-
Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen von mit überdruck gefüllten
Lampen in einer überdruckkammer Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verschließen einer mit Überdruck gefüllten Lampe durch Abschmelzen des Pumprohres
innerhalb einer Überdruckkammer, deren Druck größer als oder gleich dem Lampendruck
ist.
-
Es ist bereits bekannt, zum Abschmelzen des Pumprohres in einer überdruckkammer
Gasbrenner anzubringen.DieVerbrennungsgase und die Kondensation des Wasserdampfes
führen jedoch zu Schwierigkeiten, so daß man schon besondere Kamine vorgesehen hat,
um die entstehenden Gase und Dämpfe nach außen abzuführen, wobei jedoch große Verluste
an dem die überdruckkammer füllenden Gas auftreten.
-
Es sind auch schon Verfahren entwickelt worden, um die zum Erweichen
des Glases des Pumprohres notwendige Wärme auf elektrischem Wege zu erzeugen. Zu
diesem Zweck wurde in der Nähe der abzuschmelzenden Stelle des Pamprohres
ein durch Stromdurchaang aufgeheizter elektrischer Heizkörper angebracht, dessen
Hitze sich durch Wärmeleitung auf den zu erweichenden Glaskörper überträgt. Die
Erwärmung läßt sich hierbei jedoch nicht so auf den zu erweichenden Teil des Pumprohres
konzentrieren, daß nicht auch der ganze Lampenkolben miterhitzt wird und infolge
der Aufheizung des Lampenfüllgases in der fertigen Lampe ein hoher Druckverlust
eintritt. Ferner erwies es sich nicht als möglich, mit dieser Methode Quarzrohre
abzuschmelzen. Gerade bei der Herstellung von Quarzlampen, z. B. von Quarzjodglühlampen,
ist jedoch die Anwendung von überdruck besonders erwünscht.
-
Ein anderes ebenfalls schon bekanntes Verfahren benutzt eine dielektrische
Hochfrequenzbeheizuno, des Glases zur Erwärmung. Dieses Verfahren ist jedoch nicht
nur unwirtschaftlich, sondern bei ihm ist eine zuverlässige Abschirmung für die
Teile der Lampe, die nicht erhitzt werden sollen, insbesondere für die Metallteile,
bei den kleinen Abmessungen gewöhnlicher Lampen oder gar von Zwerglampen nicht möglich.
-
Ferner ist es bereits bekannt, Glas durch einen zwischen festen Elektroden
brennenden Lichtbo-en zum Schmelzen zu bringen. Es wurden Versuche durchgeführt,
um die Möglichkeit einer Übertragung dieses Verfahrens auf das Abschmelzen gläserner
Pumpstengel zu prüfen. Selbst für ein verhältnismäßig niedrig schmelzendes Pumprohr
aus Bleiglas war hierzu jedoch ein beträchtlicher Aufwand notwendig. Zur Speisung
des Bogens war ein Transformator mit einer Spannung von etwa 15 000 V bei
einem Strom von 200 mA erforderlich, um das Pumprohr in drei Sekunden abzuschmelzen.
Für das Abschmelzen von Pumprohren aus Quarzglas erwies sich die Leistung dieses
Lichtbogens jedoch als nicht ausreichend. Die besonderen Schwierigkeiten bei diesem
Verfahren sind darin zu sehen, daß die Schutzbestimmungen für derartig hohe Spannungen
und Ströme sehr stren- und die entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen in der Fertigung
nur sehr schwer und unter hohen Kosten einzuhalten sind, so daß der Einsatz dieses
Verfahrens nicht in Frage kommt.
-
Zur Venneidung der geschilderten Schwierigkeiten das Gasbeheizung
und der Aufheizung mit Ohmscheil Widerständen wurden auch bereits Druckkammern bekannt,
die nur den abzutrennenden Teil des Pumprohres der Lampe aufnehmen und bei denen
sich die Lampe selbst außerhalb der Druckkammer befindet. Ab-esehen von der schwierigen
Abdichtung solcher Vorrichtungen ist deren Anwendung bei kleineren Lampen, bei denen
das Pumprohr dicht am Lampengefäß abgeschmolzen werden soll, nicht möglich.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer'Vorrichtuno,
zum Verschließen von mit Überdruck gefüllten Lampen, insbesondere von Quarzjodglühlampen,
durch Abschmelzen des Pumprohres vorzugsweise dicht am Lampengefäß innerhalb einer
überdruckkammer, wobei die Entstehung schädlicher Dämpfe und einer stärkeren Aufheizung
weiterer Teile der Lampe vermieden werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschließen einer mit Überdruck
gefüllten Lampe durch Ab-
schmelzen des Pumprohres innerhalb einer überdruckkammer,
deren Druck größer als oder gleich dem Lampendruck ist, ist dadurch gekennzeichnet,
daß die abzuschmelzende Lampe in der Überdruckkammer so justiert wird, daß sich
der abzuschmelzende Teil des Pumprohres in geringer Entfernung von der Düse eines
Plasmabrenners, aus der der
Plasmastrahl austritt, befindet, daß
die Lampe mit dem gewünschten Fülldruck versehen wird und nach dem Schließen der
Druckkammer der Druck in ihr so erhöht wird, daß er mindestens gleich dem Lampenfülldruck
ist, diesen aber vorzugsweise übersteigt, daß der Strom des Betriebsgases durch
den Plasmabrenner in Gang gesetzt und der Brenner gezündet wird und daß nach dem
Abschmelzvorgang der überdruck aus der Druckkammer entfernt und die Lampe aus ihr
entnommen wird.
-
Die Erzeugung des Plasmastrahles erfolgt durch einen Plasmabrenner.
Unter einem Plasmabrenner ist hierbei eine Entladungsvorrichtung zu verstehen, bei
der aus einer Düse ein Plasmastrahl, d. h. ein Strahl hocherhitzten, teilweise
ionisierten und angeregten Gases austritt. Soweit es sich bei dem Gas um ein Molekülgas
handelt, ist es zumindest teilweise dissoziiert. Das Plasma wird in einem eigenen
Entladungsraum etwa zwischen zwei festen Elektroden oder auch durch Hochfrequenz
erzeugt. Der Entladungsraum ist durch die genannte Düse mit dem Inneren der überdruckkammer
verbunden. Aus dieser Düse strömt im Betrieb das dem Entladungsraum an anderer Stelle
zuoeführte Betriebsgas als Plasmastrahl aus und wird dem abzuschmelzenden Teil des
Pumprohres zugeführt, an welches das Plasma seine Energie abgibt.
-
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht aus einem eine Druckkammer bildenden Druckkessel, in den ein Plasmabrenner
und ein justierbarer Halter zur Aufnahme der abzuschmelzenden Lampe angeordnet sind.
In den Druckkessel sind eine mit der Lampe zu verbindende Leitung zum Gasfüllen
der Lampe und eine mit dem Plasmabrenner verbundene Leitung zur Zuführung des Betriebsgases
eingeführt. Am Druckkessel sind ferner ein überdruckventil und etwa an einer dafür
vorgesehenen Öffnung am Druckkessel Zuleitungen und Hähne, z. B. ein Dreiwegehahn
zum Einlassen und Ablassen des Druckgases, vorgesehen.
-
Das überdruckventil dient zur Konstanthaltung des Druckes, da sonst
das einströmende Betriebsgas und die Wärme des Plasmabrenners einen Druckanstieg
bewirken würden.
-
Ein Vorteil der überdruckabschmelzungen mit Plasmabrenner liegt in
den zu erreichenden sehr kurzen Abschmelzzeiten. Mit einem 5-kW-Brenner mit Argon
als Betriebsgas, dessen Düse in 1,5 bis 2 cm Abstand zu einem Quarzglaspumprohr
von 3,5 mm Außendurchmesser und 0,8 mm Wandstärke angeordnet war,
konnte dieses Quarzglasrohr in 1,5 bis 2 sec. abgeschmolzen werden. Ein anderer
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist hauptsächlich in der ena aebündelten
Plasmaflamme begründet. Eine starke Aufheizung erfolgt dadurch nur an der direkt
vom ID Im
Plasmabilndel getroffenen Stelle. Eine stärkere Aufheizung des Lampenkolbens
ist deshalb und auch wegen der Schnelligkeit des Abschmelzvorganges nicht zu befürchten.
Es tritt also keine Aufheizung des Lampenfüllgases und keine Verringerung des Kaltdruckes
der Lampe ein.
-
Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert. Es zeigt F i
g. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung F! g. 2 schematisch
den Plasmabrenner und eine Quarzglaslampe von etwas anderer Bauart als in F i
g. 1.
In F i g. 1 ist mit 1 der Druckkessel und mit 2 dessen
Deckel bezeichnet, der mit den Verschlußschrauben 3 versehen ist. Innerhalb
des Druckkessels befinden sich der Plasmabrenner 4 und die Quarzglaslampe
5, deren Pumpstengel 6 verschlossen werden soll. Die Haltevorrichtung
7 trägt eine Justiereinrichtung 8 zur Aufnahme der Lampe
5. Mit Hilfe der beiden Justierschrauben 9 kann der abzuschmelzende
Teil des Pumpstengels 6 in die günstigste Lage zu dem aus der Düse des Plasmabrenners
austretenden Plasmastrahl 10 gebracht werden. Das Einjustieren ist für den
gleichen Lampentyp nur einmal erforderlich. Das Pumprohr 6 ist mit dem druckdicht
in den Druckkessel eingeführten Stutzen 11 verbunden, über den die Lampe
evakuiert und mit dem gewünschten Füllgas versehen wird. Die Öffnung 12 im Druckkessel
steht in Verbindung mit einem nach außen ragenden Stutzen, über den der Druckkessel
gefüllt und entleert wird. Die in den Druckkessel ebenfalls druckdicht eingeführte
Leitung 13 dient der Zuführung des Betriebsgases zum Plasmabrenner. Die elektrischen
Zuleitungen zum Plasmabrenner und das evtl. vorgesehene Druckventil sind nicht eingezeichnet.
-
Mit 14 ist ein Manometer zur Messung des im Druckkessel herrschenden
Gasdruckes bezeichnet.
-
In der F i g. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen wie in der Fig. 1. Die Lampe 15 unterscheidet sich von der
Lampe 5 dadurch, daß das Quarzglaspumprohr 16 am Kolben angeschmolzen
ist.
-
Um die zum Abschmelzen einer Lampe aufzuwendende Zeit zu verkürzen,
kann die Zu- und Abfüh-
rung der Lampen über Druckschleusen erfolgen. Desgleichen
ist auch die Magazinierung der Lampen möglich, so daß eine größere Anzahl von Lampen
nacheinander abgeschmolzen werden kann. Beide Maßnahmen verringern auch den Verbrauch
an Füllgas für den Druckkessel.
-
Bei sehr kleinen Druckkammern ist es auch vorteilhaft, den Plasmabrenner
von außen an diese anzuflanschen.