DE1589290A1

DE1589290A1 - Verfahren zum Anbringen von Amalgam in Quecksilberniederdruckentladungslampen

Info

Publication number: DE1589290A1
Application number: DE1967P0042121
Authority: DE
Inventors: Rasch Dipl-Phys Erhard; Horst Wantosch
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1967-05-11
Filing date: 1967-05-11
Publication date: 1970-03-05
Also published as: GB1192999A; DE1589290B2; BE715002A; SE335577B; FR1564339A

Description

Patent Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, München

Verfahren zum Anbringen von Amalgam in Queckeilherniederdruckentladungslampen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von amalgambildendem Metall bzw. Amalgam in elektrisch und/oder thermisch hochbelastbaren Quecksilberniederdruckentladungelampen, insbesondere Leuchtstofflampen. Solche Lampen sind, wenn sie mit höherer elektrischer Leistung betrieben werden, als es bei Lampen ohne Amalgam üblich ist, als Hochleietungslampen baw., wenn sie bei erhöhten Umgebungetemperaturen, wie sie beispielsweise in Leuchten auftreten» betrieben werden, als Hochtemperaturlampen bekannt. In den Kachtemperaturlampen sind u. U. mehrere Amalgame verschiedener Wirksamkeit angebracht, z. B. ein Hauptamalgam, durch das bekanntlich der Quecksilberdampfdruck wehrend des Betriebes der Lampe festgelegt wird, und ein weiteres Amalgam» dae eine Verkürzung der Anlaufzeit bewirkt.

Bekannterweis« ist für die Funktion de.r Amalgame der Anbringungsort des amalgambildenden Metalles bzw. des Amalgams und auch di· Zusammensetzung des letzteren sowohl hinsichtlich des gewählten amalgambildenden Metalles als auch dessen quantitativen Anteil· an der Legitrung wichtig. Weiterhin ist bekannt, dad durch dea Anbringungsort sogar die Auswahl des oder der amalgambildenden Metalle und die Zusammen-8«tEuag des oder der *u verwendenden Amalgame beeinfluSt wird

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(DBP 1 086 804). Für die Wahl des Anbringungsortes in der Lampe ist die an dieser Stelle beim La.npenbetrisb vorhandene Temperatur maßgebend.

Es ist bekannt, das Amalgam, vorzugsweise Cadmium und/oder Indium und/oder Thallium und/oder Zinn enthaltende Amalgame, in einem bestimmten Abstand von den Elektroden, vorzugsweise auf der Innenwand des Entladungsgefäfies, in Form eines Striches, ein.ee Filmes oder einer Pille anzubringen (DBP 1 104 060). Meist wird dabei das bereite in bestimmter Zusammensetzung vorliegende Amalgam in die Lampe eingebracht und an der vorbestimmten Stelle angeklebt, angewalzt oder nach Erwärmen wenigstens teilweise bis auf Erweichungstemperatur zum Haften mit Druck gegen die Kolbenwand geschleudert (DBP 1 140 286, . DBP 1 196 292, DBP 1 149 818, DBP 1 104 060). Doch ist es auch möglich, zunächst nur das amalgambildend® Metall in die Lampe einzubringen, so dad sich das Amalgam erst in der Lampe beim dosierten Einfüllen des Quecksilbers bildet. Beispielsweise wurde Indium durch Drehen des Kolbens als Streifen angebracht» der den inneren Umfang der Kolbenwand in Lampenmitte bedeckt und evtl. durch einen an derselben Stelle außen um den Lampenkolben befindlichen Heizkörper erwärmt wird (jap. Patentanmeldung 40-8518* jap. Patentanmeldung 41-2875), oder es wurde Indiummetall als Streifen an den QuetschfüSen in der Lampe befestigt (DBGM 1 934 678) oder in einem siebförmigen Behälter unter» gebracht, wobei der Behälter an die Lampenhülle geklebt oder mit einer der inneren Stromzufuhrungen isoliert verbunden wird (DBGM 1 93? 40Z)₇ oder es wurde ein mit Indium imprägniertes Nickelnetz, das um den L&mpenfuü gelegt ist, verwendet (ΠΙ. Eng. 60 (1965) Heft 9, Seite 534).

Aus den ersten Arbeiten an Amalgamlampen ist es auch bekannt, da3 es günstig ist, wenn das amalgambildende Metall bzw. das Amalgam mit möglichst großer Oberfläche in der Lampe vorhanden ist. Das erschwert einerseits die Anbringung des Amalgams in bezug auf die über eine größere Fläche genügende Haftfestigkeit und in bezug auf den Ort, der dann möglichst nicht in Ausstrahlungerichtung liegen sollte, und andererseits die Herstellung der Lampe, da die Stellen, an denen sich das Amalgam befindet, tunlichst beim Pumpen and Ausheisen der Lampe gekühlt werden mtts-

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sen. Weiterhin liegt bei manchen der für die Druckerniedrigung geeigneten amalgambildenden Metalle ,bzw. manchen Amalgamen der Schmelzpunkt so niedrige daß sie beim Betreiben der Lampe flüseig werden und somit die Gefahr besteht, daß sie nicht mehr orte gebunden sind.

Alle dieee Nachteile werden durch dae Anbringungsverfahren gemäß der Erfindung weitgehend vermieden. Dae Verfahren zum Anbringen von amalr garnbildendem Metall bzw. von Amalgam in elektrisch und/oder thermisch hochbelastbaren Quecksilberniederdruckentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, ist dadurch gekennzeichnet, dall, vorzugsweise für die lierstellung von Lampen, die im eingeschmolzenen Zustand gebogen und daher bis nahe dem Erweichungspunkt erhitst werden, mindestens ein amalgambildendes Metall, vorzugsweise Indium, erwärmt wird und in flüssigem Zustand auf mindestens einen ElektrodenfuQ in feiner Verteilung aufgespritzt wird.

Vorzugsweise wird das amalgambildend« Metall auf den Tellerfuß aufgespritzt, und zwar derart, daß der Tellerfufl in einer ringförmigen Fläche von dem amalgambildenden Metall bedeckt ist. Die Schichtdicke ist dabei sehr dünn und beträgt weniger al*-100 ii, vorzugsweise 20 bis 5Ou.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Aueführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. I zeigt den Lampenfuß einer Leuchtstofflampe. In Fig. 2 ist eine gebogene Amalgam-Leuchtetofflampe dargestellt.

An dem Ende des Lampenkalbens 1 ist der Elektrodenfuil 2, der aus dem Tellerfuß 3, der Quetschung 4, durch die die Stromzuführungen 5 und 6 geführt sind, und dem Pumprohr 7 besteht; angeschmolzen. An den inneren -Enden der Stromzuführungen 5 und 6 ist die Elektrodenwendel 8 befestigt, die von einer ringförmigen Metallkappe 9 aus Eisenblech umgeben ist. Die Kappe 9 tragt einen Streifen 10 aus einer den Anlauf der Lampe erleichternden amalgambildenden Legierung, vorzugsweise aus Zinn. Indium, Blei. Auf dem Tellerfuß 3 befindet sich das aufgespritzte amalgambildende Metall 11.

Zum Aufbringen dee amalgambildenden Metalls 11 rotieren Lampenfuß

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und Pumpstengel. Gegen die Rotationsachse, um etwa 45 geneigt, befindet pich eine D(Ue, aus der das erwärmte, flüssige Metall ausgespritzt wird. Die Austritteöffnung und deren Entfernung vom T eil erfüll ist so ausgebildet, daß auf dem Teller ein Streifen gewünschter Breite entsteht. Die Dicke des Streifens wird bestimmt durch die /ufepritzzeit und kann dem·' nach variiert werden. Im Ausführungsbeispiel wurde Indium auf gesprüht J die Menge betrug ungefähr 60 mg, die Schichtdicke etwa 3Ou. Der Indiumanteil am Amalgam beträgt mindestens 90 %.

Die obere Grenze für die Schichtdicke ist durch eine noch ausreichende Haftfestigkeit bestimmt; bei zu großer Dicke kann das amalgambildende Metall durch das Eigengewicht abtropfen. Bei der erfindungsgemäßen dünnen Schicht bleibt infolge der hüben Oberflächenspannung auch ein beim Einschmelzen des Elektrodenfußes flüssig werdendes Metall, wie z. B. Indium, feet auf dem Teller haften. Das hat den großen Vorteil, daß das Weiterverarbeiten des mit dem amalgambildenden Metall besprühten Lampenfußes in üblicher Weise erfolgen kann. Die hohe thermische Beanspruchung beim Einschmelzen des Fußes in den Kolben beeinflußt die Metallschicht nicht «nachweisbar. Die so mit amaJ.garnbildendem Metall versehenen Lampen können wie üblich gepumpt werden. Natürlich muß das am Ende de· Herstellungsprozeßses einzufüllende Quecksilber in dosierter Menge zugegeben werden, um die in der fertigen Lampe beabsichtigte Amalgamzusammensetzung zu erzielen.

Weiterhin ist es durch das Verfahren gemäß der Erfindung möglich, das Amalgam mit großer Oberflache in der Lampe an solchen Stellen anzubringen, die nicht in der Ausstrahlungsrichtung liegen.

Außerdem wird, wie von Indium her bekannt, bei Anbringung des Amalgams an Stellen höherer Temperatur der Lichtstrom verlauf in Abhängigkeit von der Temperatur flacher; dadurch ist die Lampe gegenüber Normallampen in einem wesentlich breiteren Temperaturbereich mit hoher Lichtausbeute zu betreiben. In der Lichtstrom-Temperatur-Kurve, deren Maximum bei 45 C liegt« fällt der Lichtetrom zwischen 25 °C und 75 °C höchstens um IJO %_f ab. _{Λ Λ} ,

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Die bei dem erfindungsgcmäßen Verfahren benötigten Mengen von amalgambildendem Metall sind gegenüber bisher bekannten Verfahren, z. B. dem Einbringen von Indium mit Hilfe eines damit getränkten Netzes, weitaus geringer und betragen nur etwa ein Drittel bis ein Viertel. Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil gegenüber dem vorstehend genannten bekannten Verfahren liegt in der Anwendbarkeit des Verfahrene gemäß der Erfindung auch bei Lampen, die keinen Speziaifuß haben; e3 wird keine Verlängerung des Domes der Quetschung benötigt, so daß weder eine Verkürzung dös Entladungsweges noch dunkle Lampenenden auftreten.

Die Verwendbarkeit des Verfahrene bei Lampen ohne Speziaifuß und das Ausreichen von geringen Mengen amalgambildenden Metalles ermöglichen die Herstellung eines bisher noch nicht bekannten Lampentyps, nämlich beliebig gebogener Amalgamlampen. Es war bisher nicht möglich, Lampen, die erst nach ihrer Fertigstellung, das heißt im eingeschmolzenen Zustand, gebogen werden, z. B. Ringlampen, mit Amalgam zu versehen und somit Hochleistungs- bzw. Hochtemperaturlampen in gebogener Form he reue teilen. Zwar wird bei diesen Lampen das amalgambildende Metall flüssig, doch tropft es wegen der geringen Menge nicht ab.

Die Verwendung dee nach dem Verfahren gemäß der Erfindung aufgebrachten Hauptamalgams zusammen mit einem Aalaufamalgam ist auch in solchen Lampen von erheblichem Vorteil.

Die Lichtauebeute einer in Fig. 2 wiedergegebenen, nach dem erfinduagsgemäßen Verfahren hergestellten Lampe beträgt bei. Betrieb an Netzspannung von 220 V und einer Umgebungstemperatur von ungefähr 45 C, einer Leistungsaufnahme von 65 W, einer Brennepannung von 85 V und einem Betriebestrom von 885 mA und einem Lichtstrom von 3300 Im mehr als 50 lm/W gegenüber den bisher bekannten gebogenen Lampen mit einem Lichtetrom von 2800 im und «iner Lichtausbeute von etwa 43 lm/W.

» Patentansprüche -

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Claims

- 6 Patent a ns p. rüchet

Verfahren zum Anbringen von amalgambildendem Metall bzw. von Amalgam in elektrisch und/oder thermisch hochbelastbaren Queck-· silherniederdruckentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, dadurch gekennzeichnet, daß, vorzugsweise für die Herstellung von Lampen, die im eingeschmolzenen Zustand gebogen und daher bis nahe dem Erweichungspunkt erhitzt werden, mindestens ein
amalgambildendes Metall, vorzugsweise Indium; erwärmt und in
flüssigem Zustand auf mindestens einen Elektrodenfuß in feiner
Verteilung aufgespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daS das amalganabildende Metall auf den TellerfuS aufgespritzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das amal· garnbildende Metall den Tellerfuß ringfdrmig bedeckt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daä die Schichtdicke des aufgespritzten amalgambildenden Metalles weniger als 100 u, vorzugsweise 20 bis 50 n, betrSgt.
5. Elektrisch und/oder thermisch hochbelastbare Quecke übe mieder-· druckentladucgelampe, insbesondere Leuchtstofflampe, mit amalgambildendem Metall bzw. mit Amalgam, dadurch gekeimsseicfeaet, daß sich auf mindestens einem Eiektrodenfuö der Lampe, vorzöge» weise einer Lampe, die im eingeschmolzenen Zustand gebogen und daher bis nahe dem Erweichungspunkt erhitzt wird, mindestens ein in feiner Verteilung aufgespritztes amalgambildendee Metall» vorzugsweise Indium» befindet.

Dr. Hs/La ,

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