der Ka ^¬ pillare um etwa 70 bis 110° gegeneinander versetzt sind, wobei der zweite Knickpunkt zwischen den beiden Berührpunkten liegt.

9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet , dass das freie Ende der Folie einen Knickpunkt in der Nähe der Kapillare aufweist, wobei die Faltung des Knicks so gewählt ist, dass zwei Be- rührpunkte mit der Kapillare auf dem Umfang der Ka ^¬ pillare um etwa 70 bis 110° gegeneinander versetzt sind, wobei der Knickpunkt zwischen den beiden Be ^¬ rührpunkten liegt. 10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfe ein Federteil ist, das plattenartig gestanzt ist, wobei die Ebene der Platte quer zur Achse A angeordnet ist. 11. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte im wesentlichen U- förmig ist, wobei die freien Schenkel des U die Ka ^¬ pillare umfassen.

12. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte ein Loch aufweist, wobei die Kapillare in dem Loch sitzt.

13. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte im wesentlichen L- förmig ist, wobei die Schenkel des L die Kapillare teilweise umfassen.

14. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillare integral mit dem Entladungsgefäß ist.

15. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß eine Metall- halogenidfüllung aufweist.