DE955808C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Einschmelzstelle von Metall in Quarz, insbesondere fuer eine Hochdruckmetalldampfentladungslampe mit Quarzkolben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 10. JANUAR 1957

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 32b GRUPPE 10

INTERNAT. KLASSE C 03c

G 8430 IVc132b

Der Erfinder hat beantragt, nicht genannt zu werden

The General Electric Company Limited, Wembley, Middlesex

(Großbritannien)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Einschmelzstelle

von Metall in Quarz, insbesondere für eine Hochdruckmetalldampf-

entladungslampe mit Quarzkolben

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 19. März 1962 an

Patentanmeldung bekanntgemadit am 12. Juli 1956

Patenterteilung bekanntgemadit am 20. Dezember 1966

Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vom 21. März 1951 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft diie Herstellung von Einschmelzstellen oder Abdichtungen von Metall in Quarz, derart, daß wenigstens ein dünner Metallstreifen, der an einem Ende oder an beiden Enden mit einem stärkeren Leiter verbunden, sein kann, innerhalb einer Quarzglasröhre abgestützt angeordnet wird, wobei die Breite des Streifens klein gegen den Röhrendurchmesser ist, und daß die Röhre in dem Bereich des Streifens durch ίο Hitze erweicht und dann gegen die Streifenfläche gedrückt wird, so daß ein Verschluß oder eine Einschmelzung durch Quetschung dieses Röhrenbereiches zwischen einem Paar sich gegenüberstehender Klemmbacken entsteht, die so eingerichtet sind, daß sie sich einander rechtwinklig zu der Ströifenebene nähern. Die' Erfindung betrifft auch elektrische Entladevorrichtungen, insbesondere Hochdruckmetalldampfentladungslampen, die Quarzkolben sowie die erwähnten Einschmelzoder Abdichtungsstellen aufweisen. Die Röhre und

der Streifen können zunächst von dem Kolben der Vorrichtung oder Lampe getrennt und die gequetschte Röhre danach in dem Kolben eingeschmolzen werden, oder die Röhre bildet anfangs einem Teil des Kolbens, und die Einschmelz- oder Abdichtstelle wird in ursprünglicher Lage in dem Kolben ausgebildet.

Bei solchen Herstellungsvorgängen findet man häufig, daß beim Andrücken der Quarzröhre an ίο den dünnen Metallstreifen eine Spaltung des Streifens auftritt, welche die Abdichtung wertlos macht. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Schwierigkeit zu vermindern.

Nach der Erfindung sind die Stirn- oder Arbeitsflächen des Paares sich gegenüberstehender Klemmbacken, die bei der Herstellung einer Einschmelzoder Abdichtstelle der erwähnten Art von Metall in Quarz verwendet werden, jeweils mit einer Nut ausgebildet, die sich längs des Teiles einer Stirnfläche erstreckt, der während des Quetschvorganges über dem Metallstreifen liegt, wobei die Breite der Nut ungefähr gleich der Streifenbreite oder etwas größer als diese ist.

Erfindungsgemäß wurde entdeckt, daß durch die »5 Ausbildung der Klemmbacken in dieser Weise Quarz von der Röhre in die Nut während des Quetschvorganges eintritt und daß dadurch die angrenzenden Bereiche der Quarzröhrenwand an den Stirnflächen der Klemmbacken verkeilt oder fixiert werden und die Möglichkeit der relativen seitlichen Bewegung vermindert wird, die zwischen den zusammengequetschten Seiten, der Röhre auftritt und den dünnen Streifen zerreißen kann, wenn die Seiten der Röhre an ihn angedruckt werden.

Falls eine größere Anzahl dünner Dichtungsmetallstreifen vorhanden ist, werden die Klemmbacken bevorzugt jeweils mit einer entsprechenden größeren Anzahl Nuten ausgebildet, die jeweils über einem Streifen liegen.

Gewöhnlich liegen die dünnen Metallstreifen parallel zur der Quarzröhrenachse, und die' entsprechenden Nuten- in den Klemmbacken, die als Längsnuten bezeichnet werden können, verhindern dann wirksam die vornehmlich auftretende, relative Bewegung der zusammengequetschten Seiten der Röhre rechtwinklig zu der Röhrenachse.

Falls ein Ende oder beide Enden des dünnen Metallstreifens an einem stärkeren Leiter befestigt sind, ist jede Verbindungsstelle bevorzugt so angeordnet, daß sie unterhalb einer Längsnut sowie auch unterhalb einer Quernut liegt, die in jeder Stirn- oder Arbeitsfläche der Klemmbacken ausgebildet ist und im wesentlichen rechtwinklig zu der Längsnut verläuft. Bevorzugt erstrecken sich auch die Längsnuten mit etwas größerer Breite und Tiefe in Längsrichtung eines jeden stärkeren Leiters innerhalb des Quetschbereiches.

Man wird bemerken, daß auch andere Nuten als die über dem oder den Streifen und über dem Leiter oder den Leitern liegenden Nuten in den Stirnflächen der Klemmbacken vorgesehen werden können. Beispielsweise kann jede Fläche ein weiteres Paar Längsnuten tragen, von denen eine an jeder Seite der Stirnfläche angebracht ist, um die nach außen verlaufende Verdrängung des Quarzes während des Quetschvorganges zu regeln, so daß die ,Gleichmäßigkeit der Quetschkante verbessert wird. Eine Ausfuhrungsform der Erfindung, die einen Teil des Herstellungsvorganges einer röhrenförmigen Hochdruckmetalldampfentladungslampe bildet, wird jetzt als Beispiel an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. ι eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile einer Abdichtungs- oder Einschmelzanordnung vor dem Quetschvorgang an dem Ende des röhrenförmigen Lampenkolbens,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der mit der Anordnung nach Fig. 1 erhaltenen Quetschabdichtung in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Ebene A-A der Fig. 2.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird eine Elektrodenleiteranordnung, die aus einer an ein Ende eines dünnen Dichtungsstreifens 2 geschweißten Wolframdrahtspirale r besteht, dessen anderes Ende mit einem stärkeren Leiter 3 verschweißt ist, in dem konischen Kopf eines Vorrichtungsformstückes 4 durch Einsetzen des Leiters 3 in einen Schlitz des Vorrichtungsformstückes abgestützt, wobei die Verbindungsstelle zwischen dem Streifen 2 und dem Leiter 3 über der Formstückoberfläche liegt. In ähnlicher Weise wird eine Hilfselektrodenleiteranordnung, die aus einem von einer dünnen Quarzröhre 7 umgebenen, an das eine Ende eines dünnen. Dichtungsstreifens 8 geschweißten, geraden Wolframdraht 6 besteht, dessen anderes Ende an einen stärkeren, streifenförmigen Leiter 9 geschweißt ist, in dem Vorrichtungsformstück 4 durch Einsetzen des Leiters 9 in einen zweiten Schlitz des Vorrichtungsformstückes abgestützt, so daß die Verbindungsstelle 10 zwischen dem Leiter 9 und dem Streifen 8 über der Oberfläche des Formstückes 4 in ungefähr der gleichen Höhe wie die Verbindungsstelle 5 Hegt, wobei sich die Streifen 2, 3, 8 und 9 alle in derselben Ebene befinden. Über der Leiteranordnung auf dem konischen Ende des Formstückes 4 ruhend ist eine Quarzröhre ι r angebracht, die mit einem Queransatzrohr 12 versehen ist, durch das Stickstoff während des Erhitzungs- und Quetschvorganges geblasen werden kann. Dabei wird das obere Ende der Röhre (nicht dargestellt) durch einen Stopfen oder möglicherweise durch einen vorherigen Quetschverschluß dieses Röhrenendes geschlossen.

Auf jeder Seite der Anordnung sind Klemmbacken angeordnet, die sich rechtwinklig der Ebene der Streifen 2, 3 in vorbestimmten Stellungen nähern (der Annäherungsmechanismus der Vorrichtung ist nicht dargestellt) und jeweils aus einem iao Klemmeinsatzteil 13 bestehen, der an einen Halter 14 angeschraubt ist. Die Arbeitsstirnfläche eines jeden Klemmeinsatzteiles ist an ihrer oberen Kante mit einer teilweise kugelförmigen Aussparung 15 versehen (diese Aussparungen sind so zueinander angepaßt, daß sie einen gewölbten Abschlußteil an

der Röhre ii ausbilden), und jede Stirnfläche wird von vier Längsnuten ιό, 17, i8, 19 und zwei Quernuten 20, 21 überquert. Die beiden mittleren Längsnuten 17 und 18 sind verhältnismäßig breit und so angeordnet, daß sie über den Streifen 2 bzw. 7 während des Quetschvorgangs liegen, während die Quernuten 20 und 21 so angeordnet sind, daß sie über den Verbindungsstellen 5 und 10 bzw. den Verbindungsstellen zwischen den Elektroden 1 bzw. 6 und den Streifen 2 bzw. 8 liegen. Die Nuten 17 und 18 sind an ihnen unteren Enden geringfügig vertieft und verbreitert, die über den starken Leitern 3 und 9 während des Quetschvorganges liegen.

Bei der Ausbildung der Abdichtungs- oder Einschmelzstelle wird das untere Ende der Röhre 11 durch eine nicht dargestellte Knallgasflamme erweicht, während Stickstoff durch die Röhre über das Queransatzrohr 12 hindurchströmt, und die Klemmbacken werden dann ein oder mehrere Male je nach Bedarf fest geschlossen, um die Seiten der Röhre einzudrücken und eine Quetschstelle der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Art zu bilden, in denen dieselben Bezugszifförn die gleichen Teile wie in Fig. 1 darstellen.

Während des Quetschvorgangs dringt der Quarz in die Nuten 16, 17, 18, 19, 20 und 21 in dem Klemmeinsatzteil ein, so daß in der fertigen Verschluß- oder Einschmelzstelle in entsprechender Weise die Furchenrippen oder Erhöhungen 22, 23, 24, 25, 26 und 27 gebildet werden. Die Nuten 17, 18, 19 und 20 dienen dazu, die Streifen 2, 8 und ihre Verbindungsstellen mit den Leitern an jedem Ende zu schützen, während die Nuten 16 und 19 dazu dienen, den Fluß des Quarzes an der Quetsch.-kante zu regeln, so daß die Erzielung einer im wesentlichen gleichmäßigen Kante ermöglicht wird.

Eine ähnliche Quetschabdichtungs- oder Einschmelzstelle kann möglicherweise unter Weglassung der Hilfselektrodenanordnung an dem anderen Röhrenende ausgebildet und die Herstellung der Lampe in der üblichen Weise zu Ende geführt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung einer Einschmelzstelle von Metall in Quarz, insbesondere für eine Hochdruckmetalldampf entladungslampe mit Quarzkolben, derart, daß wenigstens ein dünner Metallstreifen in einer Quarzglascöhre abgestützt angeordnet wird, wobei die Breite des Streifens klein gegen den Durchmesser der Röhre ist, und daß die Röhre durch Wäirme in dem" Bereich des Streifens erweicht und dann gegen die Stirn- oder Arbeitsflächen des Streifens gedrückt wird, um eine Abdichtungs- oder Einschmelzstelle dadurch zu bilden, daß dieser Röhrenbereich zwischen einem Paar sich gegenüberstehender Klemmbacken gequetscht wird, die so eingerichtet sind, daß sie sich einander rechtwinklig zu der Streifenebene nähern, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Paar sich gegenüberliegender Klemmbacken (13) jeweils mit einer Nut (17, 18) ausgebildet wird, die sich längs des Teiles einer Stirnfläche erstreckt, der während des Quetschvorganges über dem Metallstreifen (2, 8) liegt, wobei die Breite der Nut (17, 18) ungefähr gleich der Breite des Streifens (2, 8) oder etwas größer als diese ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geikennzeichnet, daß die Abdichtungs- oder Einschmelzstelle eine größere Anzahl dünner Dichtungsmetallstreifen (2, 8) aufweist und die Arbeitsstirnflächen der Klemmbacken (13) jeweils mit einer entsprechendien, größeren Anzahl Nuten (17, 18) ausgebildet werden, die jeweils so angeordnet sind, daß sie über einem Streifen liegen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende oder beide Enden des dünnen Metallstreifens (2, 8) mit einem stärkeren Leiter (3, 9) verbunden wird bzw. werden und daß jede Verbindungsstelle so angeordnet wird, daß sie unterhalb einer Längsnut (17, 18) sowie auch unterhalb einer Quernut (20, 21) liegt, die in jeder Stirn- oder Arbeitsfläche der Klemmbacken ausgebildet ist und im wesentlichen rechtwinklig zu der Längsnut (17,

   18) verläuft.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (17, 18) mit größerer Breite und Tiefe in Längsrichtung eines jeden stärkeren Leiters (3, 9) innerhalb des Quetschbereiches verlaufen.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stirnfläche ein weiteres Paar Längsnuten (16,

   19) trägt, von denen jeweils eine an jeder Seit© der Stirnfläche angeordnet ist, um die nach außen verläufende Verdrängung des Quarzes während des Quetschvorgangs zu regeln.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des' Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (13) jeweils mit einer oder mehreren Aussparungen oder Nuten (16, 17, 18, 19 und 20, 21) in deren Arbeitsstirnflächen ausgebildet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 819 432.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ® 609 549/196 7.56 (609 742 1.57)