DE1639086B2 - Electric gas discharge lamp with a bulb made of translucent, densely sintered aluminum oxide and the process for making it - Google Patents

Electric gas discharge lamp with a bulb made of translucent, densely sintered aluminum oxide and the process for making it

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Description

Die Kolbenwand einer Gasentladungslampe muß aus einem Werkstoff bestehen, der bei der Betriebstemperatur während de.· ganzen Lebensdauer der Lampe gegen die chemische Einwirkung der im Entladungsraum vorhandenen Gasatmosphäre beständig ist. Wenn die Temperatur im Betrieb hoch ist und die Gasatmosphäre Bestandteile aggressiver Natur enthält, wie es beispielsweise bei Hochdruck-Natriumdampflampen der Fall ist, in denen die Temperatur im Betrieb zwischen 700 und 1500=C liegt, sind Werkstoffe wie normales Glas oder Quarzglas nicht mehr verwendbar. Sie weiden nämlich im Betrieb stark angegritfen und weisen dabei eine beträchtliche Verfärbung auf, welche die Lichtausstrahlung beeinträchtigt. Außerdem verringert der Angriff die mechanische Festigkeit des Kolbens, wodurch die Gefahr, daß die Lampe zerbricht, vergrößert wird. Um diesen Schwierigkeiten soweit wie möglich Einhalt zu gebieten, ist es bekannt, den Kolben solcher Lampen aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid herzustellen. Darunter ist ein Werkstoff zu verstehen, der zu mindestens 95 Gewichtsprozent aus Aluminiumoxid besteht und dadurch gebildet ist. daß ein Gemisch aus im wesentlichen Aluminiumoxid und einem zeitweiligen Bindemittel auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt wird, nachdem es auf eine in der keramischen Industrie übliche Weise in eine bestimmte Form gebracht worden ist.The bulb wall of a gas discharge lamp must consist of a material which, at the operating temperature, is resistant to the chemical action of the gas atmosphere in the discharge space for the entire service life of the lamp. If the temperature is high during operation and the gas atmosphere contains components of an aggressive nature, as is the case, for example, with high-pressure sodium vapor lamps, in which the temperature during operation is between 700 and 1500 = C, materials such as normal glass or quartz glass can no longer be used . This is because they are heavily attacked during operation and show considerable discoloration, which affects the light emission. In addition, the attack reduces the mechanical strength of the envelope, which increases the risk of the lamp breaking. In order to curb these difficulties as far as possible, it is known to manufacture the bulb of such lamps from translucent, densely sintered aluminum oxide. This is to be understood as a material which consists of at least 95 percent by weight of aluminum oxide and is thereby formed. that a mixture of essentially alumina and a temporary binder is heated to a very high temperature after it has been shaped in a manner conventional in the ceramic industry.

Außer zum Gebrauch bei Hochdruck-Natriumdampflampen ist es vorteilhaft, auch den Kolben von Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampen und insbesondere von Hochdruck-Quecksilberdampflampen, die im Entladungsraum Jod oder Jodide enthalten aus dicht gesintertem, durchscheinendem Aluminiumoxid herzustellen. Dieser Werkstoff zeigt nämlich eine bessere Beständigkeil gegen die aggressiven Einflüsse der Gasatmosphäre als Quarzglas, das bisher für derartige Lampen oft verwendet wird.In addition to being used with high pressure sodium vapor lamps, it is also advantageous to use the bulb from High pressure mercury vapor discharge lamps and in particular high pressure mercury vapor lamps, which contain iodine or iodides in the discharge space from densely sintered, translucent aluminum oxide to manufacture. This material shows a better resistance wedge against the aggressive influences the gas atmosphere as quartz glass, which has so far often been used for such lamps.

Als Werkstoffe für die Elektroden und die in detr Kolbcn gasdicht zu befestigende Stromzuführungselemente kommen für diese Lampen nur einige Metalle wie Wolfram, Molybdän und Niobium in Betracht: ins besondere das Niobium eignet sich zum Gebrauch ab Stromzuführungselement, da sein Ausdehnungskoeffizient gut zu dem des dicht gesinterten Aluminiumoxid; paßt.As materials for the electrodes and the in detr For these lamps, only a few metals are used for power supply elements that are to be fastened in a gas-tight manner like tungsten, molybdenum and niobium in consideration: in particular the niobium is suitable for use Power supply element, since its coefficient of expansion is good to that of densely sintered aluminum oxide; fits.

Die Herstellung gasdichter Einschmelzungen ist aucl· bei geeigneter Wahl des Metalls für die Stromzufuhr rungselemente, insbesondere Niobium, nach wie voi sehr schwierig. Dies findet insbesondere seine Ursache im äußerst hohen Schmelzpunkt des Aluminiumoxid: (höher als 1925°C) und in der Tatsache, daß das Alumi niumoxid kein Schmelzintervall wie Glas oder Quarz glas hat. Deswegen sind bereits sehr viele Konstruktio nen für die gasdichten Einschmelzungen bekannt.The production of gas-tight seals is also possible with a suitable choice of the metal for the power supply elements, especially niobium, as voi very difficult. This is particularly due to the extremely high melting point of aluminum oxide: (higher than 1925 ° C) and in the fact that the Alumi Nium oxide has no melting range like glass or quartz glass. That is why there are already a lot of constructions nen known for the gas-tight seals.

Eines der üblichsten Mittel zur Verbesserung deOne of the most common ways of improving de

Einschmelzung ist der Gebrauch eines röhrenförmigen Stromzuführungselcmentes. Ein derartiges röhrenförmiges Stromzuführungselement weis; nämlich eine gewisse Flexibilität auf, wodurch kleine Unterschiede in den Ausdehnungskoeffizienten leichter ausgeglichen werden. Eine derartige Röhre laß. sich schwer unmittelbar im Kolben befestigen, und deswegen ist bei einer bekannten Konstruktion die Röhre in einer gesonderten Bearbeitung gasdicht in einem aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehenden Pfropfen angebracht, der wieder in dem aus demselben Material wie das des Pfropfens bestehenden Kolben gasdicht befestigt ist.Fusion is the use of a tubular Power supply elements. Such a tubular one Power supply element white; namely a certain flexibility, whereby small differences in the expansion coefficient can be more easily compensated. Leave such a tube. difficult immediately fasten in the piston, and therefore in a known construction the tube is in a separate one Machining gas-tight in a transparent, densely sintered aluminum oxide The stopper is placed back in the piston made of the same material as that of the stopper is attached gas-tight.

Dieser Pfropien ist bei der bekannten Ausführungsform mit Hilfe eines Glases oder eines niedrig schmelzenden keramischen Materials in dem aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehenden Kolben befestigt. Eine derartige Konstruktion ist nicht zuverlässig, was hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß der Ausdehnungskoeffizient des verwendeten Verbindungsmaterials nicht immer derselbe ist. Dadurch treten leicht Spannungen in den Verbindungen auf, die einen Sprung veranlassen können. Außerdem bildet sich in der Ecknaht zwischen dem Pfropfen und dem Kolben an der Innenseite ein Rand von Verbindungsmaterial. Im Betrieb der Gasentladungslampe ist dieses Material bei der hohen Betriebstemperatur der aggressiven Gasatmosphäre ausgesetzt. Dadurch tritt nicht nur oft Verfärbung auf, sondern oft fängt auch gerade an dieser Stelle der Sprung des Verbindungsmaterials an, welcher sich dann weiter im Material zwischen dem Pfropfen und dem Kolben ausbreitet. This plug is in the known embodiment with the help of a glass or a low melting point ceramic material in that consisting of translucent, densely sintered aluminum oxide Piston attached. Such a construction is not reliable, mainly due to the fact is that the coefficient of expansion of the connecting material used is not always the same is. As a result, tensions easily occur in the connections, which can cause a crack. In addition, an edge is formed in the corner seam between the plug and the piston on the inside of connecting material. When the gas discharge lamp is in operation, this material is at the high operating temperature exposed to the aggressive gas atmosphere. As a result, discoloration not only occurs often, but often At this point, too, the jump in the connecting material begins, which then continues in the material spreads between the plug and the piston.

Bei einer anderen Konstruktion wird statt eines in dem Kolben angeordneten Pfropfens ein aus dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehender Deckel verwendet, der an der Außenseite gasdicht an einer öffnung des Kolbens befestigt ist.In another construction, instead of a plug arranged in the piston, a plug made of densely sintered one is used Alumina existing lid is used, which is gas-tight on the outside at an opening of the piston is attached.

Bei einer anderen Konstruktion hat man das ebenfalls röhrenförmige Stromzuführungselemerit mit einem dünneren radialen Flansch eines größeren Durchmessers versehen und diesen Flansch unmittelbar in einer Öffnung des Kolbens der Entladungslampe befestigt. Eine derartige Einschmelzung ist selbstverständlich sehr flexibel. Eine Abänderung dieser Einschmelzung ist eine Konstruktion, bei der der Flansch nicht in einer öffnung des Kolbens eingeschmolzen, sondern an der Außenseite mit derselben verschmolzen ist.In another construction, the tubular power supply element is also included provided a thinner radial flange of a larger diameter and this flange directly attached in an opening of the bulb of the discharge lamp. Such a meltdown is self-evident very flexible. A modification of this seal is a design in which the flange not melted in an opening of the piston, but rather melted with the same on the outside is.

Eine Lampe nach der FR-PS 14 67 653 weist als Abschluß des zylinderförmigen Kolbenteiles lediglich eine Art Kappe auf, die mit Hilfe einer Schmelzkeramik am Kolben befestigt wird. Die Schmelzkeramik steht hierbei praktisch über den gesamten Kolbenquerschnitt mit der Lampenatmosphäre in Verbindung. Außerdem bestehen hierbei die Verschlußkappen nicht aus Aluminiumoxid, sondern aus dem sehr teuren Metall Niob. Dies hat den weiteren Nachteil, daß die Kappen und der aus Aluminiumoxid bestehende Lampenkolben unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen.A lamp according to FR-PS 14 67 653 has as a conclusion of the cylindrical piston part only a kind of cap, which with the help of a fused ceramic on Piston is attached. The fused ceramic is here practically over the entire piston cross-section the lamp atmosphere in connection. In addition, the caps are not made of aluminum oxide, but from the very expensive metal niobium. This has the further disadvantage that the caps and the lamp bulbs made of aluminum oxide have different coefficients of expansion.

Bei den meisten der oben beschriebenen Konstruktionen verwendet man ein Verbindungsglas zwischen den zusammenstellenden Teilen der Einschmelzung. da man ohne ein derartiges Glas praktisch keine gasdichte Verbindung zustande bringen kann. An das Glas müssen selbstverständlich mit Rücksicht auf die hohen Temperaturen und die aggressive Atmosphäre, denen die Verbindungen sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb der Lampen ausgesetzt werden, hohe Anforderungen gestellt werden.Most of the constructions described above use a connecting glass between the assembling parts of the melt. since there is practically no gas-tightness without such a glass Can bring about connection. Of course, the glass must be taken out of consideration for the high Temperatures and the aggressive atmosphere that the compounds face both during manufacture are exposed during operation of the lamps, high demands are made.

Bei einer aus der Zeitschrift »Elektro-Welt«, 1966, S. 401 bis 403, bekannten Gasentladungslampe eingangs erwähnter Art ist das ringförmige Abschlußelement im zylinderförmigen Kolbenteil mit Hilfe von Schmelzkeramik, also einem Verbindungsglas, befestigt. Ebenso erfolgt die Verbindung zwischen Abschlußelement und Siromzuführungselemeni. Es stehenIn one from the magazine »Elektro-Welt«, 1966, P. 401 to 403, known gas discharge lamp of the type mentioned at the beginning is the ring-shaped terminating element fastened in the cylindrical piston part with the help of fused ceramics, i.e. a connecting glass. The connection between the closing element and the Sirom feed element is also made. There are

ίο hierbei somit zwei Verbindungsnähte mit der Lampenatmosphäre in Kontakt und können von aggressiven Bestandteilen dieser Atmosphäre angegriffen werden. Die Länge der Glasverbinaungsnähte ist hierbei relativ klein. Eine sichere Abdichtung von Hochdrucklampen dieser Art läßt sich mit der bekannten Konstruktion nicht erreichen.ίο here thus two connecting seams with the lamp atmosphere in contact and can be attacked by aggressive components of this atmosphere. The length of the glass connection seams is relatively small. A secure seal for high pressure lamps this type cannot be achieved with the known construction.

Lampen der obenstehenden Konstruktionen haben sich in der Praxis bewährt, aber durch die besondere schwierige Bearbeitung ist der Prozentsatz an Lampen, die unmittelbar nach der Herstellung zurückgewiesen werden müssen, sehr groß. Die Erfindung bezweckt, dies zu verbessern.Lamps of the above designs have proven themselves in practice, but due to the special Difficult machining is the percentage of lamps that are rejected immediately after manufacture need to be very large. The invention aims to improve this.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasentladungslampe eingangs erwähnter Art mit einem einwandfreien gasdichten Abschluß des Lampenkolhens /η schaffen.The invention is based on the object of a gas discharge lamp of the type mentioned at the beginning with a perfect gas-tight closure of the lamp bulb / η create.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Abschlußelement an den Kolben gesintert ist und die Lampe weiter mit einem sich auf dem Ende des zylinderförmigen Kolbenteils und dem dann befindlichen Abschlußelement abstützenden, aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehenden Deckel mit einer öffnung für das Stromzuführungselement versehen ist, welcher Deckel durch ein Verbindungsglas mit einem Schmelzpunkt höher als 800cC und niedriger als der des Kolbenmaterials und des Metalls der Stromzuführungen mit dem Kolben, dem Abschlußelement und dem Stromzuführungselement gasdicht verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the terminating element is sintered to the bulb and the lamp is further provided with a cover made of translucent, densely sintered aluminum oxide, which is supported on the end of the cylindrical bulb part and the terminating element located there, and has an opening for the Power supply element is provided, which cover is connected gas-tight by a connecting glass with a melting point higher than 800 c C and lower than that of the piston material and the metal of the power supply lines with the piston, the terminating element and the power supply element.

Hierbei ist das Abschlußelement an den Kolben gesintert, so daß die beiden Teile praktisch eine bauliche Einheit ohne jeglichen Zwischenspalt bilden. Darüber hinaus wird bei der Lampe nach der Erfindung ein aus Aluminiumoxid bestehender ringförmiger Decke! aufgesetzt, der mit dem Kolben, dem Abschlußelement und dem Stromzuführungselement mit Hilfe eines hochschmelzenden Verbindungsglases gasdicht verbunden ist. Auf diese Weise werden die mit Vcrbindungsglas gefüllten Nähte zwischen dem Lampeninnen-aum und der Außenwand so verlängert, daß in jedem Fall ein einwandfreier gasdichter Abschluß des Lampenkolbens gewährleistet ist. selbst wenn das mit der Lampenatmosphäre in Kontakt stehende Verbindungsglas durch aggressive Bestandteile der Lampenatmosphäre etwas angegriffen weiden sollte.Here, the closing element is sintered on the piston, so that the two parts are practically a structural one Form a unit without any gap in between. In addition, the lamp according to the invention turns on Alumina existing annular ceiling! put on, the one with the piston, the closing element and connected to the power supply element in a gas-tight manner with the aid of a high-melting connecting glass is. In this way, the seams filled with connecting glass between the lamp interior and the outer wall is extended in such a way that, in any case, the lamp bulb is sealed in a gas-tight manner is guaranteed. even if the connecting glass in contact with the lamp atmosphere should be slightly attacked by aggressive components of the lamp atmosphere.

Gegebenenfalls kann ein zusätzlicher Glasrand in der Ecknaht zwischen dem Stromzuführungselemcnt und dem Deckel angebracht werden. Dieser Glasrand befindet sich an der Außenseite der ganzen Konstruk-If necessary, an additional glass edge can be placed in the corner seam between the power supply element and attached to the lid. This glass edge is on the outside of the entire construction

fio tion und kann somit nicht von der aggressiven Atmosphäre des Entladungsraumes angegriffen werden.fio tion and can therefore not benefit from the aggressive atmosphere of the discharge space are attacked.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe ragt der Deckel seitlich über den zylinderförmigen KolbenteilIn a particularly advantageous embodiment of a gas discharge lamp according to the invention, the protrudes Cover laterally over the cylindrical piston part

fts hinaus und befindet sich in der zwischen diesen beiden Teilen gebildeten Ecknaht ein Verbindungsglasrand. Dadurch wird ein noch zuverlässigerer gasdichter Abschluß erhalten.fts out and is located in between those two Divide the corner seam formed by a connecting glass edge. This creates an even more reliable gas-tight seal obtain.

Ebenso wie bei Niederdruck-Natriumlampcn ist bei :rfindungsgemäßen Lampen ein evakuierter oder mit inertem Gas, beispielsweise Argon, gefüllter Außenkolben verwendbar, in dem die Umhüllung des eigentlichen Entladungsgefäßes angeordnet ist. Dieser Außcnkolben dient ebenso wie bei den Niederdruek-Natriumlampen als Wärmeisolator.As with low-pressure sodium lamps, lamps according to the invention are evacuated or with inert gas, for example argon, filled outer flask can be used in which the envelope of the actual Discharge vessel is arranged. This outer bulb is used in the same way as with the low-pressure sodium lamps as a heat insulator.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Gasentladungslampen der beschriebenen Art, die mindestens ein Alkalimetall, vorzugsweise Natrium, Quecksilber und mindestens ein Edelgas, insbesondere Xenon, enthalten.The invention also relates to a method for producing electric gas discharge lamps of the type described, the at least one alkali metal, preferably sodium, mercury and at least one Inert gas, especially xenon, contain.

Das Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einer gesonderten Bearbeitung beide ringförmigen Absehlußelemente an den Kolben gesintert werden, danach in einer inerten Atmosphäre mit Hilfe des Verbindungsglases ein Stromzuführungselement und ein Deckel gasdicht befestigt werden, wonach durch die Öffnung im anderen Abschlußelement Quecksilber und das Alkalimetall in den Entladungsraum gebracht wird und darauf das zweite Slromzuführungselemeni und der zweite Deckel auf gleiche Weise in einer inerten Atmosphäre gasdicht befestigt werden, wobei dafür gesorgt wird, daß sich das Edelgas im Entladungsraum befindet.The method is characterized according to the invention that initially in a separate processing both annular sealing elements are sintered to the piston, then in an inert atmosphere a power supply element and a cover are attached in a gastight manner with the aid of the connecting glass are, after which through the opening in the other terminating element mercury and the alkali metal in the Discharge space is brought and then the second Slromzuführungselemeni and the second cover in the same way in an inert atmosphere gas-tight, making sure that the Noble gas is in the discharge space.

Vorzugsweise erfolgt das Einführen des Alkalimetall, die Befestigung des zweiten Stromzuführungselcmentes und des zweiten Deckels in einer Glocke, in der sich eine inerte Atmosphäre des Edelgases befindet.The alkali metal is preferably introduced, the attachment of the second Stromzuführungselcmentes and the second cover in a bell, in the there is an inert atmosphere of the noble gas.

Zweckmäßigerweise werden vor dem Anbringen des Stromzuführungselementes dieses Element, der Deckel und eine bestimmte Menge des Verbindungsglases zu einem hantierbaren Ganzen vereint, das auf das Abschlußelement gesetzt wird, wobei das Stromzuführungselement durch die öffnung des Abschlußelementes gesteckt wird.Expediently, this element, the cover, is removed before the power supply element is attached and a certain amount of the connecting glass combined into a manageable whole that is attached to the closure element is set, the power supply element through the opening of the closure element is plugged.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform einer elektrischen Gasentladungslampe, aus der die allgemeine Konstruktion hervorgeht,F i g. 1 shows a view of an embodiment of an electric gas discharge lamp from which the general Construction emerges,

F i g. 2 eine detaillierte Darstellung der Konstruktion der gasdichten Befestigung des Abschlußelementes, des Deckels und des Stromzuführungselementes.F i g. 2 shows a detailed illustration of the construction of the gas-tight fastening of the closure element, des Cover and the power supply element.

F i g. 3 eine Abänderung der Konstruktion nach F i g. 2,F i g. 3 a modification of the construction according to FIG. 2,

Fig.4 eine Zusammenstellung eines Siromzuführungselementes und eines Deckels, wie diese beim Verfahren zur Herstellung einer Gasentladungslampe verwendet wird,4 shows a compilation of a Sirom feed element and a cover, as used in the method for manufacturing a gas discharge lamp will,

Fig.5 einen Apparat zur Herstellung einer Gasentladungslampe und insbesondere zur Herstellung der gasdichten Abschlüsse,5 shows an apparatus for producing a gas discharge lamp and in particular for the production of gas-tight seals,

F i g. 6 eine Abwandlung der Konstruktion nach Fig. 1-F i g. 6 a modification of the construction according to Fig. 1-

In F i g. 1 ist 1 der Kolben eines Entladungsraumes 2. in dem eine Gasentladung erzeugt werden kann in einer Atmosphäre, die beispielsweise aus Natriumdampf, Quecksilberdampf und einem Edelgas, beispielsweise Xenon, besteht. Der Kolben 1 besteht aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid. An den Enden des Entladungsraumes 2 befinden sich die Elektroden 3 und 4, die auf bekannte Weise konstruiert sind und unter anderem eine Wollramwendel enthalten. Die Elektroden 3 und 4 sind an Stromzuführungseiemenicn 5 und 6 befestigt, die aus Niobiumröhrchcn bestehen. Mit 7 und 8 sind zwei Absehlußelemente angedeutet.In Fig. 1, 1 is the piston of a discharge space 2. in which a gas discharge can be generated in an atmosphere consisting, for example, of sodium vapor, Mercury vapor and a noble gas such as xenon. The piston 1 consists of translucent, densely sintered aluminum oxide. The electrodes are located at the ends of the discharge space 2 3 and 4, which are constructed in a known manner and contain, among other things, a woolen spiral. the Electrodes 3 and 4 are attached to Stromzuführseiemenicn 5 and 6, which consist of Niobiumröhrchcn. With 7 and 8 two closure elements are indicated.

die ebenfalls aus durchseheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehen; sie sind durch Sinterung an dem Kolben 1 befestigt. Mit 9 und 10 sind zwei Deckel angedeutet, die ebenfalls aus dicht gesintertem, durchscheinendem Aluminiumoxid bestehen und sowohl an dem Kolben 1 als auch an den Abschlußclemcnten 7 und 8 befestigt sind. Die Entladungsröhre ist innerhalb eines aus beispielsweise Hartglas bestehenden Außcnkolbens 11 angeordnet. Dieser Außenkolben besitztthose also made of transparent, densely sintered Consist of alumina; they are attached to the piston 1 by sintering. With 9 and 10 are two covers indicated, which also consist of densely sintered, translucent aluminum oxide and both the piston 1 as well as the Abschlussclemcnten 7 and 8 are attached. The discharge tube is inside an outer bulb 11 made, for example, of hard glass. This outer bulb has

ίο eine Quetschung 12, in der zwei Haltedrähte 13 und 14 befestigt sind, die zugleich als Stromzuführung für die Elektrode 4 bzw. die Elektrode 3 wirksam sind. Mit 15 und 16 sind zwei streifenförmige Verbindungselemente angedeutet, welche die Elektroden 3 und 4 mit den HaI-tedrähten 14 bzw. 13 verbinden. Um den Haltedraht 14 befindet sich zur Abschirmung ein Quarzrohr 17. Mit 18 und 19 sind zwei Getterringe angedeutet, die das Vakuum im Außenkolben 11 aufrechterhalten.ίο a pinch 12 in which two retaining wires 13 and 14 are attached, which are also effective as a power supply for the electrode 4 and the electrode 3. With 15 16 and 16, two strip-shaped connecting elements are indicated which wire the electrodes 3 and 4 to the holding wires Connect 14 or 13. A quartz tube 17 is located around the retaining wire 14 for shielding purposes 19 and 19, two getter rings are indicated which maintain the vacuum in the outer bulb 11.

In F i g. 2 ist in vergrößertem Maßstab die Konstruktion des oberen Endes der Gasentladungsröhre aus F i g. 1 dargestellt. In dieser Figur haben entsprechende Teile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1. Mit den dicken schwarzen Linien 20 ist angegeben, daß das Abschlußelement 7 aus durchscheinendem, dicht gcs'ntcrtem Aluminiumoxid in dem aus demselben Material bestehenden Kolben 1 festgesintert ist. Mit 21 ist ein Vcrbindungsglas angegeben, mit dem, wie aus der Figur ersichtlich ist, das Stromzuführungselement 6 sowohl am Deckel 9 als auch am Abschlußclcmcnt 7 befestigt ist. Auch befindet sich dieses Verbindungsglas zwischen dem Deckel 9 einerseits und dem Kolben 1 und dem Abschlußelement 7 andererseits. Durch die große Länge und die günstige Lage dieses Verbindungsglases wird ein ausgezeichneter vakuumdichter Abschluß erhalten. In der innerhalb des Entladungsraumes liegenden Ecknaht zwischen dem Stromzuführungselement 6 und dem AbschHißelemeni 7 befindet sich nahezu kein Glas, das von der aggressiven Atmosphäre im Gasentladungsraum angegriffen werden könnte. In der Ecknaht an der Außenseite befindet sich zwar ein Glasrand, aber dort gibt es keine Gefahr vor Angriff durch die aggressive Atmosphäre. Die eigentliche Elektrode besteht aus einem im Stromzuführungselcment 6 befestigten und beispielsweise aus Molybdän bestehenden Element 22. Dieses Element ist beispielsweise auf bekannte Weise mit Titan an der Röhre 6, die aus Niobium bestehen kann, befestigt. Das Ende des Elementes 22 ist stiftförmig ausgebildet und mit einem Wolframstift 23 verbunden. Mit 24 ist eine Wolframwcndel angedeutet, die sich um den stiftförmigen Teil und den Stift befindet. Diese Wolframwendel kann gewünschtenfalls mit leicht elektronenemittierendem Material bedeckt werden.In Fig. Fig. 2 is, on an enlarged scale, the construction of the upper end of the gas discharge tube from FIG. 1 shown. In this figure have corresponding Share the same reference numerals as in Fig. 1. With the thick black lines 20 indicate that the closure element 7 is made of translucent, tightly gcs'ntcrtem Alumina is firmly sintered in the piston 1 made of the same material. At 21 there is a connecting glass indicated, with which, as can be seen from the figure, the power supply element 6 both on the lid 9 and on the Abschlussclcmcnt 7 is attached. This connecting glass is also located between the cover 9 on the one hand and the piston 1 and the closing element 7 on the other hand. Because of the great length and the convenient location of this connecting glass provides an excellent vacuum-tight seal. In the corner seam between the power supply element 6 located within the discharge space and the separating element 7 there is almost no glass from the aggressive atmosphere in the gas discharge space could be attacked. In the corner seam on the outside there is a glass edge, but there is no danger of attack by the aggressive atmosphere. The actual electrode consists of one fastened in the power supply element 6 and made, for example, of molybdenum Element 22. This element is, for example, in a known manner with titanium on the tube 6, which is made of niobium can exist, attached. The end of the element 22 is pin-shaped and has a tungsten pin 23 connected. With 24 a tungsten coil is indicated, which is located around the pen-shaped part and the pen. This tungsten filament can, if desired be covered with slightly electron-emitting material.

Die in F i g. 3 dargestellte Abwandlung des Abschlus-The in F i g. 3 shown modification of the final

ses zeigt dieselben Elemente wie F i g. 2, und diese sind mit denselben Bezugsziffern angedeutet. Der Deckel 9 hat bei dieser Ausführungsform einen größeren Durchmesser als der Kolben 1. Dadurch kann sich in der Ecknaht zwischen dem Deckel 9 und dem Kolben 1 ein Glasrand 28 bilden, der eine zusätzliche Gewähr für einen guten gasdichten Abschluß bildet.This shows the same elements as FIG. 2, and these are indicated with the same reference numerals. The lid 9 In this embodiment, it has a larger diameter than the piston 1. This allows the corner seam Form a glass rim 28 between the cover 9 and the piston 1, which is an additional guarantee for forms a good gas-tight seal.

Bei der Herstellung einer derartigen Gasentladungslampe wird zunächst der Kolben 1 mit den Abschlußelementen 7 und 8 versehen. Diese AbsehlußelementeIn the manufacture of such a gas discharge lamp the piston 1 is first provided with the closure elements 7 and 8. These closing elements

(\s sind mit einer Öffnung verschen, in der das Stromzuführungselcment befestigt werden muß. Dies geschieht vorzugsweise auf die folgende Weise. Man macht eine wie in Fig.4 dargestellte Zusammenstellung aus dem ( \ s are provided with an opening in which the power supply element must be fastened. This is preferably done in the following way. Make a combination of the

fällt.falls.

au ox Es reau ox it re

sir en ta ar st G V d«sir en ta ar st G V d «

(ο(ο

röhrenförmigen Stromzuführungselement 6 mit der daran befestigten Elektrode 22, 23, 24. Um die Röhre 6 wird der Deckel aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid 9 angeordnet. Über und unter diesem Deckel werden Ringe 25 bzw. 26 angeordnet, die aus einem glasartigen oder glasbildenden Material bestehen, und beispielsweise eine Zusammensetzung aufweisen, wie diese in der britischen Patentschrift 10 19 821 beschrieben worden ist. Mit 27 ist ein schmaler Streifen oder Draht, beispielsweise aus Molybdän, angedeutet, der am Stromzuführungselement 6 befestigt ist. Dieser dient dazu, zu verhüten, daß das Stromzuführungselement 6 durch die öffnung des Deckels 9 fällt, und zur Gewährleistung der richtigen Lage der Elektrode in dem Kolben 1. Nachdem die ganze Zusammenstellung nach der Figur hergestellt ist, wird diese auf das Abschlußelement gestellt, wobei das Stromzuführungselement 6 durch die öffnung in diesem Abschlußelement geschoben wird. Darauf werden durch Erhitzung die Ringe 25 und 26 zum Schmelzen gebracht. Das geschmolzene Glas heftet sowohl das Stromzuführungselement 6 an den Deckel 9 als auch an das Abschlußelement. Zugleich bildet sich eine Glasschicht zwischen dem Abschlußelement und dem Dekkel, wie bereits in F i g. 2 dargestellt ist.tubular power supply element 6 with the electrode 22, 23, 24 attached to it. Around the tube 6 the lid made of translucent, densely sintered aluminum oxide 9 is arranged. Above and below this Cover rings 25 or 26 are arranged, which consist of a glass-like or glass-forming material, and, for example, have a composition such as that in the British patent 10 19 821 has been described. At 27 there is a narrow strip or wire, for example made of molybdenum, indicated, which is attached to the power supply element 6. This serves to prevent the power supply element 6 falls through the opening of the cover 9, and to ensure the correct position of the Electrode in the piston 1. After the entire assembly according to the figure has been made, this placed on the terminating element, the power supply element 6 through the opening in this terminating element is pushed. The rings 25 and 26 are then melted by heating. The molten glass attaches both the power supply element 6 to the cover 9 and on the final element. At the same time, a layer of glass is formed between the closure element and the cover, as already in FIG. 2 is shown.

In F i g. 5 ist ein Gerät dargestellt, mit dem die Abschlüsse einer Gasentladungslampe hergestellt werden können. Dieses Gerät besteht aus einer Glocke 30, die mit Hilfe von Dichtungen 31 mit einem Gestell verbunden ist. In der Glocke 30 befindet sich ein Innenkolben 32, der an der oberen Seite mit einer öffnung versehen ist. In dem Innenkolben 32 ist ein durch Wasser kühlbarer Metallblock 36 angeordnet. Das Wasser kann bei 37 zugeführt und bei 38 abgeführt werden. Um den Block 36 herum befindet sich ein Quarzkragen 39. in dem vier Wolframstifte 40 abgestützt werden. Diese Stifte 40 unterstützen ihrerseits an der oberen Seite einen aus Graphit bestehenden Zylinder 41. In Höhe des Graphitzylinders 41 befindet sich um die Glocke 30 eine Hochfrequenzheizwendel 42.In Fig. 5 shows a device with which the financial statements a gas discharge lamp can be produced. This device consists of a bell 30 which is connected to a frame with the aid of seals 31. An inner piston is located in the bell 30 32, which is provided with an opening on the upper side. In the inner piston 32 is a water coolable Metal block 36 arranged. The water can be supplied at 37 and discharged at 38. Around the block Around 36 there is a quartz collar 39 in which four tungsten pins 40 are supported. These pins 40 support in turn, a cylinder 41 made of graphite on the upper side. Level with the graphite cylinder 41 is a high-frequency heating coil 42 around the bell 30.

Bei der Herstellung des gasdichten Abschlusses des aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehenden Kolbens 43 verfährt man wie folgt. Es wird von dem Kolben 43 ausgegangen, in dem bereits die Abschlußelemente 44 bzw. 45 festgesintert sind und auf der die Zusammenstellung nach F i g. 4 an einem Ende angeordnet ist. Das Ganze wird in den Mctallblock 36 gestellt. Danach wird der lnnenkolbcn 32 angebracht. Dann werden ein Stift 35. ein Zwischenstück 33 und eine Feder 34 angeordnet. Darauf wird die Glocke 30 angeordnet, wodurch gleichzeitig der Stift 35 die Zusammenstellung nach Fig.4 andrückt. Nachdem all diese Teile angeordnet sind, wird das Kühlwasser bei 37 zugeführt und der ganze Raum innerhalb der Glocke 30 und dem Kolben 43 mit inertem Gas, beispielsweise Argon, gefüllt. Dann wird mit Hilfe der Hochfrequcnzwendel 42 der Graphitzylinder 41 erhitzt, bis die Ringe 48 aus glasbildendem Material schmelzen und der Deckel 49 und das Stromzuführungselement 50 mit dem Kolben 43 und dem Abschlußelement 44 gasdicht verbunden werden. Nach Abkühlung können die Glocke 30 und der Innenkolben 32 entfernt werden.During the production of the gas-tight seal of the translucent, densely sintered aluminum oxide existing piston 43 is proceeded as follows. It is assumed that the piston 43 is already in the closure elements 44 and 45 are firmly sintered and on which the assembly according to FIG. 4 at is arranged at one end. The whole thing is placed in the metal block 36. Thereafter, the inner piston 32 appropriate. Then a pin 35, an intermediate piece 33 and a spring 34 are arranged. Then the Bell 30 arranged, whereby at the same time the pin 35 presses the compilation of Figure 4. After this all these parts are arranged, the cooling water is supplied at 37 and the whole space inside the Bell 30 and the piston 43 filled with inert gas, for example argon. Then with the help of the Hochfrequcnzwendel 42 the graphite cylinder 41 heated, until the rings 48 made of glass-forming material melt and the cover 49 and the power supply element 50 be connected to the piston 43 and the closing element 44 in a gas-tight manner. After cooling down, the Bell 30 and the inner piston 32 are removed.

ίο Darauf kann man den Kolben 43 mit dem hergestellten Abschluß entfernen.ίο You can then use the piston 43 with the manufactured Remove termination.

Zur Herstellung des Abschlusses an der anderen Seite kann man auf dieselbe Weise verfahren. Bevor jedoch dieser Abschluß hergestellt wird, kann die erforderliche Menge Quecksilber in den Kolben eingegeben werden. Dies braucht nicht in einer inerten Atmosphäre zu erfolgen. Das Eingeben von Alkalimetall muß allerdings in einer inerten Atmosphäre geschehen. Dazu kann man dasselbe Gerät verwenden. Dabei verfährt man wie folgt. Der an einer Seite abgedichtete Kolben wird in den Block 36 gestellt. Dann wird der Innenkolben 32 angebracht, wonach über die Zufuhr 46 ein inertes Gas, beispielsweise Argon, zugeführt wird. Die Abfuhr 47 ist dabei geschlossen. Das Gas füllt den ganzen Raum innerhalb des Innenkolbens 32 und es w-rd dafür gesorgt, daß auch der Kolben 43 mit diesem Gas gefüllt wird. Das inerte Gas fließt an der Oberseite aus dem lnnenkolbcn 32. Dann wird durch diese Öffnung die erforderliche Menge Alkalimetall, beispielsweise Natrium. in den Kolben 33 gegeben. Danach wird die Zusammenstellung nac1 '. . g. 4 auf dem Kolben angeordnet. Nach wie vor fließt dabei inertes Gas. Danach wird die Andrückvorrichtung 33, 34. 35 und die Glocke 30 angebracht. Die Zufuhr 46 wird geschlossen und über 47 wird der ganze Raum innerhalb der Glocke 30 evakuiert. Dann wird über 46 das in der fertigen Lampe erforderliche Edelgas, beispielsweise Xenon, zugeführt. Danach wird durch Erhitzung der zweite Abschluß auf gleiche Weise wie der erste Abschluß hergestellt.The same procedure can be used to create the termination on the other side. However, before this seal is made, the required amount of mercury can be added to the flask. This need not be done in an inert atmosphere. However, entering the alkali metal must be done in an inert atmosphere. You can use the same device for this. The procedure is as follows. The piston, sealed on one side, is placed in block 36. The inner flask 32 is then attached, after which an inert gas, for example argon, is fed in via the feed 46. The discharge 47 is closed. The gas fills the entire space within the inner piston 32 and it is ensured that the piston 43 is also filled with this gas. The inert gas flows out of the inner flask 32 at the top. The required amount of alkali metal, for example sodium, is then introduced through this opening. placed in the piston 33. Then the compilation is nac 1 '. . G. 4 arranged on the piston. Inert gas continues to flow. Then the pressing device 33, 34, 35 and the bell 30 are attached. The supply 46 is closed and the entire space inside the bell 30 is evacuated via 47. The noble gas required in the finished lamp, for example xenon, is then supplied via 46. Thereafter, the second seal is made by heating in the same way as the first seal.

Bei der Ausfiihrungsform nach F i g. 6. die zum größten Teil der nach F i g. 1 entspricht, ist im oberen röhrenförmigen Strom7ufuhrungselement 60 ein Stift 61 angeordnet, der bei 62 im Außenkolbcn befestigt ist. Dieser Stift 61 paßt mit etwas Spielraum in das röhrenförrnige Element 60. Im Betrieb der Lampe, bei dem die eigentliche Entladungsröhre 63 sehr warm werden kann, kann diese sich an der Oberseile unbehindert ausdehnen. Der Stift 61 und die Röhre 60 verschieben sich dabei gegeneinander. Die Stromzufuhr zum Element 6C erfolgt über den biegsamen Draht 64. der einerseits mii diesem Element 60 und andererseits mit dem in dei Quetschung 65 eingeschmolzenen Poldraht 66 verbun den ist.In the embodiment according to FIG. 6. the largest Part of the FIG. 1, a pin 61 is located in the upper tubular power supply element 60 arranged, which is attached at 62 in the outer bulb. This pin 61 fits with some clearance in the tubular element 60. During operation of the lamp, in which the the actual discharge tube 63 can become very warm, it can expand unhindered on the upper rope. The pin 61 and the tube 60 move against each other. The power supply to element 6C takes place via the flexible wire 64. on the one hand mii this element 60 and on the other hand with the pole wire 66 melted in the pinch 65 that is.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektrische Gasentladungslampe mit einem Kolben aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid und gasdicht eingeführten Stromzuführungen, wobei der Kolben an der Stelle der Stromzuführungen einen zylinderförmigen Teil aufweist, in dem ein aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehendes ringförmiges Abschlußelement gasdicht angebracht ist. in welchem das Stromzuführungselemeni mit Hilfe eines Verbindungsglases mit einem Schmelzpunkt höher als 8000C und niedriger als der des Kolbenmaterials und des Metalls der Stromzuführungen gasd'cht befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (7 bzw. 8) an den Kolben (1) gesintert ist und die Lampe weiier mil einem sich auf dem Ende des zylinderförmigen Kolbenteils und dem darin befindlichen Abschlußelemeni abstützenden, aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehenden Deckel (9 bzw. 10) mit einer Öffnung für das Stromzuführungselement (6 bzw. 5) versehen ist, welcher Deckel durch ein Verbindungsglas (21) mit einem Schmelzpunkt höher als 800°C und niedriger als der des Kolbenmaterials und des Metalls der Stromzuführungen mit dem Kolben, dem Abschlußelement und dem Siromzuführungselement gasdicht verbunden ist.1. Electric gas discharge lamp with a bulb made of translucent, densely sintered aluminum oxide and gas-tight introduced power supply lines, the bulb having a cylindrical part at the point of the power supply lines in which an annular sealing element made of translucent, tightly sintered aluminum oxide is attached in a gas-tight manner. in which the Stromzuführungselemeni by means of a bonding glass having a melting point higher than and than that of the piston material and the metal of the supply leads is attached gasd'cht 800 0 C lower, characterized in that the terminating element (7 or 8) on the piston (1 ) is sintered and the lamp is provided with an opening for the power supply element (6 or 5) with a cover (9 or 10) made of translucent, densely sintered aluminum oxide supported on the end of the cylindrical bulb part and the closure element located therein is, which cover is connected to the piston, the closing element and the Sirom feed element in a gas-tight manner by a connecting glass (21) with a melting point higher than 800 ° C. and lower than that of the piston material and the metal of the power supply lines. 2. Elektrische Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9) seitlich über den zylinderförmigen Kolbenteil (1) hinausragt und daß sich in der zwischen diesen beiden Teilen gebildeien Ecknaht ein Verbindungsglasrand (28) befindet (F i g. 3).2. Electric gas discharge lamp according to claim 1, characterized in that the cover (9) protrudes laterally over the cylindrical piston part (1) and that in the between these two Split formed corner seam a connecting glass edge (28) is located (Fig. 3). 3. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Gasentladungslampe nach den Ansprüchen 1 oder 2, die mindestens ein Alkalimetall, vorzugsweise Natrium, Quecksilber und mindestens ein Edelgas, insbesondere Xenon, enthält, dadurch gekennzcichnet, daß zunächst in einer gesonderten Bearbeitung beide ringförmigen Abschlußelementc an den Kolben gesintert werden, danach in einer inerten Atmosphäre mit Hilfe des Verbindungsglascs ein Stromzuführungselement und ein Deckel gasdicht befestigt werden, wonach durch die Öffnung im anderen Abschlußelement Quecksilber und das Alkalimetall in den Entladungsraum gebracht wird und darauf das zweite Stromzuführungselement und der zweite Deckel auf gleiche Weise in einer inerten Atmosphäre gasdicht befestigt werden, wobei dafür gesorgt wird, daß sich das Edelgas im Entladungsraurr befindet.3. A method for producing an electric gas discharge lamp according to claims 1 or 2, which contain at least one alkali metal, preferably sodium, mercury and at least one noble gas, in particular xenon, characterized in that initially in a separate processing both annular closure elements are sintered to the piston, then in an inert atmosphere with the help of the connecting glass a power supply element and a cover gas-tight be attached, after which through the opening in the other terminating element mercury and the alkali metal is brought into the discharge space and then the second power supply element and the second cover are fastened gas-tight in the same way in an inert atmosphere, with this it is ensured that the noble gas is in the discharge space. 4 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen des Alkalimetalls, die Befestigung des zweiten Stromzuführungsclementes und des zweiten Deckels in einer Glocke erfolgt, in der sich eine inerte Atmosphäre des Edelgases befindet.4 The method according to claim 3, characterized in that the introduction of the alkali metal, the The second power supply element and the second cover are fastened in a bell, in which there is an inert atmosphere of the noble gas. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen des Stromzuführungselementes dieses Element, der Deckel und eine bestimmte Menge des Verbindungsglases zu einem hantierbaren Ganzen vereint werden, das auf das Abschlußelement gesetzt wird, wobei das Stromzuführungselement durch die Öffnung des Abschlußelementes gesteckt wird.5. The method according to claim 3 or 4 thereby characterized in that before the power supply element is attached, this element, the cover and a certain amount of the connecting glass can be combined into a manageable whole, the is placed on the terminating element, the power supply element through the opening of the Closing element is inserted. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Gasentladungslampe mit einem Kolben aus durchscheinendem, dicht gesintertem Aluminiumoxid und gasdicht eingeführten Stromzuführungen, wobei der Kolben an der Stelle der Stromzuführungen einen zylinderförmigen Teil aufweist, in dem ein aus durchscheinendem. dicht gesintertem Aluminiumoxid bestehendes ringförmiger, Abschlußelement gasdicht angebracht ist. in welchem das Stromzuführungselement mit Hilfe eines Verbindungsglases mit einem Schmelzpunkt höher als 8000C und niedriger als der des Kolbenmaterials und des Metalls der Stromzuführungen gasdicht befestigtThe invention relates to an electric gas discharge lamp with a bulb made of translucent, densely sintered aluminum oxide and gas-tight introduced power leads, the bulb having a cylindrical part at the location of the power leads, in which a translucent. densely sintered aluminum oxide existing annular, sealing element is attached gas-tight. in which the power supply element is fastened in a gastight manner with the aid of a connecting glass with a melting point higher than 800 ° C. and lower than that of the piston material and the metal of the power supply lines
DE19681639086 1967-03-31 1968-02-15 Electric gas discharge lamp with a bulb made of translucent, densely sintered aluminum oxide and process for its manufacture Expired DE1639086C3 (en)

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NL676704681A NL154865B (en) 1967-03-31 1967-03-31 ELECTRIC GAS DISCHARGE LAMP WITH A COVER OF TIGHTLY INSERTED ALUMINUM OXIDE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH GAS DISCHARGE LAMP.
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DEN0032128 1968-02-15

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DE1639086A1 DE1639086A1 (en) 1970-05-27
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2737931A1 (en) * 1977-01-06 1978-07-13 Egyesuelt Izzolampa END CAP FOR ELECTRIC DISCHARGE CONTAINERS
AT378080B (en) * 1982-04-02 1985-06-10 Egyesuelt Izzolampa METAL HALOGENID LAMP

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US3609437A (en) 1971-09-28
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US3726582A (en) 1973-04-10
SE333607B (en) 1971-03-22
NL6704681A (en) 1968-10-01
JPS6213792B1 (en) 1987-03-28
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