DE1589290B2

DE1589290B2 - Verfahren zum anbringen von amalgambildendem metall in elektrisch und/oder thermisch hochbelastbaren quecksilberniederdruckentladungslampen

Info

Publication number: DE1589290B2
Application number: DE1967P0042121
Authority: DE
Inventors: Erhard Dipl.-Phys.; Wantosch Horst; 1000 Berlin Rasch
Original assignee: Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München
Priority date: 1967-05-11
Filing date: 1967-05-11
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR1564339A; SE335577B; BE715002A; DE1589290A1; GB1192999A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von amalgambildendem Metall bzw. Amalgam in elektrisch und/oder thermisch hochbelastbaren. Quecksilberniederdruckentladungslampen,^; insbesondere

Leuchtstofflampen. Solche Lampen sind, wenn sie mit höherer elektrischer Leistung betrieben werden, als es bei Lampen ohne Amalgam üblich ist, als Hochleistungslampen bzw., wenn sie bei erhöhten Umgebungstemperaturen, wie sie beispielsweise in Leuchten auftreten, betrieben werden, als Hochtemperaturlampen bekannt. In den Hochtemperaturlampen sind unter Umständen mehrere Amalgame verschiedener Wirksamkeit angebracht, z. B. ein Hauptamalgam, durch das bekanntlich der Quecksilberdampfdruck während des Betriebes der Lampe festgelegt wird, und ein weiteres Amalgam, das eine Verkürzung der Anlaufzeit bewirkt.

Bekannterweise ist für die Funktion der Amalgame der Anbringungsort des amalgambildenden Metalls bzw. des Amalgams und auch die Zusammensetzung des letzteren sowohl hinsichtlich des gewählten amalgambildenden Metalls als auch dessen quantitativen Anteils an der Legierung wichtig. Weiterhin ist bekannt, daß durch den Anbringungsort sogar die Auswahl des oder der amalgambildenden Metalle und die Zusammensetzung des oder der zu verwendenden Amalgame beeinflußt wird (DT-PS 10 86 804). Für die Wahl des Anbringungsortes in der Lampe ist die an dieser Stelle beim Lampenbetrieb 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 Entladungsgefäßes, in Form eines Striches, eines Filmes oder einer Pille anzubringen (DT-PS 11 04 060). Meist wird dabei das bereits in bestimmter Zusammensetzung vorliegende Amalgam in die Lampe eingebracht und an der vorbestimmten Stelle angeklebt, angewalzt (DT-PS 1140 286, 1196 292 und 1149 818) oder nach Erwärmen wenigstens teilweise bis auf Erweichungstemperatur zum Haften mit Druck gegen die Kolbenwand geschleudert, wobei der plastische, nicht flüssige, einheitliche Amalgamkörper unzerlegt durch Druckluft transportiert wird (DT-PS 11 04 060). Doch ist es auch möglich, zunächst nur das amalgambildende Metall in die Lampe einzubringen, so daß 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 eventuell durch einen an derselben Stelle außen um den Lampenkolben befindlichen Heizkörper erwärmt wird(JA-PA 40-8518 und 41-2875), oder es wurde Indiummetall als Streifen an verlängerten Spezialquetschfüßen in der Lampe befestigt, indem eine Indiumpille auf dem erhitzten Quetschfuß abgerieben wird (US-PS 32 87 587). Nach anderen Verfahren wurde Indiummetall in einem siebförmigen Behälter (DT-Gbm 19 37 402) oder ein mit Indium imprägniertes Nickelnetz, das um den Lampenfuß gelegt ist, verwendet (FR-PS 14 50 700).

Aus den ersten Arbeiten an Amalgamlampen ist es auch bekannt, daß 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 Ausstrahlungsrichtung liegen sollte, und andererseits die Herstellung der Lampe, da die Stellen, an denen sich.das Amalgam befindet, tunlichst beim Pumpen und Ausheizen der Lampe gekühlt werden müssen. Weiterhin liegt bei manchen der für die Druckerniedrigung geeigneten amalgambildenden Metalle bzw. machen Amalgamen der Schmelzpunkt so niedrig, daß sie beim Betreiben der Lampe flüssig werden und somit die Gefahr besteht, daß sie nicht mehr ortsgebunden sind.
Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zu finden, das es ermöglicht, das Amalgam mit möglichst großer Oberfläche unter Verwendung möglichst geringer Mengen an amalgambildendem Metall guthaftend an Stellen hoher Temperatur anzubringen.

Das Verfahren zum Anbringen von amalgambildendem Metall in elektrisch und/oder thermisch hochbelastbaren Quecksilberniederdruckentladungslampen, bei dem das amalgambildende Metall erwärmt und in feiner Verteilung auf mindestens einen Elektrodenfuß aufgetragen wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das amalgambildende Metall in flüssigem Zustand auf den Tellerfuß aufgespritzt wird. Die Schichtdicke ist dabei sehr dünn und beträgt weniger als 100 μ, vorzugsweise 20 bis 50 μ. Als amalgambildendes Metall wird vorzugsweise Indium verwendet. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch gut geeignet zum Anbringen des amalgambildenden Metalls auf den Tellerfuß einer Lampe, die erst im eingeschmolzenen Zustand gebogen und dabei bis nahe dem Erweichungspunkt erhitzt wird.

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 hohen Oberflächenspannung auch ein beim Einschmelzen des Elektrodenfußes flüssig werdendes Metall, wie z. B. Indium, fest auf dem Teller haften. Das hat den großen Vorteil, daß das Weiterverarbeiten des mit dem amalgambildenden Metall besprühten Lampenfußes in üblicher Weise er-

folgen kann. Die hohe thermische Beanspruchung beim Einschmelzen des Fußes in den Kolben beeinflußt die Metallschicht nicht nachweisbar. Die so mit amalgambildendem Metall versehenen Lampen können wie üblich gepumpt werden. Natürlich muß das am Ende des Herstellungsprozesses 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 Oberfläche 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 Temperatür der Lichtstromverlauf 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-K.uve, deren Maximum bei 45^CC liegt, fällt der Lichtstrom zwischen 25 und 75 ⁰C höchstens um 10% ab.

Die bei dem erfindungsgemäßen 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 Verfahrens gemäß der Erfindung auch bei Lampen, die keinen Spezialfuß haben; es wird keine Verlängerung des Domes der Quetschung benötigt, so daß weder eine Verkürzung des Entladungsweges noch dunkle Lampenenden auftreten.

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

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

In den F i g. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

F i g. 1 zeigt den Lampenfuß einer Leichtstofflampe;

F i g. 2 zeigt eine gebogene Amalgam-Leichtstofflampe.

An dem Ende des Lampenkolbens 1 ist der Elektrodenfuß 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 trägt einen Streifen 10 aus einer den Anlauf der Lampe erleichternden amalgambildenden Legierung, vorzugsweise aus Zinn, Indium und Blei. Auf dem Tellerfuß 3 befindet sich das aufgespritzte amalgambildende Metall 11.

Zum Aufbringen des amalgambildenden Metalls 11 rotieren Lampenfuß und Pumpstengel. Gegen die Rotationsachse, um etwa 45° geneigt, befindet sich eine Düse, aus der das erwärmte, flüssige Metall ausgespritzt wird. Die Austrittsöffnung und deren Entfernung vom Tellerfuß ist so ausgebildet, daß auf dem Teller ein Streifen gewünschter Breite entsteht. Die Dicke des Streifens wird bestimmt durch die Aufspritzzeit und kann demnach variiert werden. Im Ausführungsbeispiel wurde Indium aufgesprüht; die Menge betrug ungefähr 60 mg, die Schichtdicke etwa 30 μ. Der Indiumanteil am Amalgam beträgt mindestens 90%.

Die Lichtausbeute einer in F i g. 2 wiedergegebenen, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lampe beträgt bei Betrieb an Netzspannung von 220 V und einer Umgebungstemperatur von ungefähr 45° C, einer Leistungsaufnahme von 65 W, einer Brennspannung von 85 V und einem Betriebsstrom von 885 mA und einem Lichtstrom von 3300 Im mehr als 50 lm/W gegenüber den bisher bekannten gebogenen Lampen mit einem Lichtstrom von 2800 Im und einer Lichtausbeute von etwa 43 lm/W.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anbringen von amalgambildendem Metall in elektrisch und/oder thermisch hochbelastbaren Quecksilberniederdruckentladungslampen, bei dem das amalgambildende Metall erwärmt und in feiner Verteilung auf mindestens einen Elektrodenfuß aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das amalgambildende Metall in flüssigem Zustand auf den Tellerfuß aufgespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des aufgespritzten amalgambildenden Metalls weniger als 100 μ, vorzugsweise 20 bis 50 μ, beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das amalgambildende Metall Indium ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das amalgambildende Metall in flüssigem Zustand auf den Tellerfuß einer im eingeschmolzenen Zustand gebogenen und dabei bis nahe dem Erweichungspunkt erhitzten Lampe aufgespritzt wird.