EP0219861A2 - Verfahren zur Herstellung einer einseitig gequetschten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe und eine nach diesem Verfahren hergestellte Lampe - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer einseitig gequetschten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe und eine nach diesem Verfahren hergestellte Lampe Download PDF

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EP0219861A2
EP0219861A2 EP86114649A EP86114649A EP0219861A2 EP 0219861 A2 EP0219861 A2 EP 0219861A2 EP 86114649 A EP86114649 A EP 86114649A EP 86114649 A EP86114649 A EP 86114649A EP 0219861 A2 EP0219861 A2 EP 0219861A2
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Alexander Dobrusskin
Jürgen Dr. vom Scheidt
Jürgen Dr. Heider
Ewald Dr. Wurster
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    • H01J61/368—Pinched seals or analogous seals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/32—Sealing leading-in conductors
    • H01J9/323—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device
    • H01J9/326—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device making pinched-stem or analogous seals

Definitions

  • sealing foils made of molybdenum are used instead of wire-shaped current leadthroughs in halogen incandescent and metal halide high-pressure discharge lamps.
  • their geometric size and thus also the size of the pinch in which the sealing foils are embedded also decrease. It is often difficult to find the required distance between the partially comparatively wide and arranged in one plane sealing films within the narrow pinch.
  • metal halide high-pressure discharge lamps there is also the need that a high voltage of at least 6 kV must be applied to ignite the lamp, depending on the cooling state of the lamp.
  • GB-PS 1 442 497 therefore proposed a sheathing of the power supply led out at an angle from the pinch by means of quartz tubes which are filled with a filling material and sealed with an elastomer.
  • quartz tubes which are filled with a filling material and sealed with an elastomer.
  • this is associated with a high additional manufacturing effort, which makes the lamp more expensive than before.
  • quartz tubes which have long been led out of the pinch, are extremely prone to breakage, which greatly reduces electrical safety.
  • the lamp is intended for use in an optical system. So that the filament can have a certain reference distance from the base end, the external power supplies are e.g. led out from the side of the pinch, whereby the length of the pinch can subsequently be changed and adapted to the optical system.
  • the present invention has for its object to design the pinch of the lamps in such a way that on the one hand the necessary width of the sealing foils can be used and on the other hand the ignition high voltage of at least 6 kV required to ignite the lamp can be applied in particular to discharge lamps.
  • the lead-out of the external power supply lines from the pinch is to be made simpler in order to enable more cost-effective production.
  • a pump tube 2 is already molded onto the circular-cylindrical tube 1 in FIG.
  • Both the circular cylindrical tube 1 and the pump tube 2 are made of quartz glass.
  • two expansion mandrels 3 running parallel to one another are introduced.
  • the expansion mandrels 3 are held in such a way that they can carry out a stroke A along the longitudinal axis of the circular-cylindrical tube 1 as well as an expansion B transversely to the same.
  • the quartz glass is heated to its softening point. The state of the spread B is shown in FIG. 2.
  • part of the circular-cylindrical tube is spread such that this region assumes an elongated, round cross-sectional shape with a cylindrical shape 4, the greater width of which is larger than the original circular-cylindrical diameter (see also FIG. 3).
  • the expansion can be carried out as a single operation on a separate machine or on the rotary machine, in which the subsequent crushing process he follows.
  • the remaining part of the circular-cylindrical tube 1 facing the pump tube 2 forms the future discharge vessel and maintains its original circular shape during the expansion of the expansion mandrels 3.
  • FIG. 5 An embodiment of a finished lamp 5, which was produced by the previously described method, is shown in FIG.
  • prefabricated electrode systems are introduced into the circular cylindrical tube 1. These consist of the outer current leads 6 made of tungsten, the sealing foils 7 made of molybdenum and the inner current leads 8 made of tungsten with the hook-shaped electrodes 9, also made of tungsten.
  • the sealing films 7 are arranged in the expanded part 4 running parallel to one another. All of these operations are conventional.
  • the pump tube 2 (FIGS. 1 and 2) is melted off, so that only one pump tip 12 remains.
  • a pump tube 2 is already molded onto the circular-cylindrical tube 1 in FIG. 5.
  • Both the circular-cylindrical tube 1 and the pump tube 2 are made of quartz glass.
  • two expansion mandrels 14 are inserted at an acute angle to each other. The expansion mandrels 14 are held in such a way that they can carry out a stroke A along the longitudinal axis of the circular-cylindrical tube 1 as well as an expansion B transversely to the same.
  • the quartz glass is heated to its softening point. The state of the spread B is shown in FIG. 6.
  • part of the circular-cylindrical tube is spread in such a way that this region assumes an elongated, round cross-sectional shape 15, the greater width of which is greater than the original circular-cylindrical diameter (see also FIG. 7).
  • the spreading can be carried out as a single operation on a separate machine or on the rotary machine, in which the subsequent squeezing process takes place.
  • the remaining part of the circular-cylindrical tube 1 facing the pump tube 2 forms the future discharge vessel 11 and maintains its original circular shape during the expansion of the expansion mandrels 14.
  • FIG. 16 An embodiment of a finished lamp 16, which was produced by the previously described method, is shown in FIG.
  • prefabricated electrode systems are introduced into the circular cylindrical tube 1. These consist of the outer current leads 17 made of tungsten, the sealing foils 18 made of molybdenum and the inner current leads 8 made of tungsten with the hook-shaped electrodes 9, also made of tungsten.
  • the sealing foils 18 are arranged in the expanded part 15 at an acute angle to one another. All of these operations are conventional.
  • the pump tube 2 (FIGS. 5 and 6) is melted off, so that only one pump tip 12 remains.
  • the finished lamp 21 of FIG. 9 has an extended creepage distance at the pinch 22, as a result of which the ignition voltage which can be applied - for example for lamps which are difficult to ignite - can be increased even further. All other part names of this embodiment correspond to the previously described embodiments.
  • the distance between the outer current leads 6, 17, which are led out in parallel from the end faces 13, 20, of a metal halide high-pressure discharge lamp 5, 16, 21 produced by the method according to the invention is approximately 20 mm.
  • the lamp 5, 16, 21 has a nominal output of approx. 35 W and can be ignited with a high ignition voltage of more than 6 kV.

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Abstract

Zur Erhöhung der Hochspannungsfestigkeit einer Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (5) weisen die aus der Quetschung (10) herausgeführten äußeren Stromzuführungen (6) einen gegenüber den inneren Stromzuführungen (8) vergrößerten Abstand auf. Hierfür wird der untere, in nachfolgenden Arbeitsgängen die Quetschung (10) bildende Teil eines kreiszylinderförmigen Rohres (1) aus Quarzglas durch Einführen und anschließendes Spreizen zweier parallel oder in einem spitzen Winkel zueinander verlaufender Aufweitungsdorne aufgeweitet, wodurch dieser Bereich einen länglichrunde Querschnittsform annimmt. Die Fertigstellung der Lampe erfolgt dann weiter auf konventionelle Weise. Eine nach diesem Verfahren hergestellte Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (5) ist hochspannungsfest für Warmzündungen mit mindestens 6 kV8.

Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Um die Dichtigkeit einer Gefäßabdichtung, bei der das Lampengefäß aus Quarzglas besteht, zu gewährleisten, werden bei Halogenglüh- und Metallhalogenidhochdruckentladungslampen anstelle drahtförmiger Stromdurchführungen Dichtungsfolien aus Molybdän verwendet. Mit zunehmend kleiner werdenden Anschlußleistungen der Lampen verringert sich auch deren geometrische Größe und damit auch die Größe der Quetschung, in der die Dichtungsfolien eingebettet sind. Dabei bereitet es häufig Schwierigkeiten, den erforderlichen Abstand der z.T. relativ breiten und in einer Ebene angeordneten Dichtungsfolien innerhalb der engen Quetschung einzuhalten. Bei Metallhalogenidhochdruckentladungslampen besteht darüber hinaus das Bedürfnis, daß zur Zündung der Lampe eine Hochspannung je nach Abkühlzustand der Lampe von mindestens 6 kV angelegt werden muß.
    • Stand der Technik
  • In der GB-PS 1 442 497 wurde deshalb eine Ummantelung der schräg aus der Quetschung herausgeführten Stromzuführung mittels Quarzröhrchen vorgeschlagen, die mit einem Füllmaterial gefüllt und mit einem Elastomer abgeschlossen sind. Hiermit ist jedoch ein hoher zusätzlicher Fertigungsaufwand verbunden, wodurch sich die Lampe überproportional verteuert. Darüber hinaus sind diese lang aus der Quetschung herausgeführten Quarzröhrchen äußerst bruchgefährdet, was die elektrische Sicherheit stark vermindert.
  • Aus dem JP-GM 47-308 ist eine Glühlampe bekannt, bei der die Dichtungsfolien innerhalb der Quetschung beispielsweise jeweils um 90 nach außen gebogen sind, wodurch sich der Abstand der daran befestigten äußeren Stromzuführungen vergrößert. Eine solche Behandlung der nur wenige hundertstel Millimeter dicken Dichtungsfolien ist jedoch denkbar ungünstig, da hierdurch deren Haltbarkeit bei Stromdurchgang erheblich reduziert wird.
  • Eine andere Art, die äußeren Stromzuführungen aus der Quetschung herauszuführen, ist in der DE-OS 1 922 762 beschrieben. Die Lampe ist für den Einsatz in einem optischen System vorgesehen. Damit der Leuchtkörper einen bestimmten Bezugsabstand zum Sockelende aufweisen kann, sind die äußeren Stromzuführungen z.B. seitlich aus der Quetschung herausgeführt, wodurch die Quetschung in ihrer Länge nachträglich veränderbar und an das optische System anpaßbar ist.
    • Aufgabe
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Quetschung der Lampen derart zu gestalten, daß einerseits die nötige Breite der Dichtungsfolien verwendbar ist und andererseits insbesondere bei Entladungslampen die zur Zündung der Lampe erforderliche Zündhochspannung von mindestens 6 kV angelegt werden kann. Darüber hinaus soll die Herausführung der äußeren Stromzuführungen aus der Quetschung einfacher gestaltet werden, um eine kostengünstigere Fertigung zu ermöglichen.
    • Vorteile
  • Mit dem Herstellungsverfahren einer Lampe nach der Erfindung wird eine verbreiterte Quetschung erreicht, die die Voraussetzung für einen vergrößerten Abstand der äußeren Stromzuführungen bildet. Eine solche Verbreiterung der Quetschung ist schnell und kostengünstig herstellbar. Hierdurch wird der für die Hochspannungfestigkeit erforderliche Abstand der äußeren Stromzuführungen auf einfache Weise ermöglicht.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von neun Figuren erläutert, in denen das Verfahren und drei Ausführungsformen der Metallhalogenidhochdruckentladungslampe schematisch dargestellt ist:
    • Figur 1 zeigt ein kreiszylinderförmiges Rohr, in das zwei parallelverlaufende Aufweitungsdorne eingeführt sind
    • Figur 2 zeigt das gleiche Rohr mit gespreizten Aufweitungsdornen
    • Figur 3 zeigt das gespreizte Rohr der Figur 2 in der Unteransicht
    • Figur 4 zeigt eine Ausführungsform einer fertigen Lampe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde
    • Figur 5 zeigt ein kreiszylinderförmiges Rohr, in das zwei in einem spitzen Winkel zueinander verlaufende Aufweitungsdorne eingeführt sind
    • Figur 6 zeigt das gleiche Rohr mit gespreizten Aufweitungsdornen
    • Figur 7 zeigt das gespreizte Rohr der Figur 6 in der Unteransicht
    • Figur 8 zeigt eine Ausführungsform einer fertigen Lampe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde
    • Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer fertigen Lampe
  • An das kreiszylinderförmige Rohr 1 der Figur 1 ist bereits ein Pumprohr 2 angeformt. Sowohl das kreiszylinderförmige Rohr 1 wie auch das Pumprohr 2 bestehen aus Quarzglas. In einen Teil des Rohres 1 sind zwei parallel zueinander verlaufende Aufweitungsdorne 3 eingeführt. Die Aufweitungsdorne 3 sind derart gehaltert, daß sie sowohl miteinander einen Hub A entlang der Längsachse des kreiszylinderförmigen Rohres 1 wie auch eine Spreizung B quer zu derselben ausführen können. Zur Durchführung der Spreizung B wird das Quarzglas auf seinen Erweichungspunkt erwärmt. Der Zustand der Spreizung B ist in der Figur 2 dargestellt. Hierdurch wird ein Teil des kreiszylinderförmigen Rohres derart gespreizt, daß dieser Bereich eine länglichrunde Querschnittsform mit zylindrischer Gestalt 4 annimmt, deren größere Breite größer als der ursprüngliche kreiszylinderförmige Durchmesser ist (siehe auch Figur 3). Das Aufweiten kann als einzelner Arbeitsgang auf einer separaten Maschine oder auch auf dem Rundläufer vorgenommen werden, bei dem der nachfolgende Quetschvorgang erfolgt. Der verbleibende, dem Pumprohr 2 zugewandte Teil des kreiszylinderförmigen Rohres 1 bildet das zukünftige Entladungsgefäß und behält während des Spreizens der Aufweitungsdorne 3 seine ursprüngliche kreisrunde Form bei.
  • Eine Ausführungsform einer fertigen Lampe 5, die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, ist in der Figur 4 abgebildet. Nach dem Spreizen werden vorgefertigte Elektrodensysteme in das kreiszylinderförmige Rohr 1 eingeführt. Diese bestehen aus den äußeren Stromzuführungen 6 aus Wolfram, den Dichtungsfolien 7 aus Molybdän und den inneren Stromzuführungen 8 aus Wolfram mit den hakenförmigen Elektroden 9, ebenfalls aus Wolfram. Zum Herstellen der Quetschung 10 sind die Dichtungsfolien 7 in dem aufgeweiteten Teil 4 parallel zueinander verlaufend angeordnet. Alle diese Arbeitsgänge sind konventionell. Zuletzt wird, nachdem die gewünschte Füllung in das Entladungsgefäß 11 eingebracht wurde, das Pumprohr 2 (Figuren 1 und 2) abgeschmolzen, so daß nur noch eine Pumpspitze 12 verbleibt.
  • In einer Variante dieses Verfahrens ist an das kreiszylinderförmige Rohr 1 der Figur 5 bereits ein Pumprohr 2 angeformt..Sowohl das kreiszylinderförmige Rohr 1 wie auch das Pumprohr 2 bestehen aus Quarzglas. In einen Teil des Rohres 1 sind zwei zueinander in einem spitzen Winkel verlaufende Aufweitungsdorne 14 eingeführt. Die Aufweitungsdorne 14 sind derart gehaltert, daß sie sowohl miteinander einen Hub A entlang der Längsachse des kreiszylinderförmigen Rohres 1 wie auch eine Spreizung B quer zu derselben ausführen können. Zur Durchführung der Spreizung B wird das Quarzglas auf seinen Erweichungspunkt erwärmt. Der Zustand der Spreizung B ist in der Figur 6 dargestellt. Hierdurch wird ein Teil des kreiszylinderförmigen Rohres derart gespreizt, daß dieser Bereich eine länglichrunde Querschnittsform 15 annimmt, deren größere Breite größer als der ursprüngliche kreiszylinderförmige Durchmesser ist (siehe auch Figur 7). Das Spreizen kann wie im vorangegangenen Beispiel als einzelner Arbeitsgang auf einer separaten Maschine oder auch auf dem Rundläufer vorgenommen werden, bei dem der nachfolgende Quetschvorgang erfolgt. Der verbleibende, dem Pumprohr 2 zugewandte Teil des kreiszylinderförmigen Rohres 1 bildet das zukünftige Entladungsgefäß 11 und behält während des Spreizens der Aufweitungsdorne 14 seine ursprüngliche kreisrunde Form bei.
  • Eine Ausführungsform einer fertigen Lampe 16, die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, ist in der Figur 8 abgebildet. Nach dem Spreizen werden vorgefertigte Elektrodensysteme in das kreiszylinderförmige Rohr 1 eingeführt. Diese bestehen aus den äußeren Stromzuführungen 17 aus Wolfram, den Dichtungsfolien 18 aus Molybdän und den inneren Stromzuführungen 8 aus Wolfram mit den hakenförmigen Elektroden 9, ebenfalls aus Wolfram. Zum Herstellen der Quetschung 19 sind die Dichtungsfolien 18 in dem aufgeweiteten Teil 15 in einem spitzen Winkel zueinander verlaufend angeordnet. Alle diese Arbeitsgänge sind konventionell. Zuletzt wird, nachdem die gewünschte Füllung in das Entladungsgefäß 11 eingebracht wurde, das Pumprohr 2 (Figuren 5 und 6) abgeschmolzen, so daß nur noch eine Pumpspitze 12 verbleibt.
  • In einer Abwandlung des Beispiels entsprechend der Figur 8 weist die fertige Lampe 21 der Figur 9 an der Quetschung 22 eine verlängerte Kriechstrecke auf, wodurch sich die anlegbare Zündspannung - zum Beispiel für schwer zündende Lampen - noch weiter erhöhen läßt. Alle anderen Teilebezeichnungen dieses Ausführungsbeispiels entsprechen den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
  • Der Abstand der parallel aus den Stirnflächen 13, 20 herausgeführten äußeren Stromzuführungen 6, 17, einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe 5, 16, 21 beträgt ca. 20 mm. Die Lampe 5, 16, 21 hat eine Nennleistung von ca. 35 W und kann mit einer Zündhochspannung von mehr als 6 kV gezündet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer einseitig gequetschten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe (5, 16, 21), deren Gefäßabdichtung als Quetschung (10, 19, 22) ausgebildet ist, aus der zwei äußere Stromzuführungen (6, 17) herausgeführt sind und zwei innere Stromzuführungen (8), die mit Elektroden (9) versehen sind, in das Entladungsgefäß (11) ragen, wobei die elektrische Verbindung zwischen den äußeren Stromzuführungen (6, 17) und den zugehörigen inneren Stromzuführungen (8) mittels Dichtungsfolien (7, 18) vorgenommen ist, die in einer Ebene innerhalb der Quetschung (10, 19, 22) eingebettet sind, bei der im wesentlichen nacheinander folgende Arbeitsgänge ausgeführt werden:
a) Ansetzen eines Pumprohres (2) an ein kreiszylinderförmiges Rohr (1),
b) Einführen von vorgefertigten Elektrodensystemen, bestehend aus den äußeren Stromzuführungen (6, 17), den Dichtungsfolien (7, 18) und den inneren Stromzuführungen (8) mit den Elektroden (9) in das kreiszylinderförmige Rohr (1), wobei die Dichtungsfolien (7, 18) in dem dem Pumprohr (2) abgewandten Teil des kreiszylinderförmigen Rohres (1) angeordnet sind,
c) Herstellen der Quetschung (10, 19, 22) im Bereich der Dichtungsfolien (7, 18) sowie
d) Einbringen der gewünschten Füllung in das Entladungsgefäß (11) und Abdichten des Pumprohres (2),

dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einführen der vorgefertigten Elektrodensysteme in den dem Pumprohr (2) abgewandten Teil des kreiszylinderförmigen Rohres (1) zwei Aufweitungsdorne (3, 14) eingeführt (A) und anschließend gespreizt (B) werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitungsdorne (3) parallel zueinander verlaufen, wodurch das Rohr (1) nach dem Spreizen der Aufweitungsdorne (3) in diesem Bereich eine länglichrunde Querschnittsform mit zylindrischer Gestalt annimmt, deren größerer Durchmesser größer als der Durchmesser des kreiszylinderförmigen Rohres (1) ist, und daß nach dem Herstellen der Quetschung (10) deren Breite größer als der Durchmesser des kreiszylinderförmigen Rohres (1) ist.
3. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe, die nach dem Verfahren der Ansprüche 1 und 2 hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der parallel aus der Stirnfläche (13) der Quetschung (10) herausgeführten äußeren Stromzuführungen (6) größer als der Durchmesser des kreiszylinderförmigen Rohres (1) und größer als der Außendurchmesser des Entladungsgefäßes (11) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitungsdorne (14) in einem spitzen Winkel zueinander verlaufen, wodurch das Rohr (1) nach dem Spreizen der Aufweitungsdorne (3) in diesem Bereich eine länglichrunde Querschnittsform (15) annimmt, deren größere Breite größer als der Durchmesser des kreiszylinderförmigen Rohres (1) und deren kleinere Breite gleich groß wie der Durchmesser des kreiszylinderförmigen Rohres (1) ist.
5. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe, die nach dem Verfahren der Ansprüche 1 und 4 hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsfolien (18) innerhalb der Quetschung (19, 22) in einem spitzen Winkel zueinander verlaufen, wobei der Abstand ihrer dem Entladungsgefäß (11) zugewandten Enden geringer ist als der Abstand ihrer dem Entladungsgefäß (11) abgewandten Enden.
6. Metallhalogenidhochdruckentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der parallel aus der Stirnfläche (20) der Quetschung (19, 22) herausgeführten äußeren Stromzuführungen (17) größer als der Durchmesser des kreiszylinderförmigen Rohres (1) und größer als der Außendurchmesser des Entladungsgefäßes (11) ist.
EP86114649A 1985-10-24 1986-10-22 Verfahren zur Herstellung einer einseitig gequetschten Metallhalogenidhochdruckentladungslampe und eine nach diesem Verfahren hergestellte Lampe Expired - Lifetime EP0219861B1 (de)

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