Die Erfindung betri f ft eine gattungsgemäße Gasentladungslampe , welche ausgebildet ist zur Erzeugung hoher Lichtintensitäten bei hohen elektrischen Betriebsspannungen, welche beispielsweise mit Luft oder Wasser gekühlt werden . Sie betri f ft insbesondere ein Lampenfeld, welches mehrere , dicht benachbart zueinander angeordnete Gasentladungslampenanordnungen umfasst . Die Erfindung betri f ft ebenso die Verwendung einer solchen Gasentladungslampe .

Eine gattungsgemäße Gasentladungslampe umfasst ein geschlossenes , für elektromagnetische Strahlung zumindest im sichtbaren Bereich transparentes Entladungsgefäß , dessen Hohlraum mit einem Gas gefüllt ist . Sie umfasst weiter zwei , j eweils an einem Ende und innerhalb des Entladungsgefäßes angeordnete Elektroden zur Erzeugung einer Gasentladung . Die zwei Elektroden werden durch zwei elektrische Leiter kontaktiert , welche durch j eweils einen gasdicht ausgebildeten Durchgang in der Wandung des Entladungsgefäßes zur Elektrode geführt sind .

Zumindest j ener elektrische Leiter, welcher auf einem, relativ zu Erdpotential , hohen elektrischen Potential liegt , wird in einem an die Wandung des Entladungsgefäßes angrenzenden äußeren Abschnitt elektrisch isolierend umhüllt . Diese Umhüllung wird allgemein als Elektrische Dichtung bezeichnet und verhindert einen Überschlag vom elektrischen Leiter auf benachbarte Vorrichtungen oder Bestandteile der Gasentladungslampe .

Mit hohen Betriebsspannungen sind Spannungen von mehreren Kilovolt bis zu mehreren zehn Kilovolt , in Sonderfällen bis zu hundert Kilovolt gemeint . Mit dicht benachbarten Lampen sind Abstände direkter Nachbarn in der Größenordnung des Durchmessers des Plasmaschlauchs gemeint . Mit hohen Lichtintensitäten sind Lichtleistungen von über I kW/cm ² bis ungefähr 100kW/cm ² von der Oberfläche des Entladungsgefäßes gemeint .

Typischerweise haben Gasentladungslampen mit einer solchen Lichtintensität eine Lichtbogenlänge von über einem halben Meter bis zu mehreren Metern, in Sonderfällen bis zu zehn Metern . Anstelle einer einzelnen Gasentladungslampe ist es möglich mehrere Lampen in Reihe zu schalten, wobei sich die Lichtbogenlängen der einzelnen Lampen zu einer Gesamtlichtbogenlänge auf addiert . An beiden Enden der Lampenreihe wird dann die gleiche Spannung angelegt wie bei einer einzigen Lampe mit einer Lichtbogenlänge , die der Gesamtlichtbogenlänge der Lampenreihe entspricht , um in erster Näherung die gleichen Betriebsparameter zu erreichen .

Für manche Anwendungen werden die Gasentladungslampen nur kurz zeitig mit weniger als einer Sekunde , beispielsweise eine Millisekunde lang oder kürzer, auch im Mikrosekundenbereich, als Blitzlampen betrieben . Um eine größere Fläche , von beispielsweise hundert

Quadrat Zentimetern oder mehreren Quadratmetern homogen mit einer hohen Lichtintensität zu beleuchten, können mehrere Blitzlampen mit einer zylinderförmigen Geometrie parallel zueinander in einer Ebene angeordnet werden . Anwendung finden solche Lampenfelder beim sogenannten „Flash Lamp Annealing" oder „Photonic Sintering" oder beschichtetes Architekturglas .

Bei hohen Lichtintensitäten, z . B . zehn Kilowatt pro Quadrat Zentimeter für einen Zeitraum von beispielsweise einer Millisekunde , degradieren Polymere erheblich, insbesondere bei der Emission von ultraviolettem (UV) Licht durch die Blitzlampen . Der UV-Anteil im Lampenspektrum kann durch Dotierung des Glaskörpers der Blitzlampe mit Cerium nahezu vollständig absorbiert werden . Allerdings reduziert sich dadurch die Lebensdauer der Blitzlampe oder es kommt zur Überhitzung des Glaskörpers schon bei einem Belichtungspuls . Manche Anwendungs fälle , z . B . Desinfektion von Atemluft oder Reinigung von Abwasser beruhen auf die Wirkung von UV-Licht , sodass eine Dotierung nicht möglich ist .

Bei der parallelen Anordnung von Gasentladungslampen in einer Ebene zur Belichtung der zuvor beschriebenen größeren Flächen können sogenannte Kriechstrecken oder Luftstrecken oftmals nicht eingehalten werden aufgrund geringer Abstände , die zur Erzeugung hoher Lichtintensitäten bei gleichzeitig homogener Beleuchtung erforderlich sind .

Mit Kriechstrecken sind Strecken auf Oberflächen von I solatoren gemeint , auf denen sich Gleitladungen zwischen zwei elektrischen Leitern bewegen können bei Luft als an den I solator angrenzendes Medium . Mit Luftstrecken ist der Abstand zwischen zwei elektrischen Leitern gemeint zwischen denen nur Luft oder ein Inertgas existiert . Im Fall von de-ionisiertem Wasser, welches beispielsweise zur Kühlung von Gasentladungslampen eingesetzt werden kann, oder auch anderen, gas förmigen Medien ergeben sich entsprechende Kriech- und Flüssigkeitsstrecken .

Als allgemein bekannte Regel für Gleichspannungen kann eine Kriechstrecke von mindestens einem Zentimeter pro Kilovolt und eine Luftstrecke von mindestens einem halben Zentimeter pro Kilovolt angesetzt werden, die erforderlich ist , um Gleitladungen oder Ionisation von Luft in signi fikanten Umfang bzw . einen elektrischen Überschlag zwischen den Leitern zu verhindern . Beispielsweise sollte eine Luftstrecke von 15 Zentimetern zwischen zwei Drähten bei einem Spannungsunterschied von 30 Kilovolt nicht unterschritten werden . Erheblichen Einfluss auf die tatsächlichen Größen hat die Geometrie der Oberflächen . Beispielsweise erhöhen kleine Spitzen auf Leitern die Feldstärke , sodass die Ionisation von Luft schon bei geringeren Spannungen möglich ist . Ebenso verhält es sich bei elektrisch isolierenden Oberflächen mit einem Wasserfilm und Verschmutzungen .

Wenn beispielsweise ein Abstand von einem Zentimeter zwischen zwei Zuleitungen der Blitzlampen zur Erreichung hoher Lichtintensitäten gewünscht ist , dann muss bei einer Betriebsspannung von 20 Kilovolt ein zusätzlicher I solator zwischen den Zuleitungen eingebracht werden, da die notwendige Mindestluf tstrecke um den Faktor zehn größer wäre . Typischerweise werden daher die Zuleitungen mit I solatoren wie Keramiken oder Polymeren ummantelt . Keramische Materialien sind aufwendig herzustellen, mechanisch wenig flexibel und besitzen eine geringe Thermoschockfestigkeit im Vergleich zu Polymeren . Deshalb werden i . a . Polymere für die elektrischen Zuleitungen bei Spannungen im Kilovoltbereich verwendet .

Besondere Anforderungen an die elektrische I solation bei Gasentladungslampen in den oben erwähnten hohen Spannungsbereichen bei kleinen Abständen ergeben sich zwischen dem Ende der elektrischen Zuleitung und dem Glaskörper der Gasentladungslampe , im Folgenden als „Elektrische Dichtung" bezeichnet . Das sind insbesondere eine hohe Betriebstemperatur, die in manchen Fällen bis zu mehreren hundert Grad Kelvin über der Raumtemperatur betragen kann, eine sehr hohe UV-Stabilität , eine gute Haftung auf dem Glaskörper der Lampe und dem Polymer der Zuleitung, eine hohe mechanische Flexibilität oder ein zumindest nahezu gleicher thermischer Ausdehnungskoef fi zient wie der Glaskörper und eine ausreichend hohe elektrische Durchschlags festigkeit .

Die Elektrische Dichtung muss auch Kriechströme zwischen dem Dichtungsmaterial selbst und dem Glaskörper der Gasentladungslampe sowie zwischen dem Dichtungsmaterial und dem Polymer der Zuleitung unterbinden, d . h . eine gasdichte Verbindung zu den genannten Materialien aufweisen . Ein Problem stellt regelmäßig die Alterung der Elektrischen Dichtung durch das Licht der Gasentladungslampe dar, insbesondere wenn deren Spektrum einen signi fikanten UV- Anteil aufweist . Infolgedessen verliert die Elektrische Dichtung im Laufe der Verwendung ihre elektrische I solation, womit das Auftreten von Kriechströmen verbunden sein kann, die letztendlich zur Zerstörung der Gasentladungslampe und weiterer Komponenten der Anlage führen, in welcher die Lampen verwendet werden .

Dieser Degradationsprozess kann sehr rasch voranschreiten, d . h . innerhalb weniger Minuten im Betrieb . Durch verschiedene Maßnahmen kann dieser Prozess zwar verzögert , aber nicht verhindert bzw . nicht befriedigend lang verzögert werden . Generell gibt es kein Polymer, welches eine ausreichend hohe UV-Stabilität aufweist , da die Photonenenergie deutlich größer ist als die Bindungsenergie im Polymer . Wie bereits erwähnt wurden bisher keine anderen Materialien gefunden, die allen Anforderungen an die Elektrische Dichtung genügen .

Auch keramische Klebstof fe , die einen ähnlichen Ausdehnungskoef fi zienten wie das Quarzglas haben, sind nur bedingt geeignet , da diese im Betrieb der Gasentladungslampe als Blitzlampe keine ausreichende Thermoschockfestigkeit auf der Oberfläche zum Glas haben, d . h . es kommt zum Aufbrechen der Keramik im Laufe des Betriebs . Außerdem ist es schwierig mit der Keramik eine gasdichte Verbindung zum Polymer der Zuleitung dauerhaft zu gewährleisten . Ein weiterer, nicht unwichtiger Aspekt ist , dass bei einem routinemäßigen Lampenwechsel die Keramik im Vergleich zu einem Schrumpf schlauch nicht einfach auf geschnitten werden kann . Folglich muss bei einem Lampenwechsel die Zuleitung erneuert werden .

Es konnte bisher noch kein geeignetes Material gefunden werden, welches alle genannten Anforderungen einer Elektrischen Dichtung befriedigend erfüllt .

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe , eine Gasentladungslampe anzugeben, mit welcher für die genannten hohen Betriebsspannungen die Anforderungen an die Elektrische Dichtung erfüllt werden können .

Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst , wobei darauf abgestellt ist , dass die bisherigen Anforderungen an das elektrisch isolierende Material der Elektrischen Dichtung durch eine Veränderung der Bauform der Gasentladungslampe umgangen werden sollen und so die zum Stand der Technik beschriebene Problematik der Elektrischen Dichtung vermieden, zumindest j edoch vermindert und die Lebensdauer der Gasentladungslampe signi fikant erhöht wird .

Mit der geänderten Bauform sind u . a . weitere Vorteile hinsichtlich Montage der Lampe in einem Gehäuse verknüpft . Insbesondere eignet sich die geänderte Gasentladungslampe zur Anordnung in einem Lampenfeld mit den eingangs genannten geringen Abständen zwischen den einzelnen Gasentladungslampen .

Eine erfindungsgemäße Gasentladungslampe umfasst eine oder mehrere elektrisch isolierende Schirmungen, welche ene äußeren Bestandteile der Gasentladungsröhre umgeben, welche mit einer Spannung von einem Kilovolt , bevorzugt von mehr als zehn Kilovolt und bis zu hundert Kilovolt betrieben werden . Die Schirmung ist mit einem ersten Ende mit dem Entladungsgefäß verbunden und an seinem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende of fen .

Im Gegensatz zu einer elektrisch isolierenden Ummantelung eines Leiters gemäß dem Stand der Technik ist die Schirmung zumindest abschnittsweise mit einem Abstand zur umhüllten Oberfläche , d . h . zumindest des elektrischen Leiters , ausgebildet . Der Abstand zwischen der inneren, dem elektrischen Leiter zugewandten Oberfläche der Schirmung und dem elektrischen Leiter ist zumindest in j eder Schirmung ein Abschnitt ausgebildet , welcher an die Verbindung der Schirmung mit dem Entladungsgefäß angrenzt . Optional kann der Abstand über die Länge der Schirmung bis zu dessen zweiten Ende geführt werden . Die Länge der beabstandeten Schirmung ergibt sich insbesondere aus der Länge der zu schirmenden Bestandteile der Gasentladungslampe .

Die zumindest eine Schirmung ersetzt die aus dem Stand der Technik bekannten Elektrischen Dichtungen und stehen in Verbindung mit zumindest enem einen Ende , alternativ mit beiden Enden des Entladungsgefäßes der Gasentladungslampe auf dessen Elektrode bzw . Elektroden das hohe Betriebspotential liegt . Nachfolgend wird die Erfindung an nur einem elektrisch zu dichtenden Ende einer Gasentladungslampe beschrieben . In Analogie dazu ist die Erfindung auf zwei Elektrische Dichtungen anwendbar .

Die Entladungsgefäße von Gasentladungslampen bestehen derzeit allgemein aus Glas , insbesondere aus Quarzglas aufgrund dessen hohen Transparenz für elektromagnetische Strahlung vom Ultraviolett- bis zum Infrarotstrahlungsbereich, dessen geringem thermischen Ausdehnungskoef fi zient und damit zusammenhängend dessen hoher Thermoschockbeständigkeit sowie dessen hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit . Diese Eigenschaften quali fi zieren Quarzglas insbesondere für die Verwendung bei den oben genannten hohen Betriebsspannungen, hohen Lichtleistungen und damit verbunden den steilen Temperaturf lanken, die mit Blitzlampen realisierbar sind . Die Erfindung ist j edoch auch für Gasentladungslampen anwendbar, welche zum Glas , insbesondere zum Quarzglas , vergleichbare transparente und elektrisch isolierende Materialien mit den oben genannten Eigenschaften verwenden . Das tri f ft auch auf solche Gasentladungslampen zu, welche mit fortschreitender Werkstof f entwicklung, beispielsweise bei keramischen Gläsern, zukünftig zur Verfügung stehen könnten .

Die erfindungsgemäße Elektrische Dichtung realisiert aufgrund des gewählten Materials eine elektrisch isolierende Umhüllung . Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Material der Schirmung einen elektrisch isolierenden Festkörper als wesentlichen Bestandteil . Das Material der Schirmung sowie deren Verbindung mit dem Entladungsgefäß umfasst j edoch kein Polymer .

Ein Material , welches einen elektrisch isolierenden Festkörper als wesentlichen Bestandteil umfasst , soll hier eine solche Material zusammensetzung verstanden sein, bei welcher der wesentliche und die elektrische I solierung bestimmende Bestandteil der elektrisch isolierende Festkörper ist . Das schließt ein, dass technologisch bedingte Verunreinigungen oder technologisch bedingte Beimengungen, die zur Herstellung der Schirmung oder der Einstellung und Aufrechterhaltung beispielsweise der optischen Eigenschaften dienlich sind, enthalten sein können . Derartige Verunreinigungen oder technologische Beimengungen liegen meist im Bereich von einigen, kleiner 10 % des Festkörpers .

Von Vorteil ist insbesondere , dass die Schirmung kein Polymer umfasst , so dass die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermieden werden können . Die zum elektrischen Leiter beabstandete Schirmung gestattet es zudem entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, dass auch der elektrische Leiter ohne Polymerummantelung verwendet werden kann .

Beispielsweise kann die Schirmung wie auch das Entladungsgefäß aus dem gleichen Material bestehen, beispielsweise aus Quarzglas oder einem anderen für beide Bestandteile geeigneten Material . Das gestattet eine integrale Ausbildung beider Bestandteile der Gasentladungslampe . Von Vorteil ist in diesem Fall ebenso der gleiche oder zumindest nahezu gleiche Ausdehnungskoef fi zient und die Temperaturschockfestigkeit beider miteinander verbundenen Materialien . Daraus schließend können auch zukünftige Materialentwicklungen, welche das Entladungsgefäß einer Gasentladungslampe betref fen, für die Schirmung genutzt werden . Die Schirmung umhüllt zumindest den elektrischen Leiter, welcher zur im Entladungsgefäß angeordneten Anode bzw . Kathode durch die Wandung des Entladungsgefäßes geführt ist .

Sofern der elektrische Leiter mit einer elektrischen Kontaktelektrode außerhalb des Entladungsgefäßes verbunden ist , wird entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung auch die Kontaktelektrode von der Schirmung umhüllt . Die Schirmung reicht in diesem Fall über den Bereich der elektrischen Kontaktelektroden hinaus zur Vergrößerung von isolierend geschirmten Kriech- und Luftstrecken zwischen den Kontaktelektroden und leitfähigen Oberflächen, die ein von den Kontaktelektroden verschiedenes elektrisches Potential aufweisen .

Das heißt , die Schirmung umhüllt j ene Komponenten, auf bzw . von denen Kriechströme oder Stoßionisationen von Luftstrecken auf treten können . Solche Komponenten können beispielsweise Kontaktbuchsen, ummantelte oder optional im Anschluss an die Kontaktbuchse über einen definierten Abschnitt nicht isolierte elektrische Leitungen oder andere Komponenten sein . Die Schirmung verlängert die Kriech- und Luf tstrecken, so dass auf die Ausbildung einer konventionellen Elektrischen Dichtung im Bereich der Schirmung ganz oder zumindest abschnittsweise verzichtet werden kann . Zu diesem Zweck kann in Abhängigkeit von minimalen Kriech- oder Luf tstrecken, welche u . a . durch die Betriebsspannungen vorgegeben sind, die Länge der Schirmungen frei gewählt werden . Bevorzugt werden die erforderlichen Mindestkriech- bzw . Luftstrecken durch die Schirmung eingehalten, d . h . der Überstand des zweiten, of fenen Endes der Schirmung ist gleich oder größer als die aufgrund der Betriebsparameter zu erwartenden minimalen Kriech- und Luf tstrecken . Optional sind auch Elektrische Dichtungen einsetzbar, an welche j edoch geringere als die oben zum Stand der Technik angeführten Anforderungen stehen können .

Aufgrund des of fenen zweiten Endes der Schirmung kann eine Kontaktbuchse am Ende einer Anschlussleitung für die Gasentladungslampe einfach auf die innerhalb der Schirmung liegende Kontaktelektrode gesteckt werden . Damit ist der routinemäßige Lampenwechsel sehr einfach zu bewerkstelligen .

Eine weitere Verlängerung der Kriechstrecken kann entsprechend einer Ausgestaltung der Gasentladungslampe durch eine geeignete Strukturierung der Schirmung erfolgen . Im Querschnitt betrachtet können zumindest auf der inneren Oberfläche der Schirmung dreidimensionale , geometrische Strukturen ausgebildet sein, welche in den von der Schirmung umgebenen Raum ragen und somit die innere Oberfläche der Schirmung vergrößern . Beispielsweise sind mäanderf örmige oder andere Oberflächenverläufe zur weiteren Verlängerung der Kriechstrecken geeignet . Alternativ und mit gleichem Ef fekt kann die Wandung der Schirmung solche Verläufe aufweisen .

Die Schirmung kann entsprechend verschiedener Ausgestaltungen integral mit dem zylinderförmigen Glasrohr der Gasentladungslampe ausgebildet oder mit diesem verbunden sein . I st die Verbindung der Schirmung mit dem Entladungsgefäß integral ausgebildet , kann die Schirmung bereits bei der Herstellung des Entladungsgefäßes hinzugefügt werden . Von Vorteil ist dabei die Aus führung der Schirmung aus demselben Material , beispielsweise Quarzglas . Andere Aus führungen der Schirmung sind möglich, sofern die miteinander kombinierten Materialien ein ausreichend kompatibles thermisches Ausdehnungsverhalten zeigen . Andere , auch nachträgliche Verbindungen sind unter der gleichen Maßgabe möglich, sofern diese nicht durch das Licht dieser oder benachbarter Gasentladungslampen geschwächt oder zerstört werden .

Die Schirmung besteht bevorzugt aus einem zylinderförmigen Rohr, bei dem optional die Kontaktelektroden auf der Hauptachse des Zylinders des Entladungsgefäßes liegen können .

Die Schirmung kann eine Einschnürung aufweisen, insbesondere , um an dieser Stelle eine Lampenhalterung, einen Lichtreflektor oder andere Bestandteile nahe der Hauptachse der Gasentladungslampe anzuordnen . Eine Einschnürung kann sich direkt an eine Verj üngung am zugehörigen Ende des Entladungsgefäßes der Gasentladungslampe anschließen oder die Begrenzung zwischen Schirmung und Entladungsgefäß bilden . In einer solchen Position der Einschnürung kann ein Lichtreflektor angeordnet sein, welcher den verringerten Durchmesser der Wandung eng umgibt und so einen maximalen Schutz der in der Schirmung liegenden Komponenten der Gasentladungslampe vor deren Licht gestattet . Augenscheinlich kann es in Abhängigkeit des für den Lichtreflektor verwendeten Materials von Vorteil sein, wenn dieser eine umlaufenden Spalt zur Wandung des Entladungsgefäßes und/oder zur Schirmung aufweist .

Die Schirmung weist bevorzugt den gleichen oder einen größeren oder einen kleineren inneren Durchmesser auf im Vergleich zum inneren Durchmesser des zylinderförmigen Glasrohrs der Gasentladungslampe . In Abhängigkeit von einer der genannten Varianten, kann eine gute Zugänglichkeit für die Kontaktelektrode innerhalb der Schirmung oder eine Verminderung des Platzbedarfs oder kompakte , mit vermindertem Aufwand herstellbare Gasentladungslampe zur Verfügung stehen . Weitere Anforderungen der Anwendung der Gasentladungslampe können für die Gestalt der Schirmungen maßgeblich sein .

Die Schirmungen können an ihrem, dem Glaskörper der Gasentladungslampe abgewandten zweiten Ende , of fen oder verschließbar sein . Ein Verschluss kann Durchgänge zur Einleitung eines Kühlmediums in ein Hüllrohr der Gasentladungslampe und/oder zur Durchführung einer elektrischen Leitung aufweisen . Der Verschluss der Schirmung kann zudem mittels einer Lampenhalterung ausgebildet sein, welche geeignet ist , die Gasentladungslampe zu montieren, beispielsweise in einem Gehäuse oder einer komplexen Vorrichtung .

Die Lampenhalterung kann so wesentlich weiter von der Lichtquelle entfernt sein, sodass im Fall der Verwendung von Polymeren für die Halterung diese einer wesentlich geringeren UV-Strahlung ausgesetzt sind und/oder Schutzvorrichtungen wie der oben beschriebene Lichtreflektor eingesetzt werden können . Der Lichtreflektor kann beispielsweise am Ende des Gasentladungsgefäßes angeordnet sein . Er kann beispielsweise in einer Einschnürung der Schirmung angeordnet sein, die beispielsweise am ersten Ende der Schirmung angeordnet ist .

Von den Kontaktelektroden ausgehende Anschlussleitungen können innerhalb der, bevorzugt verschlossenen, Schirmung ohne Ummantelung ausgebildet sein . Insbesondere kann auf einen elektrisch isolierenden Mantel aus einem Polymer verzichtet und so auch die Lebensdauer der Anschlussleitung verlängert werden .

Die Ausbildung einer Schirmung anstelle der traditionellen Elektrischen Dichtung unterstützt auch eine Kühlung der Gasentladungslampe mit einer Kühl flüssigkeit , da die Schirmung ausgebildet sein kann, um ein Volumen um die Anschlussleitung und bevorzugt auch um die Kontaktelektrode abzuschließen .

Ein das Entladungsgefäß mit einem Abstand A umhüllendes und das Kühlmedium leitende Strömungsrohr umschließt dabei auch die Schirmung, so dass die darin eingeschlossene elektrische Leitung und gegebenenfalls auch die Anschlussleitung sowie die beide Leitungen verbindende Kontaktelektrode nicht direkt im Kühlmedium liegt und folglich für diesen Bereich auch keine elektrische I solation benötigt . Somit kann die Kontaktelektrode auch höhere Temperaturen im Betrieb einnehmen, da keine Polymere zur I solation eingesetzt werden müssen . Erst ab dem zweiten Ende der geschlossenen Schirmung hat die elektrische Anschlussleitung einen isolierenden Mantel aus einem Polymer . Auf diese Weise wird ein im Vergleich zum Stand der Technik signi fikant vergrößerter Abstand zwischen der Verwendung von Polymeren und der Lichtquelle erzielt . Ein größerer Abstand reduziert i . a . die Anforderungen an die Materialien hinsichtlich UV-Stabilität oder Temperaturf estigkeit .

Neben der Ummantelung von elektrischen Leitungen kann so auch eine die Schirmung gasdicht und damit auch wasserdicht verschließende Anschlussplatte aus mindestens einem Polymermaterial bestehen . Eine solche Anschlussplatte kann neben der Einleitung von Medien wie Spannung und Kühlmedium oder der Durchführung von Signalleitungen auch gleichzeitig als Halterung für die Gasentladungslampe sowie für das Strömungsrohr dienen .

Aufgrund der beschriebenen Vorteile der Gasentladungslampe ist diese geeignet , in einem Lampenfeld verwendet zu werden, welches zwei oder mehr dieser Gasentladungslampen umfasst , welche mit einem im Vergleich zum Stand der Technik verminderten Abstand zueinander angeordnet werden können . Der lichte Abstand L direkt benachbarter Lampen kann in der Größenordnung des mittleren Außendurchmessers der zylinderförmigen Entladungsgefäße des Lampenfeldes oder der nächst kleineren Größenordnung liegen . Liegt der mittlere Außendurchmesser beispielsweise in der Größenordnung 10 ¹ einer bestimmten Längenmaßeinheit , dann kann der lichte Abstand zweier benachbarter Entladungsgefäße im Bereich von 1 (= 1x10° ) bis 99 (=9 , 9X10 ¹ ) derselben Längenmaßeinheit liegen . Augenscheinlich sind hier übliche Toleranzen für die j eweilige Aus führung und Anordnung der zu verwendenden Gasentladungslampen hinzuzurechnen . Erfindungsgemäß weisen die Gasentladungslampen j eweils eine Schirmung gemäß obiger Beschreibung an mindestens einem Ende der Lampe auf . Die Lage hinsichtlich Parallelität und Ebene des Lampenfeldes kann beispielsweise anhand der Zylinderachsen oder der zylinderförmigen Wandung j edes Entladungsgefäßes der Gasentladungslampen eingestellt sein .

Zur Bestimmung des Außendurchmessers eines zylinderförmigen Entladungsgefäßes wird der die Geometrie bestimmende Teil des Zylinders berücksichtigt . Lokal begrenzte Verengungen, wie die oben beschriebene Einschnürung oder ähnliche Ausdehnungen bleiben unberücksichtigt . Der mittlere Außendurchmesser ergibt sich aus der Mittelung über alle derart bestimmten Außendurchmesser der Gasentladungslampen des Lampenfeldes .

Als „Größenordnungen" wir allgemein die Zehnerpotenzen eines Wertes unter Berücksichtigung dessen Maßeinheit bezeichnet . Zur Größenordnung von beispielsweise 10 ² mm zählen folglich alle Längen mit einem Wert zwischen 100 und 999 mm, wobei es der Verwendung des Begri f fs „Größenordnung" immanent ist , dass geringfügige Über- und Unterschreitungen der genannten Grenzwerte im Bereich von kleiner oder gleich 10% eingeschlossen sein können .

Die Erläuterungen zu dieser Gasentladungslampe sind entsprechend auf deren Verwendung in einem Lampenfeld und/oder mit den genannten Potentialen übertragbar . Mit der Verwendung sind die Vorteile der Gasentladungslampe entsprechend verbunden . Deshalb betri f ft ein weiterer Aspekt der Erfindung die Verwendung der beschriebenen Gasentladungslampe . Aufgrund der Aus führung der Elektrischen Dichtung mittels einer beispielsweise aus Glas oder anderen geeigneten Materialien bestehenden Schirmung und der Vermeidung oder zumindest Verminderung von Polymeren in unmittelbarer Nähe der Lichtquelle , sind hohe Spannungen im Bereich von einem bis hundert Kilovolt , bei während einer Beleuchtung angelegter Spannung, und daraus folgend hohen Lichtleistungen erzielbar . Der besagte Spannungswert bezieht sich auf j enen maximalen Wert , welchen die Spannung zu Beginn einer Bestrahlung einnehmen kann .

Damit in Verbindung steht ein weiterer Aspekt der Erfindung . Die genannten Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Gasentladungslampe gestattet insbesondere die Verwendung einer Mehrzahl von Gasentladungslampen, zumindest j edoch zwei davon, in einem Lampenfeld . Ein solches Lampenfeld ist beispielsweise zur Behandlung mit hohen Lichtdosen für verschiedene Formate von Bauteilen geeignet . Beispielsweise sind auch groß formatige Verbundbauteile , wie Photovoltaikmodule oder Displays oder Bauteile aus dem Bereich des „Concentrated Solar Power" , oder Architekturglas mit einer sogenannten Low-E Beschichtung oder andere ef fektiv und gleichförmig behandelbar . Auch für andere Anwendungen in Halbleiterindustrie oder anderen Technikfeldern ist solch ein Lampenfeld anwendbar .

Für solche Behandlungen sind häufig Blitzlampen gewünscht , mit denen nur dünne Grenzschichten von Materialien mit einer steilen Temperaturrampe und minimalem Einfluss benachbarter Schichten erzielbar sind . Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe unterstützt auch eine solche Verwendung, sowohl als Einzellampe als auch in einem Lampenfeld .

Anhand der zugehörigen Zeichnungen sollen die zuvor beschriebenen Merkmale klarstellend, aber nicht beschränkend am Beispiel erläutert werden . Der Fachmann würde die zuvor in den verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung und nachfolgend in dem Aus führungsbeispiel realisierten Merkmale in weiteren Aus führungs formen kombinieren soweit es ihm zweckdienlich und sinnvoll erscheint . Die Zeichnungen zeigen in

Fig . 1 eine Ausgestaltung einer Gasentladungslampe gemäß Stand der Technik in Schnittdarstellung,

Fig . 2 einen Ausschnitt einer detaillierten Darstellung der linken Häl fte einer luftgekühlten Gasentladungslampe gemäß Fig . 1 ,

Fig . 3 einen Ausschnitt einer detaillierteren Darstellung der linken Häl fte einer wassergekühlten Gasentladungslampe gemäß Fig . 1 ,

Fig . 4 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe mit beidseitig der Lampe angeordneten elektrischen Dichtungen,

Fig . 5 eine Ausgestaltung einer luftgekühlten Gasentladungslampe gemäß Fig . 4 mit Lichtreflektor, Lampenhalterung und Anschlussleitung in Detaildarstellung des linken Endes der Lampe und

Fig . 6 eine weitere Ausgestaltung einer Gasentladungslampe gemäß Fig . 4 mit Lichtreflektor, Lampenhalterung, Anschlussleitung und Wasserkühlung in Detaildarstellung des linken Endes der Lampe .

Die Zeichnungen zeigen die Vorrichtung nur schematisch in dem Umfang, wie es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist . Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Maßstäblichkeit .

Die Zeichnungen zeigen die Vorrichtung nur schematisch in dem Umfang, wie es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist . Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Maßstäblichkeit . Komponenten, die mit demselben Bezugs zeichen gekennzeichnet sind, realisieren dieselben Funktionen .

Alle Figuren, die im Folgenden beschrieben werden, zeigen Querschnitte von rotationssymmetrischen Bauelementen, wobei die Rotationsachse hori zontal in der Blattebene liegt .

Figur 1 zeigt ein Beispiel für den Stand der Technik einer Gasentladungslampe im Querschnitt , bestehend aus einem zylinderförmigen Entladungsgefäß 01 , beispielsweise einem Glaskörper aus Quarzglas . Der Hohlraum des Entladungsgefäßes 01 ist mit einem Edelgas - beispielsweise Xenon - gefüllt . Im Hohlraum des Entladungsgefäßes 01 ist an j edem Ende j eweils eine Elektrode 02 ' , 02" angeordnet , beispielsweise zwei Wol framelektroden, die die Anode bzw . Kathode einer Gasentladungslampe repräsentieren . Zwischen den Elektroden 02 ' , 02" erstreckt sich die Lichtbogenlänge 06 als eigentliche Lichtquelle der Gasentladungslampe . Außerhalb des gasgefüllten Raums befinden sich, zwei Kontaktelektroden 03 ' , 03" zur beidseitigen elektrischen Kontaktierung der Gasentladungslampe, zwei stabförmige Leiter 04', 04", welche beispielsweise aus Wolfram bestehen und der elektrischen Verbindung der Elektroden 02', 02" mit den Kontaktelektroden 03', 03" dienen. Zwei Übergangsgläser 05', 05", welche einen Wärmeausdehnungskoeffizient haben, deren Wert zwischen denen des Entladungsgefäßes 01 und des Materials der elektrischen Leiter 04', 04" liegt, ermöglichen eine Stromdurchführung in den Hohlraum des Entladungsgefäßes 01. Im skizzierten Fall ist das Übergangsglas 05 im Innenbereich des Entladungsgefäßes 01 angeordnet. Bei Gasentladungslampen mit kleinem Durchmesser des Glaszylinders, z.B. unter 16mm Durchmesser, wird das Übergangsglas, ohne signifikanten Einfluss auf Lichtleistung und Anwendung der Lampe, oft im Außenbereich angebracht.

Figur 2 zeigt in einem Ausschnitt eine detailliertere Darstellung der linken Hälfte einer Gasentladungslampe gemäß Fig. 1, wobei die rechte Hälfte einen spiegelsymmetrischen Aufbau aufweist. Lediglich zur Verdeutlichung der spiegelsymmetrischen Darstellung werden die dargestellten Bezugszeichen mit einem Hochstrich ... ' versehen, auch wenn die zugehörige spiegelbildliche Komponente in den Figuren nicht dargestellt sein sollte.

Die Form der Elektroden 02', 02" im Hohlraum, sowie deren Dotierung können dabei unterschiedlich sein. Beispielsweise hat die Kathode eine höhere Dotierung für einen einfacheren Austritt von Elektronen. In der Praxis kommen auch unsymmetrische oder von der Zylinderform abweichende Bauarten vor, die sich aber von den verwendeten Materialien i.a. nicht unterscheiden. Ergänzend zur Darstellung in Fig . 1 sind in Fig . 2 weitere Komponenten der Gasentladungslampe dargestellt . Das sind eine mit einem Polymer, beispielsweise Silikon, ummantelte elektrische Anschlussleitung 11 ' , eine elektrischen Kontaktbuchse 12 ' , welche auf die Kontaktelektrode 03 ' gesteckt wird, eine Lampenhalterung 14 ' , beispielsweise aus Polytetrafluorethylen ( PTFE ) , welche zur Befestigung der Gasentladungslampe mit einem nicht dargestellten Gehäuse verwendet wird, und ein Lichtreflektor 15 ' , der außer der Funktion das Licht der Lichtbogenlänge 06 zu reflektieren weitere Aufgaben haben kann, wie beispielsweise die Lampenhalterung oder andere Bauteile des Gehäuses oder die elektrische Zuleitung vor schädlichen UV-Strahlen oder vor Überhitzung zu schützen .

Die Elektrische Dichtung 13 ' , 13" zwischen dem Polymer der Anschlussleitung 11 ' , 11" und dem Glaskörper 01 der Gasentladungslampe ist beispielsweise ein Schrumpf schlauch aus Polyvinylidendi f luorid /PVOF) mit innenliegender Verklebung für eine gasdichte Verbindung . Auch andere gasdichte und elektrisch isolierende Elektrische Dichtungen sind verwendbar .

Die Anordnung der Komponenten in Figur 2 ist typisch für eine luftgekühlte Gasentladungslampe gemäß Stand der Technik, insbesondere da der Lichtreflektor 15 ' , 15" den Glaskörper der Gasentladungslampe möglichst dicht umschließt , ohne diesen zu berühren . Damit wird die Exposition von Bauelementen, insbesondere der verwendeten Polymere , mit Licht , insbesondere UV-Strahlung, minimiert . Fig. 3 zeigt einen für eine Wasserkühlung der Gasentladungslampe modifizierten Aufbau. Dazu wird in den meisten Fällen ein Strömungsrohr 20 eingesetzt, auch „flowtube" genannt und beispielsweise aus Quarzglas bestehend, durch welches hochreines, de-ionisiertes Wasser gepumpt wird. Die Zentrierung der Gasentladungslampe im Strömungsrohr 20 erfolgt durch eine Lampenhalterung 14', 14", welche beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht und geeignete Durchgänge 16', 16", wie beispielsweise Lochbohrungen für die Kühlwasserströmung (dargestellt durch Pfeile, deren Richtung lediglich beispielhaft, jedoch nicht beschränkend dargestellt ist) aufweist. Der Lichtreflektor 15', 15" befindet sich im Ausführungsbeispiel außerhalb des Strömungsrohrs 20.

Die Gasentladungslampe gemäß der Fig. 1 bis Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel gemäß Stand der Technik dar. Verschiedene Bestandteile können bei gleicher Funktionalität anders ausgeführt sein, beispielsweise in der Geometrie, im Material, in der räumlichen Anordnung oder der Zusammenwirkung mit weiteren Bestandteilen oder anderen Details .

In allen bisher gezeigten Figuren, welche den Stand der Technik widerspiegeln, fällt trotz Abschattungen durch den Lichtreflektor 15', 15" oder die Lampenhalterung 14', 14" ein signifikanter Anteil des von der Gasentladungslampe erzeugten Lichts auf die Elektrische Dichtung 12', 12", und zwar mindestens auf die Fläche, auf der die Elektrische Dichtung 12', 12" Kontakt zum Entladungsgefäß 01 der Gasentladungslampe hat. Eine Folge ist das oben erwähnte Aufbrechen der Verklebung der Elektrischen Dichtung 12', 12" und die Ausbildung und fortschreitende Vergrößerung von Kriechströmen, welche letztendlich zu einem elektrischen Überschlag bzw. zur Zerstörung der Gasentladungslampe führen. Auch die Übergangsgläser 05', 05" erhöhen, wie eingangs zum Stand der Technik dargelegt, nur in einigen Anwendungen die Lebensdauer der Gasentladungslampen.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Gasentladungslampe mit den gattungsgemäßen Bestandteilen innerhalb des zylinderförmigen Entladungsgefäßes 01. Das sind zwei Elektroden 02', 02" aus Wolfram zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der Lichtbogenlänge 06, deren elektrische Anschlüsse mittels elektrischer Leiter 04', 04" und die Durchführung der elektrischen Leiter 04 ', 04" durch die Wandung des Entladungsgefäßes 01 mittels Übergangsgläser 05', 05". Der Übergang des Entladungsgefäßes 01 zur Schirmung 30', 30" aus Glas ist im Ausführungsbeispiel beidseitig mit einer Einschnürung 34', 34" ausgebildet. Das Material der Schirmung 30', 30" kann dem des Entladungsgefäßes 01 entsprechen oder zumindest in einzelnen Bestandteilen davon abweichen, sofern die oben beschriebenen Materialeigenschaften gewährleistet werden können.

Die Gasentladungslampe umfasst an beiden Enden des Entladungsgefäßes 01 jeweils eine elektrisch isolierende, die dortige Kontaktelektrode 03', 03" umhüllende Schirmung 30', 30". Die Schirmung 30', 30" ist an ihrem ersten Ende 32", 32" mit dem Entladungsgefäß 01 integral verbunden und am gegenüberliegenden zweiten Ende 33', 33" offen. Dort ragt sie über die Kontaktelektrode 03', 03" hinaus.

Infolge der Anordnung und Länge der Schirmung 30', 30" sind sowohl die Kontaktelektrode 03', 03" als auch ein Abschnitt der daran anzuschließenden elektrischen Zuleitungen 04', 04" der Elektroden 03', 03" durch die Schirmung 30', 30" umhüllt. Zusätzlich kann auch ein Abschnitt der Anschlussleitung 11', 11" der Gasentladungslampe umhüllt sein .

Die Schirmung 30', 30" in Fig. 4 ist beispielhaft, jedoch nicht beschränkend als zylinderförmige Glasrohrverlängerung ausgebildet und kann bereits bei der Herstellung der Gasentladungslampe hinzugefügt werden kann. Ergänzend kann das offen dargestellte zweite Ende 33', 33" der Schirmung 30', 30" verschließbar sein.

Der in Figur 4 dargestellte Durchmesser der Schirmung 30', 30" entspricht dem Zylinder des Entladungsgefäßes 01 und zwar im die Form prägenden Abschnitt zwischen den Wolframelektroden 02', 02". Prinzipiell ist aber jeder Durchmesser in Abhängigkeit von den spezifischen Anforderungen möglich, ohne die Betriebsparameter der Gasentladungslampe zu ändern. Ebenso kann die Länge der Schirmung 30', 30" mit oder ohne Oberflächenstrukturierung bzw. der lichte Überstand 31', 31" des zweiten Endes 33', 33" der Schirmung 30', 30" über das Ende der Kontaktelektrode 32', 32" wie oben beschrieben frei gewählt werden .

In Analogie zur aus dem Stand der Technik bekannten Ausbildung mit Lichtreflektor und Lampenhalterung, weist die Aus führungs form gemäß Fig. 5 diese Bestandteile auf. Fig. 5 stellt eine Ausgestaltung der Gasentladungslampe gemäß Fig.

4 mit Lichtreflektor 15', 15" und Lampenhalterung 14', 14" dar .

Der plattenförmige Lichtreflektor 15', 15" ist für einen optimalen Schutz der außerhalb des Entladungsgefäßes 01 befindlichen Komponenten vor dem Licht der Lichtbogenlänge 06 in einer Einschnürung 34', 34" zwischen dem integral ausgebildeten Glasrohr des Entladungsgefäßes 01 und der Schirmung 30', 30" angeordnet und erstreckt sich radial.

Die ebenfalls plattenförmige Lampenhalterung 14', 14" kann am zweiten Ende 33', 33" der Schirmung 30', 30" montiert sein, wo sie durch den Lichtreflektor 15', 15" vor schädlicher Strahlung der Gasentladungslampe geschützt ist. Sie dient der Halterung der Gasentladungslampe in einem Gehäuse (nicht dargestellt) . Sie kann dabei einen Abstand zur Gehäusewand herstellen, welcher für eine Luftkühlung der Gasentladungslampe verwendbar ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Gasentladungslampe gemäß Fig. 4 ist die Gasentladungslampe wassergekühlt (Fig. 6) . Zu diesem Zweck ist die Gasentladungslampe in einem Strömungsrohr 20 angeordnet. Jeweils eine beidseitig des Gasentladungsgefäßes 01 angeordnete Lampenhalterung 14', 14" verschließt das Strömungsrohr 20 und hält dieses in einem Abstand zum Entladungsgefäß 01 und damit auch zu den beispielhaft als Glasrohrverlängerung ausgebildeten Schirmungen 30', 30". Letztere enden, wie auch das Strömungsrohr 20, an der Lampenhalterung 14', 14", so dass die Lampenhalterung 14', 14" auch die Schirmung 30', 30" verschließt.

Die Lampenhalterung 14', 14" weist einen geeigneten Durchgang 16', 16" auf zur Durchführung der elektrischen Anschlussleitung 11', 11" der Gasentladungslampe in die Schirmung 30', 30" und zu den Kontaktelektroden 03', 03". Weitere, außerhalb der Schirmung 30', 30" liegenden Durchgänge 16', 16" dienen der Zu- und Ableitung eines geeigneten Kühlmediums (dargestellt durch Pfeile) , wie beispielsweise Wasser oder Luft oder ein anderes geeignetes Fluid .

Aufgrund des Verschlusses der Schirmung 30', 30" durch die Anschlussplatte 14', 14" hat die Kontaktelektrode 03', 03" und die daran angeschlossenen Leitungen 04', 04", 11', 11" keinen Kontakt zum Kühlmedium, so dass diese Leitungen 04', 04", 11', 11" ohne isolierende Ummantelung, insbesondere ohne eine solche Ummantelung aus einen Polymer verwendbar sind. Dieser nicht oder abweichend ummantelte Abschnitt der Anschlussleitungen ist zur Unterscheidung mit dem Bezugszeichen 17', 17" gekennzeichnet.

Ein Lichtreflektor 15', 15" pro Seite des Entladungsgefäßes 01 ist optional außerhalb des Strömungsrohres 20 im Bereich der Einschnürung 34', 34" angeordnet.

Fig. 7 zeigt eine Gasentladungslampe basierend auf jener der Fig. 4. Beide Lampen unterscheiden sich durch die Ausführung der Wandung der Schirmung 30', 30". Diese ist vom zweiten Ende 33', 33" bis nahe zum ersten Ende 32', 32" mäandert örmig ausgebildet, so dass sich die Oberfläche der Schirmung 30', 30", insbesondere die innere Oberfläche vergrößert .

Fig. 8 stellt ein Lampenfeld dar, in welchem eine Mehrzahl von Gasentladungslampen gemäß Fig. 4 in einer Ebene, in der vorliegenden Darstellung der Zeichnungsebene, nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sind. Deren lichter Abstand L zueinander, gemessen zwischen den Wandungen der Entladungsgefäße 01, liegt in der nächst kleineren Größenordnung des einheitlichen Außendurchmessers der zylinderförmigen Entladungsgefäße des Lampenfeldes. Zur Ausführung der Gasentladungslampen des Lampenfeldes wird auf die Beschreibung zur Fig. 4 verwiesen.

Bezugszeichenliste

01 Entladungsgef äß

02 02" Elektrode

03 03" Kontaktelektrode

04 04" Leiter

05 05" Übergangsglas

06 Lichtbogenlänge

11 11" Anschlussleitung

12 12" Kontaktbuchse

13 13" Elektrische Dichtung

14 14" Lampenhalterung

15 15" Lichtreflektor

16 16" Durchgang

17 17" Anschlussleitung

18 18" Anschlussplatte

20 Strömungsrohr

30 30" Schirmung

31 31" lichter Überstand

32 32" erstes Ende

33 33" zweites Ende

34 34" Einschnürung

A Abstand zwischen Gasentladungsgefäß und

Strömungsrohr

L lichter Abstand zwischen zwei

Gasentladungslampen