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Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp. Die Erfindung betrifft ferner ausführlicher eine Entladungslampe vom Kurzbogentyp als UV-Strahlungs-Lichtquelle, welche bei der Herstellung von Halbleitern, Flüssigkristallen und dergleichen verwendet wird, sowie eine Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp, deren Merkmal in der Anordnung des hermetisch abschließenden Teils besteht, wie eine Xenonlampe oder dergleichen, die für einen Filmprojektor sowie zur Bühnenbeleuchtung verwendet wird.
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Herkömmlicherweise wird bei Herstellungsvorgängen von Halbleitern, Flüssigkristallen und dergleichen als UV-Strahlungs-Lichtquelle eine Vielzahl von Entladungslampen vom Kurzbogentyp verwendet. Die Entladungslampe vom Kurzbogentyp ist eine UV-Strahlungs-Lichtquelle unter Ausnutzung einer Emission von Quecksilber, bei welcher in den Entladungsraum Quecksilber sowie Edelgas eingefüllt sind. Andererseits ist eine Xenonlampe, welche für einen Filmprojektor, zur Bühnenbeleuchtung und zu ähnlichen Zwecken verwendet wird, eine Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp, bei welcher in den Entladungsraum Xenongas mit einem hohen Druck eingefüllt ist und welche unter Ausnutzung einer Emission von Xenon im sichtbaren Strahlungsbereich intensive Strahlung ausstrahlt. Nachfolgend werden die Entladungslampe vom Kurzbogentyp sowie eine Hochdruck-Entladungslampe, welche durch eine Xenonlampe vertreten wird, Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp genannt.
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Bei der Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp sind, um den Entladungsraum, in welchen Edelgas und dergleichen eingefüllt ist, luftdicht zu halten, hermetisch abschließende Teile unter Anwendung einer Foliensiegelanordnung angeordnet, bei welchen Metallfolien aus Molybdän (Mo) oder dergleichen verwendet werden. Ferner sind in diesen hermetisch abschließenden Teilen scheibenartige Metallplatten angeordnet, welche jeweils an einem Ende eines Kerndrahtes angeschweißt sind, welcher an die Elektrode angeschlossen wird. An diese Metallplatten sind die Metallfolien angeschweißt. Das Anschweißen der Metallplatte an der Metallfolie wird im Allgemeinen unter Verwendung von Widerstands-Schweißverfahren durchgeführt. Zum Anschweißen der Metallplatte an den Kerndraht wird jedoch wegen großer Wärmekapazitäten dieser Materialien und aus ähnlichen Gründen statt des Schweißens durch das Widerstands-Schweißverfahren eine Methode angewendet, bei welcher man diese Materialien über ein Lotmaterial aneinander anschließt. Insbesondere werden die Materialien bei der Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp vom Standpunkt der Beständigkeit gegen eine hohe Temperatur ausgewählt. Konkret wird zum Anschließen des Kerndrahtes aus Wolfram (W) an die Metallplatte aus Mo unter Verwendung von Platin (Pt) als Lotmaterial gearbeitet.
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Im Fall eines Anschweißens des Kerndrahtes an die Metallplatte unter Verwendung von Pt als Lotmaterial ist es jedoch erforderlich, sowohl den Kerndraht als auch die Metallplatte auf eine Temperatur zu erwärmen, bei welcher das Platin schmilzt. Es traten deshalb die Nachteile auf, dass das auf die Metallplatte aufgebrachte Mo durch die Wärme kristallisiert, dass die mechanische Festigkeit sich verringert, dass die Metallplatte zerbricht und ähnliche Nachteile. Diese Tendenz wurde ferner mit einer Erhöhung der Leistung, welche der Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp zugeführt wird, und mit einer Vergrößerung der Elektrodengeometrie immer erheblicher.
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Es wurde daher statt der Methode der Verwendung von Pt als Lotmaterial zum Anschließen des Kerndrahtes an die Metallplatte ein Verfahren entwickelt, bei welchem man durch Elektronenstrahlen sowie Laser-Bestrahlung den Kerndraht und die Metallplatte örtlich zum Schmelzen bringt und hierdurch unmittelbar aneinander anschweißt. Eine derartige Technik ist beispielsweise aus der
JP-A 2007-115498 bekannt. Gemäß dieser Druckschrift wird in eine Öffnung, welche im Wesentlichen im Mittelbereich der Metallplatte gebildet ist, eines der Enden des Kerndrahtes eingeschoben, der Kerndraht sowie eine der Seiten der Metallplatte werden beispielsweise mit Laserstrahlung bestrahlt und somit verschweißt. Nachfolgend wird anhand von
6(a) und (b) die Anordnung einer derartigen herkömmlichen Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp in einer schematischen Querschnittsdarstellung gezeigt.
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6a) ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Hochdruck-Entladungslampe 100 vom Kurzbogentyp. Sie besteht aus einem Kolbenteil 101, welcher den Entladungsraum bildet, hermetisch abschließenden Röhrenteilen 102, welche von den beiden Enden des Kolbenteils 101 überstehen, sowie einem Paar Elektroden, nämlich einer Anode 103 sowie einer Kathode 104, welche in dem Kolbenteil 101 gegenüberliegend angeordnet sind. Ferner bestehen die hermetisch abschließenden Röhrenteile 102 aus Kerndrähten 105, an deren einem Ende die Anode 103 oder die Kathode 104 gehalten wird, Metallplatten 106, welche an die Kerndrähte 105 angeschweißt sind, Zylinderteilen 107 aus Quarzglas, welche von den Kerndrähten 105 durchdrungen werden und in der Weise angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen an die Metallplatten 106 angrenzen, Säulenkörpern 108 aus Quarzglas, welche die Metallplatten 106 einspannend den Zylinderteilen 107 gegenüberliegend angeordnet sind, Metallfolien 109 aus Mo, welche auf den Seiten der Säulenkörper 108 dicht angebracht und an den Metallplatten 106 angeschweißt sind, zweiten Metallplatten 110, an welche die anderen Enden der Metallplatten 109 angeschweißt sind, Außenanschluss-Stiften 111, welche an die zweiten Metallplatten 110 angeschlossen sind und welche von den hermetisch abschließenden Röhrenteilen 102 nach außen abgeleitet werden, Außenanschluss-Haltezylindern 112, welche von den Außenanschluss-Stiften 111 durchdrungen werden, sowie aus Röhrenkörpern 102a aus Glas, welche zusammen mit den Säulenkörpern 108 die Metallfolien 109, die auf den Seiten der Säulenkörper 108 dicht angebracht sind, einspannen und abdichten.
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6b) ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Bereiches, in welchem der Kerndraht 105 an die Metallplatte 106 angeschweißt ist. In der Darstellung wird der Zustand gezeigt, in welchem die im Außenumfang des Kerndrahtes 105 angeordnete Metallplatte 106 durch Schweißbereiche 114, 115 an diesem Kerndraht 105 angeschweißt ist. Hierbei ist die Metallplatte 106 scheibenartig, wobei im Wesentlichen im Mittelbereich hiervon eine kreisförmige Öffnung angebracht ist, in welche eines der Enden des Kerndrahtes 105 eingeschoben wird. Der Kerndraht 105 sowie die Metallplatte 106 werden von einer der Seiten der Metallplatte 106 her beispielsweise mit Laserstrahlung bestrahlt und somit entlang der Umfangsrichtung der Öffnung angeschweißt. Durch diese Bestrahlung mit Laserstrahlung schmelzen der Kerndraht 105 und die Metallplatte 106 teilweise, wodurch miteinander verbundene Schweißbereiche 114, 115 gebildet werden. Wenn ferner auf den beiden Seiten der Metallplatte 106 auf diese Weise die Schweißbereiche 114, 115 gebildet sind, entsteht je nach der Dicke der Metallplatte 106 zwischen dem Kerndraht 105 und der Metallplatte 106 ein nicht geschmolzener Bereich, welcher einen äußerst kleinen Raum 118 bildet.
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Einen Ansatz zur Lösung der oben beschriebenen Probleme offenbart die
DE 200 05 531 U1 , welche eine Kurzbogenlampe, umfassend eine Schweißhilfe zur Bewerkstelligung der Schweißverbindung, beschreibt, wobei die Schweißhilfe ein Blech, eine Folie oder Paste ist, bestehend aus Tantal, Niob oder Rhenium oder einer Mischung dieser drei Metalle. Mithilfe dieser Methode soll die Schweißtemperatur niedrig gehalten werden, um die Versprödung der metallenen Elemente zu vermeiden.
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Im Hinblick auf den Markt besteht nun ein Bedarf an einer noch höheren Ausgangsleistung der Hochdruck-Entladungslampe 100 vom Kurzbogentyp. Um einen derartigen Bedarf zu decken, wurde die der Hochdruck-Entladungslampe 100 vom Kurzbogentyp zuzuführende Eingangsleistung erhöht und die Elektrodengeometrie noch mehr vergrößert. Dementsprechend wird auf die Schweißbereiche 114, 115, in welchen der Kerndraht 105 an die Metallplatte 106 der Entladungslampe vom Kurzbogentyp 100 angeschweißt ist, eine Spannung in Folge von Erschütterungen und dergleichen beim Lampentransport ausgeübt, wodurch das Phänomen einer Rissbildung in den Schweißbereichen 114, 115 auftrat. Durch das Entstehen der Risse werden die elektrischen Widerstände der Schweißbereiche 114, 115 beim Lampenbetrieb hoch. Dadurch, dass man in den Schweißbereichen 114, 115 mit den auf diese Weise erhöhten elektrischen Widerständen einen hohen Strom fließen lässt, trat der Nachteil auf, dass in den Schweißbereichen 114, 115 örtlich Wärme erzeugt wird, dass somit die anomal erwärmten Schweißbereiche 114, 115 nochmals schmelzen und dass der Kerndraht 105 von der Metallplatte 106 abfällt. Ferner wird auch die Umgebung der Schweißbereiche 114, 115 erwärmt, wodurch der Teufelskreis sich wiederholt, dass die elektrischen Widerstände sich noch mehr erhöhen. Hierdurch wird die Eingangsleistung als Wärme verbraucht und es verringert sich die zu einer Emission beitragende Leistung um die als Wärme verbrauchte Leistung, wenn beispielsweise die der Hochdruck-Entladungslampe 100 vom Kurzbogentyp zuzuführende Leistung einer konstanten Leistungsregelung unterzogen wird. Als Folge davon tritt der Nachteil auf, dass selbst bei einem Betrieb mit derselben Eingangsleistung die Lampen-Beleuchtungsintensität sich verringert.
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Die Erfindung wurde gemacht, um die Nachteile im Stand der Technik zu beseitigen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp anzugeben, bei welcher man im Fall eines Anschweißens eines Kerndrahtes, an dessen einem Ende eine Elektrode gehalten wird, an eine Metallplatte, welche am anderen Ende des Kerndrahtes angeordnet ist, durch Laserstrahlung oder dergleichen selbst bei einer Rissbildung in diesen Schweißbereichen vermieden wird, dass während des Betriebs die elektrischen Widerstände der Schweißbereiche sich erhöhen, dass örtlich Wärme erzeugt wird und dass der Kerndraht von der Metallplatte abfällt.
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Die Aufgabe wird zunächst bei einer Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp, welche umfasst:
- – einen Kolbenteil, welcher einen Entladungsraum bildet, sowie
- – hermetisch abschließende Röhrenteile, welche von den beiden Enden des Kolbenteils überstehen,
- – wobei in dem Kolbenteil ein Paar Elektroden gegenüberliegend angeordnet ist und wobei die hermetisch abschließende Röhrenteile jeweils umfassen:
- – einen Röhrenkörper aus Glas, welcher die Außenoberfläche des hermetisch abschließenden Röhrenteils bedeckt,
- – einen Kerndraht, welcher in dem Röhrenkörper aus Glas angeordnet ist und dessen erstes Ende eine der Elektroden festhält,
- – eine erste Metallplatte, welche am zweiten Ende des Kerndrahtes angeschweißt ist,
- – einen Zylinderkörper, welcher von dem Kerndraht durchdrungen wird und der ersten Metallplatte gegenüberliegend angeordnet ist,
- – einen Säulenkörper, welcher die erste Metallplatte einspannend gegenüber dem Zylinderkörper angeordnet ist,
- – eine Metallfolie, welche auf dem Umfang des Säulenkörpers dicht angebracht ist und deren eines Ende an der ersten Metallplatte angeschweißt ist,
- – eine zweite Metallplatte, welche an das andere Ende der Metallfolie angeschweißt ist, sowie
- – einen Außenanschluss-Stift, welcher an die zweite Metallplatte angeschlossen ist und vom hermetisch abschließenden Röhrenteil nach außen abgeleitet wird,
dadurch gelöst, dass der Mittelbereich der ersten Metallplatte mit einer Öffnung versehen ist, in welche das zweite Ende des Kerndrahtes eingeschoben ist, dass die erste Metallplatte jeweils entlang der Umfangsrichtung der Öffnung ihrer einen Seite sowie entlang der Umfangsrichtung der Öffnung ihrer anderen Seite Schweißbereiche aufweist, welche an den Kerndraht angeschweißt sind, und dass zwischen den jeweiligen Schweißbereichen und zugleich zwischen der Innenseite der Öffnung und dem Außenumfang des Kerndrahtes ein leitendes Bauteil aus Tantal (Ta) oder Molybdän (Mo) angeordnet ist, wobei das zwischen den Schweißbereichen eingefügte leitende Bauteil sowohl mit dem Kerndraht als auch mit der ersten Metallplatte in Kontakt steht.
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Die Aufgabe wird ferner dadurch gelöst, dass zusätzlich zu derselben Anordnung das leitende Bauteil ein folienartiges Bauteil oder ein linienförmiges Bauteil ist.
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Wirkung der Erfindung
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Bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp ist zwischen der Innenseite der Öffnung, welche in der ersten Metallplatte angebracht ist, und dem Außenumfang des Kerndrahtes ein aus Ta oder Mo bestehendes leitendes Bauteil angeordnet, welches sowohl mit der ersten Metallplatte als auch mit dem Kerndraht gleichzeitig in Kontakt ist, so dass selbst bei einer Rissbildung in den Bereichen, in welchen der Kerndraht an die erste Metallplatte angeschweißt ist, durch Erschütterungen und dergleichen beim Transport eine Erhöhung elektrischer Widerstände dieser Schweißbereiche vermieden wird, sodass man sie bei konstanten Widerstandswerten halten kann. Als Folge davon wird ein Entstehen der Nachteile eines Abfallens des Kerndrahtes von der ersten Metallplatte infolge einer örtlichen Wärmeerzeugung der Schweißbereiche sowie einer Verringerung der Beleuchtungsintensität der Lampe infolge des Leistungsverbrauchs durch eine anomale Wärmeerzeugung unterdrückt. Da ferner das leitende Bauteil ein folienartiges Bauteil oder ein linienförmiges Bauteil ist, hat man die Vorteile, dass man seine Form auf einfache Weise ändern kann, dass die Handhabung einfach ist, dass zugleich das Bauteil an sich auf einfache Weise einer plastischen Deformation unterliegt und dass die Kontakteigenschaft des Kerndrahtes mit der Metallplatte sich erhöhen kann.
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Bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp ist zwischen der Innenseite der Öffnung, welche im Mittelbereich der ersten Metallplatte angebracht ist, und der Außenumfangsfläche des Kerndrahtes ein aus Ta oder Mo bestehendes leitendes Bauteil in der Weise angeordnet, dass es sowohl mit dem Kerndraht als auch mit der ersten Metallplatte in Kontakt kommt, damit selbst bei einer Rissbildung in den Bereichen, in welchen der Kerndraht, welcher jeweils im hermetisch abschließenden Röhrenteil angeordnet ist, wobei von den beiden Enden des den Entladungsraum bildenden Kolbenteils die hermetisch abschließenden Röhrenteile überragen, an der ersten Metallplatte angeschweißt ist, eine Erhöhung der Widerstandswerte dieser Schweißbereiche vermieden wird, sodass man sie bei konstanten Widerstandswerten halten kann. Durch eine derartige Anordnung hat man die Wirkung, dass eine über ein konstantes Maß hinaus gehende Erhöhung von Widerstandswerten dieser Schweißbereiche vermieden wird, dass infolgedessen eine lokale Erwärmung der Schweißbereiche nicht vorkommt und dass die Nachteile eines Abfallens des Kerndrahtes von der ersten Metallplatte sowie einer Verschlechterung der Beleuchtungsintensität der Lampe und ähnliche Nachteile unterdrückt werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Es zeigen:
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1a) und 1b) jeweils eine schematische Querschnittsdarstellung einer Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp gemäß der Erfindung,
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2a) bis 2f) jeweils eine schematische Darstellung des Herstellungsablaufs der Erfindung, bei welchem zwischen einem Kerndraht und einer Metallplatte eine Metallfolie eingespannt wird,
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3a) und b) jeweils eine schematische Darstellung des Verfahrens eines Versuchs zur Bestätigung der Wirkung der Erfindung,
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4a) bis d) jeweils eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Gestalt der Bereiche bei der Erfindung, in welchen der Kerndraht an der Metallplatte angeschweißt ist,
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5a) bis c) jeweils eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Gestalt der Bereiche, in welchen der Kerndraht an der Metallplatte angeschweißt ist, und
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6a) und b) jeweils eine schematische Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp.
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Ausführungsbeispiel 1
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1a) sowie 1b) zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1a) zeigt eine erfindungsgemäße Hochdruck-Entladungslampe vom Kurzbogentyp in einer schematischen Querschnittsdarstellung. Die Hochdruck-Entladungslampe 1 vom Kurzbogentyp besteht aus einem Kolbenteil 11, welcher einen Entladungsraum bildet, aus hermetisch abschließenden Röhrenteilen 12, welche von den beiden Enden des Kolbenteils 11 überstehen, sowie aus einer Anode 13 und einer Kathode 14 als einem Paar Elektroden, welche in dem Kolbenteil 11 gegenüberliegend angeordnet sind. Die hermetisch abschließenden Röhrenteile 12 bestehen jeweils aus folgendem:
- – einem Kerndraht 15, an dessen einem Ende die Anode 13 oder die Kathode 14 festgehalten wird,
- – einer ersten Metallplatte 16, welche an den Kerndraht 15 angeschweißt ist,
- – einem Zylinderteil 17 aus Quarzglas, welches von dem Kerndraht 15 durchdrungen und in der Weise angeordnet ist, dass es im Wesentlichen an die erste Metallplatte 16 angrenzt,
- – einem Säulenkörper 18 aus Quarzglas, welcher die erstee Metallplatte 16 einspannend gegenüber dem Zylinderkörper 17 angeordnet ist,
- – einer Metallfolie 19 aus Mo, welche auf dem Umfang des Säulenkörpers 18 dicht angebracht und an die erste Metallplatte 16 angeschweißt ist,
- – einer zweiten Metallplatte 20, an welche das andere Ende der Metallfolie 19 angeschweißt ist,
- – einem Außenanschluss-Stift 21, welcher an die zweite Metallplatte 20 angeschlossen ist und welche von dem hermetisch abschließenden Röhrenteil 12 nach außen abgeleitet wird,
- – einem Außenanschluss-Haltezylinder 22, welcher von dem Außenanschluss-Stift 21 durchdrungen wird, sowie
- – einem Röhrenkörper 12a aus Glas, welcher zusammen mit dem Säulenkörper 18 die Metallfolie 19, die auf der Seite des Säulenkörpers 18 dicht angebracht ist, einspannt und abdichtet.
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1b) zeigt in einer schematischen, vergrößerten Darstellung Bereiche, in welchen der Kerndraht 15 an die erste Metallplatte 16 bei der vorstehend in 1a) gezeigten Hochdruck-Entladungslampe 1 vom Kurzbogentyp angeschweißt ist. Die im Außenumfang des Kerndrahtes 15 angeordnete erste Metallplatte 16 ist durch Schweißbereiche 24, 25 an den Kerndraht 15 angeschweißt. Hierbei ist die erste Metallplatte 16 scheibenförmig, wobei im Wesentlichen in ihrem Mittelbereich eine kreisförmige Öffnung 23 angebracht ist, in welche eines der Enden des Kerndrahte 15 eingeschoben ist. Ausgehend von einer der Seiten der ersten Metallplatte 16 werden beispielsweise durch eine Bestrahlung mit Laserstrahlung der Kerndraht 15 und die erste Metallplatte 16 entlang der Umfangsrichtung der Öffnung 23 aneinander angeschweißt. Durch diese Bestrahlung mit Laserstrahlung schmelzen der Kerndraht 15 und die erste Metallplatte 16 teilweise, wodurch miteinander verbundene Schweißbereiche 24, 25 gebildet werden. Ferner ist in einem Bereich, welcher sich zwischen der Außenumfangsfläche des Kerndrahtes 15 und der Innenseite der Öffnung 23 der ersten Metallplatte 16 befindet und welcher von den Schweißbereichen 24, 25 umgeben ist, eine Metallfolie 26 in der Weise angeordnet, dass sie sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt kommt. Hierdurch hat man den Vorteil, dass selbst bei einer Bildung von Rissen und dergleichen in diesen Schweißbereichen 24, 25 der Kerndraht 15 und die erste Metallplatte 16 über die Metallplatte 26 aneinander elektrisch angeschlossen sind und dass man somit Widerstandswerte von konstantem Maß wahren kann. Als Folge davon wird ein Entstehen der Nachteile eines Abfallens des Kerndrahtes 15 von der ersten Metallplatte 16 infolge einer örtlichen Wärmeerzeugung der Schweißbereiche 24, 25 sowie einer Verringerung der Beleuchtungsintensität der Lampe infolge des Leistungsverbrauchs durch eine anomale Wärmeerzeugung unterdrückt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde zwar ein Fall gezeigt, in welchem von einer der einen Seite entgegengesetzten, anderen Seite das Ende des Kerndrahtes 15 übersteht, wobei auf dieser einen Seite der Kerndraht 15 in die erste Metallplatte 16 eingeschoben ist. Anstelle dieser Ausbildung hiervon kann man jedoch verschiedene Ausgestaltungen vornehmen. Man kann beispielsweise auch so anordnen, dass das Ende des Kerndrahtes 15 nicht von der anderen Seite übersteht, sondern von derselben Seite übersteht. Ferner kann man auch eine stufenartige Form vorgeben, bei welcher der Durchmesser des Kerndrahtes 15 auf der Seite verkleinert ist, die in die erste Metallplatte 16 eingeschoben wird, und bei welcher er ferner auf der Seite vergrößert ist, die sich an die eine Seite der ersten Metallplatte 16 anschließt.
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2a) bis f) zeigen jeweils ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des Bereiches, in welchem der Kerndraht 15 an der ersten Metallplatte 16 befestigt ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2a) bis f) zeigen den jeweiligen Vorgang bei der Herstellung. 2a) zeigt den Kerndraht 15, an dessen Spitze ein sich verjüngender Bereich 31 angeordnet ist. 2b) zeigt eine Metallfolie 32 zum Bedecken des Außenumfangs des Kerndrahtes 15. Diese Metallfolie 32 wird dadurch hergestellt, dass eine aus Mo bestehende Metallfolie in der Weise zugeschnitten wird, dass sie beispielsweise eine Dicke von 50 μm, eine Breite von 10 mm sowie eine Länge von 22 mm erhält. 2c) zeigt einen Zustand vor dem Einschieben des mit der Metallfolie 32 umwundenen, sich verjüngenden Bereiches 31 des Kerndrahtes 15 in die in der ersten Metallplatte 16 angebrachte Öffnung 23. 2d) zeigt einen Zustand nach dem Einschieben des Kerndrahtes 15 in diese erste Metallplatte 16. In dieser Phase gibt es jeweils auf einer Seite 33 dieser ersten Metallplatte 16 sowie auf der anderen Seite 34 hiervon einen abstehenden Bereich 35 dieser Metallfolie 32. In 2e) wird ein Zustand gezeigt, in welchem entlang der Umfangsrichtung der in dieser ersten Metallplatte 16 angebrachten Öffnung 23 durch eine Bestrahlung mit Laserstrahlung geschweißt wird. 2f) zeigt eine fertig gestellte Ware, bei welcher dieser Kerndraht 15 an dieser ersten Metallplatte 16 durch Laserstrahlung angeschweißt ist. Durch einen derartigen Ablauf wird an einen Bereich, welcher zwischen der Außenumfangsfläche des in 1b) gezeigten Kerndrahtes 15 und der Öffnung 23 der ersten Metallplatte 16 sich befindet und welcher von den Schweißbereichen 24, 25 umgeben ist, wenigstens ein Teil der aus Mo bestehenden Metallfolie 26 in der Weise angeschlossen, dass er sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt kommt. Die abstehenden Bereiche 35 fallen nach der Bestrahlung mit Laserstrahlung ab oder schmelzen sämtlich, wodurch sie einen Teil der Schweißbereiche 24, 25 bilden.
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3a) und b) zeigen jeweils ein Verfahren eines Versuchs zur Bestätigung der Wirkung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Um die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigten Schweißbereiche 24, 25 mit Erschütterungen zu beaufschlagen, wurde ein Quasi-Probentisch 40 verwendet, welcher in 3a) gezeigt ist. Das heißt, man stellt eine Pseudo-Versuchsprobe 41 her, bei welcher an der Spitze des Kerndrahtes 15 eine Elektrode, beispielsweise die Anode 13, gehalten wird und bei welcher am anderen Ende die erste Metallplatte 16 angeschweißt ist. Man steckt diesen Kerndraht 15 in einen metallischen Probentisch 40 ein, welcher die erste Metallplatte 16 der Pseudo-Versuchsprobe 41 umgibt, hält ihn fest und befestigt ihn. Hierbei bezeichnet ein Bezugszeichen 44 einen aus Quarzglas bestehenden Zylinderkörper, in welchen dieser Kerndraht 15 eingeschoben wird. Der Probentisch 40 wurde auf eine Erschütterungs-Prüfmaschine 40a gesetzt, und es wurde eine Stunde lang eine Schüttelprüfung bei einer Beschleunigung von 0.5 G und einer Schwingungszahl von 10 Hz bis 40 Hz durchgeführt. Es wurde eine Pseudo-Versuchsprobe 41 mit einer Kerndrahtlänge von 100 mm und einem Kerndraht-Durchmesser von ca. 8 mm sowie eine Elektrode mit einem Außendurchmesser von 38 mm sowie einer Länge von 45 mm (mit einem Gewicht von ca. 300 g) als die an der Spitze festgehaltene Elektrode verwendet.
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Als nächstes wurde anhand einer in 3b) gezeigten Widerstandsmessvorrichtung 42 der elektrische Widerstand dieser Pseudo-Versuchsprobe 41 nach dieser Schüttelprüfung gemessen und mit dem Widerstandswert vor dieser Schüttelprüfung verglichen. Für die Widerstandsmessvorrichtung 42 hält man den Kerndrahtteil 15 der Pseudo-Versuchsprobe 41 mit einem Haltebauteil 43 fest, spannt den aus Quarzglas bestehenden Zylinderkörper 44 ein und hält den Außenumfangsbereich der ersten Metallplatte 16 mit einem zweiten Haltebauteil 45 fest. Zwischen dem Haltebauteil 43 und dem zweiten Haltebauteil 45 wird ein Nebenschluss-Widerstand 46 eingespannt und eine Konstantstromquelle 47 mit einem maximalen Ausgang von 100 A angeschlossen. In der Erstreckung dieses Nebenschluss-Widerstandes 46 ist ein Spannungsmesser 48 parallel angeschlossen. Durch diese Schaltung fließt von der Konstantstromquelle 47 Strom in dem Kerndraht 15, wodurch man die Spannung misst, welche von der ersten Metallplatte 16 und dem Kerndraht 15 verbraucht wird. Ferner baut man als weitere Schaltung zwischen dem Außenumfang dieser ersten Metallplatte 16 und dem Ende des Kerndrahtes 15 eine Reihenschaltung, in welche ein Tester 49 eingebaut ist, wodurch man Widerstandswerte misst.
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Für den Versuch wurden die Pseudo-Versuchsprobe 41 und eine Vergleichsprobe von herkömmlicher Gestalt bereitgestellt. Bei den beiden Proben lagen der Kerndrahtdurchmesser bei ca. 8 mm und die Dicke der ersten Metallplatte bei 2 mm. Die Schweißfestigkeit des durch die Laser-Bestrahlung geschweißten Bereiches lag bei den beiden Proben bei 5000 N. Der Wert des elektrischen Widerstandes der Pseudo-Versuchsprobe 41 vor der Schüttelprüfung lag bei 0,02 Milliohm (mΩ). Der elektrische Widerstand nach der Schüttelprüfung (nach einer 1-stündigen Erschütterung) blieb unverändert und lag bei 0,02 mΩ. Nachdem die Pseudo-Versuchsprobe 41 ferner einer Schüttelprüfung unterzogen wurde (nach einer zusätzlichen 49-stündigen Erschütterung), wurde in derselben Weise der elektrische Widerstand gemessen, wobei der Wert des elektrischen Widerstandes gleich wie vor der Schüttelprüfung blieb und bei 0,02 mΩ lag. Andererseits wurde als Vergleichsprobe 50 eine Probe (herkömmliche Ware) verwendet, bei welcher zwischen dem Kerndraht 15 und der ersten Metallplatte 16 kein leitendes Bauteil wie eine Metallfolie oder dergleichen angebracht war. An dieser Probe wurde der Wert des elektrischen Widerstandes vor und nach der Schüttelprüfung gemessen. Auch bei dieser Vergleichsprobe 50 lag der Wert des elektrischen Widerstandes vor der Schüttelprüfung bei 0,02 mΩ, während jedoch der Wert des elektrischen Widerstandes sich nach der Schüttelprüfung (nach einer 1-stündigen Erschütterung) auf 2 mΩ erhöhte. Ferner waren sowohl bei der Pseudo-Versuchsprobe 41 als auch bei der Vergleichsprobe 50 in den Nachbarschaften der Schweißbereiche durch die Schüttelprüfung Risse entstanden.
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4a) bis c) zeigen verschiedene Formen des sich verjüngenden Bereiches 31 des Kerndrahtes 15 und der ersten Metallplatte 16, zwischen welchen die Metallfolie 26 bei der Erfindung eingespannt ist. In der jeweiligen Darstellung stellt die rechte Seite der gestrichelten Linie eine Ausführung vor dem Schweißen und die linke Seite der gestrichelten Linie eine Ausführung nach dem Schweißen dar. 4a) zeigt ein Beispiel, bei welchem der Kerndraht 15 mit einem sich verjüngenden Bereich 31 versehen ist. Hierdurch entsteht der Vorteil, dass die Metallfolie 26, welche sich zwischen dem Kerndraht 15 und der ersten Metallplatte 16 befindet und welche von Schweißbereichen 24 und 25 eingespannt ist, mit Sicherheit sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt kommen kann. In 4b) ist auf der Seite der ersten Metallplatte 16 der sich verjüngende Bereich 31 angeordnet. Hierdurch hat man zusätzlich zu dem Vorteil, dass die Metallfolie 26, welche sich zwischen dem Kerndraht 15 und der ersten Metallplatte 16 befindet und welche von den Schweißbereichen 24 und 25 eingespannt ist, mit Sicherheit sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt kommt, auch den Vorteil, dass man bei der Bearbeitung der Öffnung 23, welche an der ersten Metallplatte 16 angebracht ist, den sich verjüngenden Bereich 31 bilden kann und dass deshalb kein überflüssiger Vorgang erforderlich ist. 4c) zeigt ein Beispiel, bei welchem sowohl der Kerndraht 15 als auch die erste Metallplatte 16 mit einem sich verjüngenden Bereich 31 versehen sind. Hierdurch treten zusätzlich zu dem Vorteil, dass die Metallfolie 26, welche sich zwischen dem Kerndraht 15 und der ersten Metallplatte 16 befindet und welche von den Schweißbereichen 24 und 25 eingespannt ist, mit Sicherheit sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt kommt, auch der Vorteil auf, dass man einen breiten Kontaktflächeninhalt absichern kann und dass man den elektrischen Widerstand noch niedriger halten kann. 4d) zeigt ein Beispiel, bei welchem weder der Kerndraht 15 noch die erste Metallplatte 16 mit einem sich verjüngenden Bereich 31 versehen sind. Auch in einem derartigen Fall kann man durch eine Regulierung der Dicke sowie der Anzahl der einzuspannenden Metallfolien 26 einen ausreichenden elektrischen Widerstand sicherstellen. In 4d) bezeichnen wie in 4a) bis c) das Bezugszeichen 15 den Kerndraht, das Bezugszeichen 16 die erste Metallfolie, Bezugszeichen 24, 25 die Schweißbereiche und das Bezugszeichen 26 die Metallfolie.
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5a) bis c) zeigen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Form einer Metallfolie 51 gezeigt wird, welche zwischen dem Kerndraht 15 und der ersten Metallplatte 16 gemäß 1b) eingespannt ist. 5a) zeigt einen Fall, in welchem ein Teil eines Bereiches, welcher von dem Kerndraht 15, der Innenseite der Öffnung 23 der ersten Metallplatte 16 und den Schweißbereichen 24, 25 umgeben ist, mit der Metallfolie 51 versehen ist und in welchem ein äußerst kleiner Raum 52 übrig bleibt. Auch in einem derartigen Fall kann man einen konstanten Widerstandswert sicherstellen und den Nachteil einer anomalen Wärmeerzeugung dieser Schweißbereiches 24, 25 und ähnliche Nachteile vermeiden, wenn ein Teil der Metallfolie 51 sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt ist. 5b) zeigt einen Fall, in welchem der Kerndraht 15 statt mit der Metallfolie 51 mit einem Metalldraht 53 aus Mo oder Ta umwunden ist. Auch in diesem Fall kann man dieselbe Wirkung wie durch die Metallfolie 51 erhalten, wenn wenigstens ein Teil des Metalldrahtes 53 sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt ist. 5c) ist eine Querschnittsdarstellung, in welcher von einer die Achsrichtung des Kerndrahtes 15 orthogonal schneidenden Seite her betrachtet wird, wobei nicht der gesamte Außenumfang des Kerndrahtes 15 von der Metallfolie 51 bedeckt wird, sondern sie bezüglich des Kerndrahtes 15 im Wesentlichen in C-Form angeordnet ist, wobei zwischen dem Kerndraht 15 und der ersten Metallplatte 16 ein äußerst kleiner Raum 52 gebildet ist. Auch in einem derartigen Fall, in welchem die Metallfolie 51 im Wesentlichen in C-Form angeordnet ist und der äußerst kleine Raum 52 gebildet wird, hat man die Vorteile, dass man einen konstanten Widerstandswert sicherstellen und dass man den Nachteil einer anomalen Wärmeerzeugung der Schweißbereiches und ähnliche Nachteile vermeiden kann, wenn die Metallfolie 51 sowohl mit dem Kerndraht 15 als auch mit der ersten Metallplatte 16 in Kontakt ist.
