DE8224084U1 - Elektrode fuer eine hochdruck-entladungslampe - Google Patents

Description

Elektrode für eine Hochdruck-Entladungslampe

Die Neuerung betrifft eine Elektrode für eine Hochdruck-Entladungslampe, bestehend aus einem ersten Schaftteil aus

i einem ersten schwer schmelzenden Material mit einer darüberge- I

wickelten zweilagigen Elektroden-Spule. }

Insbesondere befaßt sich die Neuerung mit Natrium-Hochdruck-Entladungslampen, i

Eine typische Elektrode für eine solche Lampe besteht Sj aus einem Wolfram-Schaft, der in Endkappen einer aus keramischem f Material bestehenden Röhre gelagert ist, wobei auf dem Schaft f. eine als Emitter imprägnierte Elektroden-Spule angeordnet ist, 1 die in der Regel zweilagig ausgebildet ist. Der elektrische Anschluß zur Elektrode muß über die Endkappen erfolgen, und dies kann dadurch erreicht werden, daß der Wolfram-Schaft mit einer Niob-Röhre verbunden wird, die abgedichtet in der Endkappe befestigt ist.

Es besteht ein Bedarf an anderen Durchführungsanordnungen, die das Herstellungsverfahren für die Lampe vereinfachen und die Materialkosten verringern.

Eine Überlegung bei der Ausbildung der Durchführung besteht darin, daß der durch die Endkappe verlaufende Teil, die im allgemeinen aus einer Aluminiumoxid-Keramik besteht, eine gleiche Ausdehnung wie die Kappe haben sollte. Aus diesem Grunde wird Niob als Material für die Durchführung bevorzugt. Zumindest der die als Emitter imprägnierte Elektroden-Spule tragende Schaftteil sollte vorzugsweise aus KoIfrain bestehen {dotiert mit Al-K-Si oder Thorium). Somit muß der WoIfram-Schaft stumpf mit einem Niob-Draht gleichen Durchmessers verbunden werden, wenn der

Niob-Draht als Durchführung benutzt werden soll.

Hierbei handelt es sich jedoch um zwei hochsclhmelzende Metalle, und ein Problem besteht darin, diese beiden Metalle zu verbinden, dabei aber möglichst ein Brüchigwerden zu vermindern oder zu vermeiden, was normalerweise beim Stumpfschweißen oder ähnlichen Verfahren auftritt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu lösen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß sich an den ersten Schaftteil ein zweiter Schaftteil aus einen* zweiten schwer schmelzenden Material in axialer Ausrichtung anschließt, und daß die beiden Schaftteile durch die ihre Verbindungsstelle überbrückende Elektroden-Spule aus schwer schmelzendem Material dadurch miteinander verbunden sind, daß die innere Lage der Elektroden-Spule mit wenigstens einem der Schaftteile durch Schweißen oder Heißpressen verbunden ist.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 einen zweiteiligen Elektroden-Schaft mit einer zweilagigen Elektroden-Spule,

Fig. 2 eine die Verbindung zwischen den beiden Teilen eines Elektroden-Schaftes überbrückende Elektroden-Spule,

Fig. 3 eine bevorzugte Verbindung für die beiden Schaftteile,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Verbindung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Verbindung,

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Fig. 6 eine Abwandlung der Ausführungsform

gemäß Fig. 5 und
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform gemäß der

Neuerung.

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Fig. 1 zeigt eine Elektrode, die aus einem Wolfram-Schaft 1 besteht, der mit. einer als Emitter imprägnierten doppellagigen Wolfram-Spule in Form eines inneren Spulenteils 2 und eines äußeren Spulenteils 3 versehen ist. Die Spule ist aus einem einzelnen Draht gewickelt, der über sich selbst zurückgewickelt wird, so daß die äußere und innere Lage gebildet wird. Es ist erwünscht, daß an den Schaft 1 ein Niob-Draht 4 angrenzt, der abdichtend mit der nicht dargestellten Endkappe verbunden ist, und der Schaft und der Draht an der Verbindungsstelle 5 verbunden sind.

Um das bekannte Problem defcs Brüchigwerdens als Folge eines Verschweißens oder Hartlötens der beiden Teile zu vermeiden, wird nun vorgeschlagen, die Verbindung der beiden Teile an der Stelle 6 in Fig. 2 durch eine aufschiebbare Spule herzustellen»

Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, um zwei ungleichartige Teile eines Elektrodenschaftes miteinander zu verbinden, z. B. in der GB-PS 1 490 158, obwohl sich diese Patentschrift auf eine andere Art von Elektrode und Lampe bezieht, wo

unterschiedliche Probleme vorliegen. Die bekannten Vorschläge I
ST sehen eine zweilagige Spule vor, die die Verbindungsstelle über-

Ί* brückt. Ein weiterer, nicht auf das gleiche Problem gerichteter Vorschlag befindet sich in der GB-PS 1 024 182, wo der Wolfram-Elektrodenschaft in zwei Teile unterteilt ist, die zwischen sich fr. einen Spalt bilden, der zur Aufnahme einer Elektronen emittierenden Substanz dient, wobei das Ganze von der zweilagigen Elektrodenspule umschlossen ist. Dabei werden tatsächlich zwei Teile des Elektrodenschaftes aus dem gleichen Material durch die zweilagige SpuIe verbunden.

Bei beiden Vorschlägen ist vorgesehen, daß die zweila— gige Spule die beiden Teile des Schaftes fest zusammenhält, und es hat sich gezeigt, daß dies zumindest bei allen Lampenanwendun— gen, bei denen die Neuerung eingesetzt werden kann, nicht ausreicht.

Obwohl — wie eingangs erwähnt wurde — ein Verschweißen von zwei hochschmelzenden Metallen wie Niob und Wolfram wegen des dadurch bedingten Brüchigwerdens nicht zufrieden.=, cell end ist, hat sich gezeigt, daß der Wolfram-Draht der zweilagigen Spule mit dem verhältnismäßig kleinen Durchmesser mit dem Niob-Draht 4 als dem unteren Teil der Elektrode verschweißt oder heiß verpreßt werden kann, ohne daß ein übermäßiges Brüchigwerden verursacht wird. Sonit kann im Gegensatz zu der bisherigen Erfahrung die Spulen— verbindung durch Verschweißen an geeigneten Stellen gefestigt werden. Es hat sich ferner gezeigt, daß die bei den bekannten Vorschlägen zur Verbindung der beiden Teile verwendeten zweilagi— gen Spulen keine zufriedenstellende Verschweißung insbesondere dann ermöglichen, wenn die Spule mit die Emission fördenden Materialien imprägniert ist. Unabhängig davon, ob eine zweilagige Spule für andere Zwecke erforderlich ist, wird wenigstens eine Lage zur Herstellung der Verbindung vorgesehen. Hierdurch kann die Spule für den Kontakt mit dem Schaft deformiert werden, so daß ein übermäßiger Schweißstrom vermieden wird.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Ausfuhrungsform für eine Elektrode gemäß der Neuerung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der innere Teil 2 der zweilagigen Elektroden-Spule mit einer Verlängerung 7 versehen, die die Verbindungsstelle 5 zwischen den Schaftteilen 1 und 4 überbrückt. Die Verlängerung ist mit dem Wolfram-Schaft 1 an der Stelle 8 und mit dem Niob-Draht 4 an der Stelle 9 verschweißt oder heiß verpreßt. Die Spule kann unmittelbar auf den schaft aufgewickelt oder erst gewickelt und dann aufgeschoben werden. Ira letzteren Fall wird sie entweder mit

einem kleineren Durchmesser als der Schaft gewickelt, um einen festen Griff zu erzeugen, öder sie wird als Gleitsitz gewickelt, wobei die Festlegung durch das Verschweißen bewirkt wird- In diesem Fall wird die Spule verhältnismäßig offen gewickelt, was für Elektroden zweckmäßig ist, bei denen die zweilagige Spule nicht mit einer emissionsfördernden Substanz imprägniert ist.

Fig. 4 zeigt die bevorzugte Ausfuhrungsform der Neuerung, bei der die Elektrodenspule und die Verbindungsspule enger gewickelt sind als in Fig. 3, was insbesondere für Elektrodenspulen notwendig ist, die mit einer die Emission fördernden Substanz imprägniert sind. Im übrigen ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 insofern ähnlich wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, als ein zweilagiger Spulenteil und ein einlagiger Spulenteil mit d*vr Länge χ bzw. y und ein Schaft aus einem Niob-Teil mit der Länge b und dem Durchmesser d sowie ein Wolfram-Spitzenteil mit Länge a und einem Durchmesser d vorhanden ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, das für eine 400-Watt-Natrium-Hochdruckentladungslampe geeignet ist, bestehen die Spulen 2 und 7 aus 0,562 mm Wolfram-Draht, der in der inneren Lage vierzehn Windungen und in der äußeren Lage sieben Windungen enthält. Dabei erstrecken sich der doppellagige Teil und der einlagige Teil jeweils über Entfernungen χ bzw. y mit jeweils 3,9 mm Länge. Die Schaft-Teile besitzen einen Durchmesser d von 1mm und Längen a und b von 8 mm bzw. 20 mm.

Fig. 5 bis 7 zeigen weitere Ausfühiungsformen der Neuerung. In Fig. 5 liegt die Verbindung zwischen dem Wolfram- und Niob-Schaft 1 bzw. 4 unter dem zweilagigen Spulenteil, und der Spulenteil 7 ist nur am Niob-Draht 4 durch Schweißen oder Heißverpressen an der Stelle 9 befestigt. Der Wolfram-Schaft 1 wird in alisreichendem Maße durch den eng gewickelten zweilagigen

Spulenteil festgelegt.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Wolfri.ni- und Niob-Schaftteile 1 und 4 nicht aneinander angrenzen, so daß ein Zwischenraum 10 gebildet wird, der zur Aufnahme eines die Emission fördernden Mittels dienen kann. Da dieser Zwischenraum unterhalb der zweilagigen Elektroden-Spule liegt, ist eine Verschweißung nur an der Stelle 9 vorgesehen;

*ei den» Ausfühningsbeispiel gemäß Fig. 7 ist eine

Verlängerung 7 der Innenlage vorgesehen, die nicht kontinuierlich zu der doppellagigen Spule 2,3 gewickelt ist, sondern eine Lage " fur sich bildet, die die Verbindungsstelle 5 überbrückt. In diesem Falle brauchen die Spulen nicht aus demselben Material zu bestehen.

Sie Neuerung ist nicht auf Wolfram-Spulen und Schaftteile aus Wolfram und Niob beschränkt. Eine Anwendung ist auch bei anderen Spulen-Werkstoffen und in zwei Teile unterteilten Elektroden-Schäften möglich, von denen einer zur Elektrodenspule paßt und der andere zu dem Material der Lampen-Endkappe, in der die Versiegelung erfolgt.

Claims (10)

Schutzansprüche

1. Elektrode für eine Hochdruck-Entladungslampe, bestehend aus einem ersten Schaftteil aus einem ersten schwer schmelzenden Material mit einer <?arübergewickelten zweilagigen Elektroden-Spule, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den ersten Schaftteil Cl) ein zweiter Schaftteil (4) aus einem zweiten schwer schmelzenden Material in axialer Ausrichtung anschließt, und daß die beiden Schaftteile (1, 4) durch die ihre Verbindungsstelle (5) überbrückende Elektroden-Spule (2, 3) aus schwer schmelzendem Material dadurch miteinander verbunden sind, daß die innere Lage der Elektroden-Spule (2, 3) mit wenigstens einem der Schaftteile (1, 4) durch Schweißen oder Heißpressen verbunden ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Lage der Elektroden-Spule (2, 3) langer als die äußere Lage ausgebildet ist.

3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte Teil der inneren Lage (2) über der Verbindungsstelle (5) der Schaftteile (1, 4) liegt.

4. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Lage (2) der Elektroden-Spule mit beiden Schaftteilen durch Schweißen oder Heißpressen verbunden ist.

5. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweilagige Elektroden-Spule (2, 3) die Verbindungsstelle (5) überbrückt und die innere Lage (2) mit dem zweiten Schaftteil (4) durch Schweißen oder Heißpressen verbunden ist.

6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Schaftteilen (1, 4) ein Zwischenraum angeordnet ist.

7. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum Elektronen emittierendes Material angeordnet ist.

8. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaftteil (1) aus Wolfram besteht.

9. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaftteil (4) aus Niob besteht.

10. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaftteil (4) mit der Endkappe der Hochdruck-Entladungslampe abdichtend verbunden ist.