DE2624583A1 - Lampe, elektronenroehre oder aehnliches elektronengeraet - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE

dr. ing. E. LIEBAU DIPL.ING. G. LIEBAU

Thorn Electrical Industries Limited Thorn House, Upper Saint Martin's Lane London WC2H 9 ED / England

Lampe, Elektronenröhre oder ähnliches Elektronengerät.

Die Erfindung betrifft Elektronengeräte, v,^Tie Lampen oder Elektronenröhren, die einen Glaskolben und eine dichtend durch diesen hindurchgeführte Zuleitung. Im besonderen ist die Erfindung auf Geräte mit einem Kolben gerichtet, der aus "weichem" Glas hergestellt ist, beispielsweise aus einem Bleioxid-Kieselglas oder aus einem Kalknatronglas .

Ein Gerät von der Art, auf welche die Erfindung gerichtet ist, besitzt innerhalb seines Kolbens einen Faden oder

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eine Elektrodenanordnung, die gewöhnlich von Haltedrähten getragen wird. Der Faden bzw. die Elektroden sind mit Kontakten ausserhalb des Kolbens durch Zuleitungen verbunden, die durch das Glas hindurchgeführt sind. Eine Zuleitung besteht daher aus drei Abschnitten: Einer inneren Länge innerhalb des Kolbens (die auch eine mechanische Stütze bilden kann), eine Dichtungslänge, die durch den Glaskolben hindurchgeführt ist, und eine äussere Länge ausserhalb des Kolbens, die häufig mit äusseren Kontakten verlötet sind.

Einer der kritischen Faktoren bei der Gestaltung einer Lampe, einer Elektronenröhre oder eines ähnlichen Elektronengeräts mit einem Kolben, der aus vreichem Glas hergestellt ist (solche Gläser haben gewöhnlich einen Ausdehnungskoeffizienten von 70 bis 105 χ 10 je ⁰C im Bereich von 50° C bis 300° C) ist die Wahl des Materials, das dazu verwendet werden kann, eine hermetische Glas-/Metall-Dichtung zu erhalten, wenn die Zuleitung durch das Glas hindurchgeführt ist. Geeignete Materialien für Lampen waren bisher auf Edelmetalle (Platin); Nickel-, Chrom- und Eisenlegierungen oder häufiger Draht mit einem kupferbeschichteten Nickel-Eisen-Kern (der als Dumet bekannt ist) .

Jedes dieser Materialien besitzt jedoch unerwünschte Eigenschaften, die gegen ihre Verwendung als Zuleitung für eine Lampe sprechen. Edelmetalle sind als äussere oder innere Verbindung und als Halter übermässig teuer, während Nickel-, Chrom- und Eisenlegierungen einen hohen spezifischen Widerstand mit Schwierigkeiten bei der Herstellung wirksamer Lötverbindungen und Schweißverbindungen oder Haken- und Klemmverankerungssystemen kombinieren. Eine Dumet-Kupferbeschichtung ist bei den meisten inneren Verwendun-

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gen unbefriedigend, sofern nicht eine Vernickelung vorgesehen wird, was zu entsprechenden Kostennachteilen führt.

Es ist daher bei vielen Formen von Konstruktionen aus Weichglas üblich geworden, Zuleitungen zu verwenden, die aus zugeschnittenen Drahtlängen von verschiedener Zusammensetzung, welche durch Stumpfschweissung miteinander verbunden sind, hergestellt worden sind. Jeder Draht erfüllt eine gesonderte Funktion, d.h. gewöhnlich Kupfer für die aussere Länge, eine kurze Dumet-Länge für die Glas/Metall-Schmelzdichtungslänge und eine Nickelkomponente für die innere Länge, die auch als Halterung und Verankerung dienen kann.

Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß die Verwendung von Titan- oder Vanadiuminetall eine leicht herstellbare und zuverlässige hermetische Weichglas/Metall-Abdichtung ergibt,' was zu potentiellen Vorteilen hinsichtlich der Kosten und der technischen Leistung führt.

Im Rahmen der Erfindung wurde ferner festgestellt, daß Zuleitungen aus Titan- oder Vanadiummetall, beispielsweise in Draht- oder Streifenform, vorteilhaft in Weichglasvorrichtungen für den kombinierten (Einzelkomponente) Zweck der Dichtungslänge und der inneren Länge der Zuleitung verwendet werden kann und, wenn geeignet, auch für die äussere Länge. Aussdr der Verminderung oder völligen Vermeidung von umständlichen Stumpfschweißarbeiten mit nachfolgendem Risiko von Sprödbrüchen läßt sich ein weiterer wichtiger Vorteil aus der Verwendung von Titan oder Vanadium erzielen, da diese Metalle mechanische Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Härtdhaben, die sie für innere Träger- und Verankerungszwecke geeignet machen.

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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Elektronengerät mit einem Weichglaskolben und einer in diesem hermetisch abgedichteten Zuleitung, bei welcher zumindest die Dichtungslänge aus Titan oder Vanadium ist. Vorzugsweise ist die Zuleitung durch eine Quetschdichtung abgedichtet. Wenn gewünscht, können mehr als eine Titan- oder Vanadiumzuleitung vorgesehen werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Verwendung von Titan zu dem gleichzeitigen Herbeiführen einer hochwirksamen Getterungsfunktion innerhalb des Kolbens führen kann. Metallisches Titan ist ein wirksames Absorptionsmittel (oder "Gettermaterial") für Gase, wie Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff unter bestimmten Temperaturbedingungen. Dieser Vorteil ist besonders nützlich für Lampen, da eine Titanoberfläche innerhalb einer Lampe in kontinuierlicher Länge vom Faden oder von der Entladungslampenelektrode zur hermetischen Abschlußdichtung vorgesehen werden kann. Die Anordnung kann leicht so getroffen werden, daß ein gewisser Teil einer solchen Oberfläche mit der erforderlichen Getterungstemperatur für einen optimalen Wasserstoff-, Stickstoff- oder Feuchtigkeits-Absorptionswirkungsgrad betrieben wird. Daher ist der gesonderte Einschluß solcher Gettermaterialien, wie Phosphor, Aluminium, Zirkon und Verbindungen dieser und anderer alternativer Materialien, nicht mehr erforderlich. Ferner kann das Gettern des Sauerstoffs dazu beitragen, den Transport von Wolfram zur Kolbeninnenfläche auf ein Mindestmaß herabzusetzen, welches Phänomen eine Betriebsschwierigkeit bei Wolframdrahtlampen darstellt. Auf diese Weise ist es möglich, praktisch jede Verfärbung des Kolbens zu vermeiden.

Desgleichen ist zu erwähnen, daß Titan weniger von Alkali- ■ metallen angegriffen wird und eine Zuleitung, bei der zu-

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mindest ihre innere und ihre Dichtungslänge aus Titan hergestellt ist, besonders vorteilhaft in Niederdruck-Natriumlampen ist. Es ist zu erwarten, daß die Erfindung auch auf Leuchtstoff laiapen anwendbar ist, wenn die Zuleitung ein Einzeltitandraht ist. In diesem Falle kann die Anode, die bisher als gesondertes Bauelement aus vernickeltem Stahl hergestellt wurde, aus Titan sein, so daß die Zuleitung und die Anode aus einem einzigen einteiligen Metallstück sein kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielsweisen Ausfuhrungsform in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Die dargestellte Lampe, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, ist eine 100 Watt-Lampe für Netzbetrieb. Sie hat einen Weichglaskolben 12 aus Kalknatronglas, der mit einem Sockel 14 verkittet ist. Der Sockel 14 ist mit zwei angelöteten Kontakten 16 zur Verbindung mit den Stiften einer herkömmlichen Lichtsteckdose versehen. Innerhalb des Kolbens befindet sich ein Wolframfaden 18, der von den Enden von Zuleitungen 20 getragen wird. Diese Zuleitungen 20 sind aus Titan mit einem Durchmesser von 0,5 mm hergestellt und erstrecken sich durch einen Glasquetschfuß 22, der eine Abdichtung zwischen dem Glas des Quetschfußes und den Titanzuleitungen 20 bildet. Bei der Bildung des Quetschfußes wird das Titan von dem umgebenden Glas "benetzt" und mit diesem haftend verbunden.

Eine der Zuleitungen 20 ist unmittelbar mit einem der Kontakte 16 verbunden und diese Einzelleitung bildet den inneren, den Dichtungs- und den äusseren Abschnitt des Zuleitungsdrahtes. Die andere Zuleitung 20 ist im Glas mit einem Schmelzeinsatz 23 verbunden, dessen anderes Ende durch eine Länge 24 eines Kupfer- oder verkupferten Stahldrahtes

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mit dem anderen Kontakt 16 verbunden ist. In diesem Falle bildet das Titan nur den inneren und den Dichtungsabschnitt der Zuleitung.

Der Kolben 12 enthält keinen Halogenfüllstoff und kein Getter (ausser den Titanzuleitungen) und hat trotzdem eine lange Betriebsdauer ohne Verfärbung. Die Titanzuleitungen 2O werden durch den Faden 18 erhitzt und es besteht unvermeidlich ein Bereich zwischen dem Faden und dem Quetschfuß, der für die Getterungs funktion die richtige Temperatur hat. Die Getterungswirkung dient hauptsächlich dazu, den Sauerstoff und den Wasserstoff sowie das HO-Ion zu binden, von dem angenommen wird, daß es an der Oberfläche des heissen Titans zerfällt. Diese Getterung des Sauerstoffs verhindert den Transport von Wolfram vom Faden zur Innenfläche des Kolbens, auf der es sich sonst als schwarze Schicht ablagern würde.

Hierbei ist zu erwähnen, daß abgesehen von der Verwendung von Titan und dem hierdurch ermöglichten Fehlen eines Fadenhalters und gesonderten Getters die Lampe von herkömmlicher Bauart ist. Das bei ihrer Herstellung verwendete Verfahren erfordert gegenüber dem bisher angewandten nur geringfügige Abänderungen.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung können natürlich verschiedene Abänderungen vorgesehen werden. DAher können, obwohl das Prinzip und eine besondere Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Lampe mit Zuleitungen aus Titan beschrieben wurden, auch andere Geräte, z.B. Elektronenröhren, entsprechend hergestellt werden. Ausserdem kann Vanadium anstelle von Titan verwendet werden.

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Claims (8)

Patentansprüche ;

1.J Lampe, Elektronenröhre oder ähnliches Elektronengerät nit einem Weichglaskolben und einer durch diesen hindurch hermetisch abgedichteten Zuleitung,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Dichtungslänge der Zuleitung (20) aus Titan oder Vanadium ist.

2. Elektronengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine elektrische Lampe (10) ist.

3. Elektronengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Länge der Zuleitung (20) aus Titan oder Vanadium ist.

4. Elektronengerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äussere Länge der Zuleitung
(20) aus Titan oder Vanadium ist.

5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Zuleitung (20) mit einer Dichtungslänge aus Titan oder Vanadium durch den Kolben
(12) hindurch abgedichtet ist.

6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich-

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INSPECTED

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net, daß die Dichtungslänge aus Titan ist.

7. Gerät nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungslänge aus Vanadium ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Elektronengerätes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung durch einen Weichglaskolben hindurch hermetisch abgedichtet wird, wobei die Dichtungslänge der Zuleitung aus Titan oder Vanadium besteht.

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