DD248075A5 - LOETAPPARAT, ESPECIALLY FOR THE END CLOSURE OF AN ELECTRIC DISCHARGE TUBE WITH CERAMIC PISTONS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Halter zur Aufnahme eines Kolbens einer Entladungsroehre, der eine mit zumindest einem Heizkoerper versehene Loeteinheit aufweist. Das Wesen des vorgeschlagenen Loetapparats besteht darin, dass der Halter als ein unterhalb des Heizkoerpers (10) angeordneter, den unteren Bereich des Kolben (1) umgebender gekuehlter Behaelter (4) ausgebildet ist, wobei im Behaelter (4) eine Bohrung (13) mit an den Kolben angepasster und damit sich beruehrender Oberflaeche sowie eine Einheit zum Anpressen des Kolbens (1) an die Wand der Bohrung (13) vorgesehen sind. Die erfindungsgemaesse Loesung begrenzt die Verdampfung der in die Entladungsroehre eingebrachten, bei der Entladung mitwirkenden Stoffe bei Verloeten. Fig. 1The invention relates to a holder for receiving a piston of a discharge tube, which has a provided with at least one heater Loeteinheit. The essence of the proposed Loetapparats is that the holder as a below the Heizkoerpers (10) arranged, the lower region of the piston (1) surrounding the cooled container (4) is formed, wherein in the container (4) has a bore (13) adapted to the piston and thus beruhrender surface and a unit for pressing the piston (1) to the wall of the bore (13) are provided. The solution according to the invention limits the evaporation of the substances which are introduced into the discharge tube and participate in the discharge when they are lost. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung Anwendungsgebiet der ErfindungFor this 1 page drawing application of the invention

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lötapparat, insbesondere zum Endverschließen einer elektrischen Gasentladungsröhre mit keramischem Kolben, der einen Halter zur Aufnahme eines Kolbens einer Entladungsröhre sowie eine mit zumindest einem Heizkörper versehene Löteinheit aufweist. Der vorgeschlagene Lötapparat findet in erster Linie bei der Herstellung von Lichtquellen Verwendung.The invention relates to a soldering apparatus, in particular for the end closure of an electric gas discharge tube with a ceramic piston, which has a holder for receiving a piston of a discharge tube and a soldering unit provided with at least one heating element. The proposed soldering apparatus is primarily used in the manufacture of light sources.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind Gasentladungsröhren mit keramischem Kolben, z.B. bei den Hochdruck-Natriumdampflampen, bekannt, bei deren Herstellung kein Saugrohr verwendet wird. Derartige Entladungsrohren werden so hergestellt, daß das eine Ende des im allgemeinen rohrförmigen keramischen Kolbens verschlossene und halbwegs eingelötete Rohr in vertikale Stellung gebracht wird: über das noch offene Ende des Rohres werden die bei der Gasentladung mitwirkenden Stoffe hineingeführt, wonach im zweiten Schritt das Endverschließen vorgenommen, d. h. auch das andere Ende eingelötet wird.They are ceramic tube gas discharge tubes, e.g. in the high pressure sodium vapor lamps, known in their manufacture, no suction tube is used. Such discharge tubes are made so that the one end of the generally tubular ceramic piston closed and half soldered soldered tube is brought into vertical position: over the still open end of the tube, the substances involved in the gas discharge are introduced, after which made the final closure in the second step , d. H. also the other end is soldered.

In der DE-PS 2005630 ist ein zum Verschließen von auf dem erwähnten System beruhenden, ohne Saugrohr verwirklichten Gasentladungslampen dienender Apparat, ein elektrisch geheiztes Gerät, beschrieben.In DE-PS 2005630 a for closing based on the mentioned system, realized without suction tube gas discharge lamps serving apparatus, an electrically heated device is described.

Der grundsätzliche Nachteil des mit dem dargestellten Apparat vorgenommenen Fertigungsprozesses zeigt sich darin, daß im zweiten Schritt der Einlötung, der bei etwa 1 400⁰C stattfindet, die Gefahr besteht, daß der eingeführte Entladungsstoff—obwohl ersieh infolge der vertikalen Position im unteren Ende der Röhre befindet — durch die Wirkung der während der Einlösung entstandenen Wärme verdampft wird und zumindest teilweise den Innenraum des Kolbens verläßt. Die Gefahr ist desto größer, je kurzer die Röhre ist, d. h. sie vergrößert sich bei Lampen mit niedrigeren Leistungen der die Entladungsröhre enthaltenden Lichtquellen. So z. B. beträgt die Länge der Entladungsrohre einer 400 W Hochdruck-Natriumdampflampe etwa 100 mm, während die Länge der Röhre einer 35W Lampe bloß 30 mm ausmacht. In beiden Fällen wird in die Entladungsröhre Natriumamalgan eingefügt, dessen Temperatur infolge der bedeutenden Verdampfungsgefahr kaum die Raumtemperatur überschreiten sollte, währenddessen beim Löten in einer Entfernung von 30 mm eine Temperatur von 1400⁰C herrscht.The basic disadvantage of the manufacturing process carried out with the illustrated apparatus is the fact that in the second step of Einlötung, which takes place at about 1400 ⁰ C, there is a risk that the inserted discharge fabric although ersieh due to the vertical position in the lower end of the tube is - evaporated by the action of the heat generated during the redemption and at least partially leaves the interior of the piston. The danger is greater, the shorter the tube is, ie it increases in lamps with lower power of the discharge tube containing light sources. So z. For example, the length of the discharge tubes of a 400 W high pressure sodium vapor lamp is about 100 mm, while the length of the tube of a 35W lamp is only 30 mm. In both cases, sodium amalgam is introduced into the discharge tube, the temperature of which should scarcely exceed the room temperature due to the significant risk of evaporation, while during the soldering at a distance of 30 mm a temperature of 1400 ^° C. prevails.

Insbesondere bei der Herstellung von Gasentladungslampen mit kurzen Röhren, wird zwecks Verringerung der Verdampfung des Entladungsstoffes bei der Anwendung der bekannten Apparate so verfahren, daß die untere Hälfte der Röhre, die den eingeführten und bei der Entladung mit wirkenden Entladungsstoff enthält, in die freie Umgebung hinausgehängt wird. Dies wird derart realisiert, daß in der Mitte der Röhre ein Gummiverschluß verwendet wird, der die freie Luft von der zur zweiten Einlötung erforderlichen Atmosphäre absperrt. Bei einem 35W Entladungsrohr befindet sich nun der Gummiverschluß in einer Entfernung von etwa 15mm von der Einlösungsstelle mit einer Temperatur von 1400⁰C. Das hier zu Verwendung kommende lichtdurchlassende keramische Material ist infolge der mit jener von Kristallen identischen Dichte ein relativ guter Wärmeleiter, der schon in der Größenordnung gewisser Metalle liegt. Daher ist die Anwendung einer derartigen Dichtung mit großen Schwierigkeiten verbunden.In particular, in the manufacture of gas discharge lamps with short tubes, in order to reduce the evaporation of the discharge material in the application of the known apparatuses is moved so that the lower half of the tube, which contains the imported and containing during discharge with acting discharge material, suspended in the free environment becomes. This is realized by using in the middle of the tube a rubber closure which shuts off the free air from the atmosphere required for the second soldering. In a 35W discharge tube, however, the rubber closure is located at a distance of about 15mm from the redemption point with a temperature of 1400 ⁰ C. The here to use incoming light transmitting ceramic material is due to the identical with that of crystals density, a relatively good heat conductor, the already is in the order of certain metals. Therefore, the application of such a seal is associated with great difficulties.

Nach dem ungarischen Patent HU-PS 188893 wurde eine Lösung des oben angeführten Problems vorgeschlagen. Das Wesentliche dieser Lösung besteht darin, daß aus dem Lötapparat, der als ein elektrischer Ofen ausgebildet ist, das Ende des einzulötenden keramischen Rohrsmit der Dichtung herausragt und in einer äußeren, dem Lötapparat angepaßten Kühlkammer intensiv gekühlt wird.According to the Hungarian patent HU-PS 188893, a solution of the above-mentioned problem has been proposed. The essence of this solution is that from the soldering apparatus, which is designed as an electric furnace, the end of the ceramic tube to be soldered protrudes with the seal and is cooled intensively in an outer, the soldering apparatus adapted cooling chamber.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die mit Verdampfung des Entladungsstoffes verbundenen Nachteile zu vermeiden.The aim of the invention is to avoid the disadvantages associated with evaporation of the discharge material.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lötapparat einfachen Aufbaus zum Einlöten von Entladungsröhren zu entwickeln, der insbesondere bei kurzen Entladungsröhren den eingebrachten Entladungsstoff gegenüber der Verdampfung während der zweiten Einlötung wirksam schützt.The object of the invention is to develop a soldering apparatus of simple construction for soldering discharge tubes, which effectively protects the introduced discharge material against evaporation during the second soldering in particular with short discharge tubes.

Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Apparats beruht auf der Erkenntnis, daß die Wärme der zweiten Einlötung dem Entladungsstoff teilweise durch Wärmestrahlung und durch Wärmeleitung in der Kolbenwandung zugeführt wird, daß es aber als Schutzmaßnahme genügt, wenn die keramische Röhre elastisch an die Wand eines zweckmäßig mit Wasser gekühlten Behälters gepreßt wird. Bei einem derartigen Apparat besteht jedoch die Gefahr, daß infolge der plötzlichen Abkühlung der Röhre ein bedeutender Temperaturgradient entsteht, der zu einem Bruch führen kann. So ist der erfindungsgemäße wassergekühlte Behälter so ausgestaltet, daß die Bohrung in der keramischen Röhre mit ungleichmäßigem Durchmesser ausgestaltet ist.The construction of the apparatus according to the invention is based on the finding that the heat of the second soldering is supplied to the discharge material partly by heat radiation and by heat conduction in the bulb wall, but that it is sufficient as a protective measure if the ceramic tube is elastically cooled to the wall of a suitably cooled with water Container is pressed. In such an apparatus, however, there is a risk that due to the sudden cooling of the tube, a significant temperature gradient arises, which can lead to breakage. Thus, the water-cooled container according to the invention is designed so that the bore is configured in the ceramic tube with uneven diameter.

Obiges zusammenfassend bezieht sich die Erfindung auf einen Lötapparat, der insbesondere bei der Herstellung von elektrischen Gasentladungsröhren mit keramischem Kolben Verwendung finden kann.The above summary, the invention relates to a soldering apparatus, which can be used in particular in the production of electric gas discharge tubes with ceramic piston use.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Lötapparats, der einen Halter zur Aufnahme eines Kolbens einer Entladungsröhre sowie eine mit zumindest einen Heizkörper versehene Löteinheit aufweist, besteht darin, daß jener einen vorteilhaft mit Wasser gekühlten Behälter enthält, daß in dem Behälter eine zur Aufnahme des Kolbens der Entladungsröhre dienende Bohrung vorgesehen ist, wobei der Kolben der Entladungsröhre mit einer zu diesem Zweck dienenden Einheit an die Bohrungswand gepreßt wird.The essence of the soldering apparatus according to the invention, which comprises a holder for receiving a piston of a discharge tube and a soldering unit provided with at least one heating element, is that containing an advantageously water-cooled container that serves in the container for receiving the piston of the discharge tube Bore is provided, wherein the piston of the discharge tube is pressed with a serving for this purpose unit to the bore wall.

Die vom zu großen Temperaturunterschied hervorgerufene Beschädigung des Kolbens kann vermieden werden, falls die Bohrung an ihrem oberen Ende mit einem Bereich vergrößerten Durchmessers ausgebildet ist.The damage caused by the excessive temperature difference of the piston can be avoided if the bore is formed at its upper end with a region of increased diameter.

Die Kühlung kann auf verschiedene Weisen verwirklicht werden, jedoch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn dazu Wasser ' verwendet wird, das im Behälter in Kanälen strömen kann. Es kann auch eine Oberflächenkühlung des Behälters vorgenommen, oder eine andere Flüssigkeit eingesetzt werden.The cooling can be realized in various ways, but it is considered advantageous if water 'is used which can flow in the container in channels. It can also be made a surface cooling of the container, or another liquid can be used.

Die Einheit zum Anpressen des Kolbens ist vorteilhaft elastisch ausgebildet, was die Einführung und die Herausnahme der Entladungsröhre während der Herstellungsvorgänge erleichtert. Die Einheit weist daher einen gegenüber dem Behälter mit einer Feder gestützten Bolzen auf, auf dem eine äußere Blattfeder aufgestütztist.The unit for pressing the piston is advantageously designed elastically, which facilitates the insertion and removal of the discharge tube during the manufacturing operations. The unit therefore has a spring-supported pin against the container on which an outer leaf spring rests.

Der erfindungsgemäße Lötapparat gewährleistet eine sehr intensive Kühlung des aufgenommenen Endbereiches des Kolbens der Entladungsröhre, deswegen kann die Wahrscheinlichkeit der Verdampfung des Entladungsstoffes bedeutend vermindert werden.The soldering apparatus of the present invention ensures very intensive cooling of the received end portion of the discharge tube bulb, therefore, the likelihood of vaporization of the discharge material can be significantly reduced.

Ausführungsbeispielembodiment

Der erfindungsgemäße Lötapparat wird nachstehend aufgrund einer beispielsweise dargestellten Ausführung näher erläutert, wobei Bezug auf die beiliegende Zeichnung genommen wird. Die Zeichnung zeigt:The soldering apparatus according to the invention will be explained in more detail below on the basis of an example embodiment shown, reference being made to the accompanying drawings. The drawing shows:

Fig. 1: einen Querschnitt des vorgeschlagenen Lötapparats.Fig. 1: a cross section of the proposed soldering apparatus.

Die Fig. 1 zeigt eine mit Endverschlüssen zu versehene Entladungsröhre, die aus einem rohrförmigen keramischen Kolben 1, aus je einem, die Enden abschließenden keramischen Stopfen 2 und aus an den letzteren vorhandenen, als elektrische Einführungen dienende Elektroden 3 besteht. Sie wird in einem gekühlten Behälter 4 in einer Bohrung 13 angeordnet, und zwar so, daß das bereits früher eingelötete Ende unten liegt. Das Kühlmittel, insbesondere Wasser strömt vorteilhaft in den Kanälen 5 des Behälters 4, obwohl es auch von außen wirken kann. Die Entladungsröhre enthält schon vor dem Endverschließen die bei der Entladung mitwirkenden Stoffe. Infolge der vertikalen Position des Kolbens 1, liegt der Entladungsstoff in dem unteren Rohrende. Die keramische Röhre wird mittels eines Bolzens 8 und einer Blattfeder 7 an die Behälterwand gedrückt, wodurch die Röhrentemperatur intensiv vermindert werden kann. Eine rund um den Bolzen 8 angeordnete Feder 9, z. B. Schraubenfeder, erleichtert das Einsetzen des keramischen Rohrs beim Austausch, wenn die Blattfeder 7 abgehoben wird. Die zweite Einlötung, d. h. das Endverschließen, wird mit der größtenteils strahlenden Wärme eines rund um das obere Rohrende angeordneten Heizkörpers 10 vorgenommen, wobei ein sich an dem hierangeordneten keramischen Stopfen befindliche Lot 11, bzw. ein an der Stirnfläche des keramischen Rohrs vorhandenes ringförmiges Lot 12 geschmolzen wird. Die Anordnung des geschmolzenen Lots an dem unteren Ende des Rohrs ist gut ersichtlich, da bei der ersten Einlötung in ähnlicher Weise verfahren wird.Fig. 1 shows a discharge tube to be provided with a discharge tube, which consists of a tubular ceramic piston 1, each consisting of a ceramic plug 2 terminating the ends and electrodes 3 provided on the latter and serving as electrical leads. It is placed in a cooled container 4 in a bore 13, in such a way that the already soldered earlier end is down. The coolant, in particular water flows advantageously in the channels 5 of the container 4, although it can also act from the outside. The discharge tube contains the substances involved in the discharge even before the final closure. Due to the vertical position of the piston 1, the discharge material is located in the lower tube end. The ceramic tube is pressed by means of a bolt 8 and a leaf spring 7 to the container wall, whereby the tube temperature can be intensively reduced. A arranged around the bolt 8 spring 9, z. B. coil spring, facilitates the insertion of the ceramic tube during replacement, when the leaf spring 7 is lifted. The second soldering, d. H. the end closure is carried out with the largely radiant heat of a heating element 10 arranged around the upper tube end, wherein a solder 11 located on the ceramic plug arranged here or an annular solder 12 present on the end face of the ceramic tube is melted. The arrangement of the molten solder at the lower end of the tube is readily apparent, as the first soldering procedure is similar.

Oben erweitert sich die Bohrung 13 des Behälters 4, das heißt, daß hier der keramische Kolben 1 nicht in unmittelbarer Berührung mit der kalten Wand des Behälters 4 steht. Diese erfindungsgemäß wichtige vorteilhafte Maßnahme bedeutet einen Durchmesser, der lediglich mit einigen Zehntelmillimetern größer als der benachbarte Bereich ist, jedoch sichert sie — zwecks Vermeidung eines Bruches—einen geeigneten Übergang der oberen Hälfte mit hoher Temperatur und der unteren kalten Hälfte zu bilden.Above the bore 13 of the container 4, that is, that here the ceramic piston 1 is not in direct contact with the cold wall of the container 4 expands. This advantageous measure according to the invention means a diameter which is only a few tenths of a millimeter larger than the adjacent area, but it ensures - to avoid breakage - a suitable transition of the upper half with high temperature and the lower cold half.

Die Bohrung 13 soll in ihrer Gestaltan den Kolben 1 angepaßt werden, und am zweckmäßigsten ist sie im Querschnitt ein bißchen größer, jedoch nur so viel, daß sich beim Anpressen des Kolbens 1, z. B. mittles des Bolzens 8, ersterer mit der Oberfläche der Bohrung 13 auf relativ großer Fläche berührt. Derart kann ein intensiver Wärmeübergang zwischen dem Kolben 1 und dem aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit bestehenden Behälter stattfinden.The bore 13 should be adapted in shape to the piston 1, and most conveniently it is a little larger in cross-section, but only so much that when pressing the piston 1, z. B. mittles the bolt 8, the former touches the surface of the bore 13 on a relatively large area. In this way, an intense heat transfer between the piston 1 and the container made of a material with good thermal conductivity can take place.

Das Wesentliche des Herstellungsverfahrens ohne Saugrohr besteht darin, daß das Endverschließen in Edelgas mit einem Druck von etwa 2 bis 14mPa stattfindet, das der Einlötung auch in den Rohren enthalten ist. Während dieser Operation kann der Entladungsstoff kaum verdampfen und es können den Erfordernissen entsprechenden Entladungsröhre hergestellt werden, die leicht zündbar sind. Daher vergrößert die Erfindung die Effektivität der Herstellung von Entladungsröhren.The essence of the manufacturing process without suction tube is that the final sealing takes place in inert gas at a pressure of about 2 to 14mPa, which is the soldering also contained in the tubes. During this operation, the discharge material can hardly vaporize and discharge tubes corresponding to the requirements can be produced, which are easily ignited. Therefore, the invention increases the efficiency of manufacturing discharge tubes.

Claims (5)

1. Lötapparat, insbesondere zum Endverschließen einer elektrischen Entladungsröhre mit keramischem Kolben, der einen Halter zur Aufnahme eines Kolbens einer Entladungsröhre sowie eine mit zumindest einem Heizkörper versehene Löteinheit aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß der Halter als ein unterhalb des Heizkörpers (10) angeordneter den unteren Bereich des Kolbens (1) umfassender gekühlter Behälter (4) ausgebildet ist, wobei im Behälter (4) eine Bohrung (13) mit an den Kolben angepaßter und damit sich berührender Oberfläche sowie eine Einheit zum Anpressen des Kolbens (Dan der Wand der Bohrung (33) vorgesehen sind.1. soldering apparatus, in particular for sealing the end of an electric discharge tube with a ceramic piston having a holder for receiving a piston of a discharge tube and provided with at least one heating unit soldering unit, characterized in that the holder as a below the radiator (10) arranged the lower In the container (4) has a bore (13) with adapted to the piston and thus contacting surface and a unit for pressing the piston (Dan the wall of the bore ( 33) are provided. 2. Lötapparat nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Bohrung (13) am oberen Ende mit einem Bereich vergrößerten Durchmesser ausgebildet ist.2. soldering apparatus according to item 1, characterized in that the bore (13) is formed at the upper end with a region of increased diameter. 3. Lötapparat nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Behälter (4) Kanäle (5) zur Aufnahme eines Kühlmittels, insbesondere von Wasser aufweist.3. soldering apparatus according to item 1 or 2, characterized in that the container (4) channels (5) for receiving a coolant, in particular of water. 4. Lötapparat nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Einheitzum Anpressen einen gegenüber dem Behälter (4) mit einer Feder (9) gestützten Bolzen (8) aufweist.4. soldering apparatus according to one of the items 1 to 3, characterized in that the unit for pressing a relative to the container (4) with a spring (9) supported pin (8). 5. Lötapparat nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß eine auf der äußeren Oberfläche (4) des Behälters angeordnete Blattfeder (7) vorgesehen ist, die auf den Bolzen (8) drückt.5. soldering apparatus according to item 4, characterized in that on the outer surface (4) of the container arranged leaf spring (7) is provided which presses on the bolt (8).