DE1927796C3 - Leitungsführung für elektrische Lampen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitungseinführung für elektrische Lampen in einem glasartigen Kolben, die eine Metallzuleitung, eine durch Ätzung abgeflachte Ränder aufweisende dünne Metallfolie und eine Metallelektrode umfaßt, wobei die Metallzuleitung und die Elektrode mit der Folie verschweißt sind.

Eine Leitungseinführung der vorstehend genannten Art ist aus der US-PS 32 50 941 bekannt. Der in dieser US-PS beschriebenen Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Lampenkonstruktion sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Lampe anzugeben, bei der die Elektroder.ausrichtung beim Quetschdichten der Zuleitungen unverändert bleibt, damit Lampen erhalten werden, bei denen zwischen den Elektroden eine genaue Ausrichtung und Distanz vorhanden ist.

Zu diesem Zwecke weisen die Zuleitungen je eine Metallfolie auf, die durch Quetschdichtung hermetisch abgedichtet ist, sowie einen stabartigen Teil, der sich in den Lampenkolben erstreckt, und die Elektroden mit ihren äußeren Enden an den inneren Enden des stabartigen Teiles befestigt sind und einen kleinen Spalt zwischen den Elektroden bilden, wobei der mit mindestens einer der Elektroden verbundene Folienteil nicht starr genug ist, um die Elektrode vertikal abzustützen und deshalb ein Stützteil verwendet wird, das eine Drahtspule umfaßt, die sich um das äußere Ende der Elektrode erstreckt und von der eine Wicklung sich gegen die Wand des Glaskolbens abstützt.

Die DT-AS 11 79 297 betrifft eine elektrische Lampe mit wenigstens einer in Quarz oder Hartglas mit einem Ausdehnungskoeffizienten kleiner als 2 χ 10"^b eingeschmolzenen stteifenförmigen Folie, deren Stärke von der Mitte zum Rand hin abnimmt und die aus einem Kern aus hochschmelzendem, jedoch bei der Erweichungstemperatur des Quarzes oder des Hartglases leicht oxidierenden Metall und einer diesen Kern umgebenden und ihn gegen Oxidation schützenden Schicht besteht. Um mit einer solchen Folie beim Einschmelzen in Quarz oder Hartglas mit einem Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 2 χ ΙΟ-'⁶ eine vakuumdichte und oxidationsbeständige Einschmeizung zu erzielen, werden dem Kern und der schützenden Metallschicht bestimmte Abmessungen gegeben.

Der in dem DT-Gm 19 52 883 beschriebenen Neuerung lag die Aufgabe zugrunde, elektrische Lampen aus Gefäßrohr von über 15 mm Rohrdurchmesser so herzustellen, daß der Ausschuß durch Zerreißen der Einschmelzfolie beim Quetschen in wirtschaftlich tragbaren Grenzen bleibt. Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß Lrngsrippen auf den Quetschfuß-Breitseiten über den Kontaktstiften und Stromzuführungsdrähten mit bestimmter Abmessung verwendet werden.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Leitungseinführung der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zwischen Leitungseinführung und Glaskolben beim Abkühlen keine Risse im Glas verursacht und andererseits so ausgebildet ist, daß beim Verschweißen von Metallzuleitung und Elektrode mit der Folie keine schadhaften Schweißstellen entstehen und die Kapazität zur Fortleitung des Stromes für die Leitungseinführung gut ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Leitungseinführung der eingangs genannten Art die Metallfolie verdickte Bereiche an den gegenüberliegenden Enden aufweist, welche allmählich auf die Stärke der sich daran anschließenden Metallfolie übergehen, und daß die Metallzuleitung und die Metallelektrode beide sich an die Metallfolie anschließende spatenförmige Enden haben, wobei die verdickten Bereiche am Ende der Metallfolie mit den spatenförmigen Enden übereinstimmen und im wesentlichen die gleiche Form und Größe besitzen.

Die erfindungsgemäße Leitungseinführung verhindert das Reißen des Quarries bei Temperaturwechselbeanspmchüngcn, gestatte? das Herstellen ordnungsgemäßer Schweißstellen ohne Verwendung von Verstärkungsstücken und gewährleistet eine ausreichende Stromleistungskapazität.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren

zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leitungseinführung, das dadurch ausgezeichnet ist, daß eine Molybdänfolie elektrolytisch geätzt wird, wobei ein Bereich an jedem Ende der Folie vor dem Elektrolyten abgedeckt wird, um abgeflachte Ränder rund um die Folie und dickere Bereiche an den Enden, welche allmählich auf die Dicke der Folie übergehen, zu erzeugen, und daß die Metallzuleitung und die Metallelektrode an diese verdickten Bereiche angeschweißt werden.

Auslührungsbeispiele der Erfirdung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 in teilweise schematischer Form eine Vorrichtung zum elektrolytischen Ätzen von Folien,

Fig.2a, b und c eine Draufsicht, einen Längsschnitt entlang b...b und einen Querschnitt entlang c...c einer geätzten Folie, wobei die Dicke zur leichteren Darstellung übertrieben gezeigt wira,

Fig. 3a und 3b in Draufsicht und Seitenansicht eine zusammengeschweißte Leitungseinführung aus Metallzuleitung. Metallfolie und Metallelektrode und

Fig.4 eine vollständige Gasentladungslampe mit Quetschdichtungen, welche geätzte Folien enthalten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Herstellung der Leitungseinführung wird für eine Quetschdichtung mit einer Stromleitungskapazität von 50 A als AusgangsiiTiaterial eine Mlolybdänfolie mit einer Dicke von 0,17 mm, einer Breite von 19 mm und einer Länge von 25 mm verwendet. Die Folie wird elektrolytisch geätzt, um abgeflachte Ränder und dickere Schweißbereiche an beiden Enden zu erhalten. Dies kann mit dem in der Fig. 1 abgebildeten Gerät durchgeführt werden. Die Folie 1 wird zwischen die Schenkel einer federnden Metallklammer oder eines Halters 2 eingefügt, dessen untere Ausläufer mit dicken, isolierenden Überzügen oder Abschirmungen 3 aus flexiblem und elastisch verformbarem Kunststoffmaterial, geeignet ist Polyäthylen, bedeckt sind. Die Kunststoffabschirmungen 3 sind auf der Innenseite nahe ihren unteren Bereichen geschlitzt, so daß die Molybdänfolie so weit eingeführt werden kann, daß der Rand der Folie 1 mit der Klammer 2 in Berührung steht. Die Kunststoffabschirmungen 3 schützen die Teile der Folie 1, welche in die Schlitze hineinragen, und die Enden der Klammer 2 vor der Einwirkung des Elektrolyten. Die andere Elektrode besteht aus einem ringförmigen Kupferband 4, welches durch einen Kupferleiter 5 gehalten wird, an den die elektrischen Anschlüsse geführt sind. Das Molybdänband 1 und die Ringelektrode 4 werden in einem Becken 6, das mit dem Elektrolyten, geeigneterweise einer 20%igen Lösung von Natriumhydroxid, gefüllt ist, in der gleichen Ebene gehalten.

Die Verwendung von Wechselstrom zur Ätzung wird bevorzugt, und für die dargestellte Foliengröße ist ein Strom von etwa 25 bis 50 A geeignet. Die Ätzung erfolgt am schnellsten an den Rändern und erreicht ein Maximum an den Ecken des Bandes. Dies bewirkt, daß die Ecken abgerundet und die Ränder abgeflacht werden, wie in den F i g. 2a und 2c dargestellt. Dit Ätzung findet jedoch überall außer an den in die Abschirmungen 3 eingeführten Bereiche statt, in denen der Elektrolyt keinen Zugang zu der Folie 1 hat. Dies führt zu verdickten Bereichen 8,9 an beiden Enden der Folie, welche auf der ursprünglichen Dicke von 0,17 mm bleiben. Von den verdickten Bereichen aus geht die Dicke allmählich auf die der Folie zurück. Längs der mittleren Linie der Folie kann die Dickt- in dem mittleren Teil etwa die Hälfte von der der verdickten Bereiche, wie in F i g. 2 dargestellt, betragen. Wenn die ursprüngliche Dicke 0,17 mm betrug, kann die Dicke längs der mittleren Linie nach dem Ätzen etwa 0,09 mm sein. Die Dicke geht im wesentlichen an den Enden auf Null zurück, außer an den Schultern 10 der verdickten Bereiche 8, 9, in denen die ursprüngliche Foliendicke ungeändert bleibt.

Das Ätzverfahren führt zu einem Verlauf der Folienstärke in den Übergangsbereichen 8', 9' zu den verdickten Bereichen 8, 9, was die Stromleitungskapazität steigert. Bei Folien, die diese Eigenschaft nicht aufweisen, findet die übermäßige Erhitzung in diesem Bertich unmittelbar um die Schweißstellen herum statt, und dadurch wird die Grenze für die Stromführungskapazität der Folie bestimmt. Der Verlauf der Folienstärke zu den verdickten Bereichen der Folien bedeutet, daß die Grenze für die Stromkapazität durch die Erhitzung auf allen Teilen der Folie bestimmt wird. Die Gesamterhitzung wird bestimmt durch die Querschnittsfläche, so daß die Stromleitungskapazität mehrfach gesteigert wird.

Die Fig. 3a und 3b veranschaulichen eine Leitungseinführung, welche die geätzte Molybdänfolie t zwischen einer stabähnlichen Zuleitung 11 aus Molybdän und einer stabähnlichen Wolframelektrode 12 verwendet. Sowohl die Metallzuleitung 11 als auch die Metallelektrode 12 weisen spatenförmige Enden 11a, 12a an den der Folie 1 zugewandten Stellen auf. Geeigneterweise wird dies nicht im Gesenkschmiedeverfahren durchgeführt. Die spatenförmigen Enden sind angepaßt an die verdickten Bereiche 8, 9 an dem Folienende und haben im wesentlichen gleiche Flächen wie diese. Daher gibt es nach dem Schweißen keine Folienabschnitte, die seitlich aus den Schweißbereichen herausragen, wie an den Schultern 10, welche nicht geätzt oder nicht abgeflacht sind und welche sich nicht richtig verbinden würden und schwache Stellen in dem Quarz erzeugen wurden.

Um das Schweißen zu fördern, werden die spatenförmigen Enden und die verdickten Bereiche in der Folie zuerst mit einer Aufschlämmung von Wolfram-, Molybdän- und Rheniumpulver beschichtet und in Wasserstoffatmosphäre gebrannt. Die Teile werden dann zusammengepreßt und elektrisch geschweißt. Die Dicke der spatenförmigen Enden ist nicht kritisch, weil sie nicht einen Teil der Abdichtungsstelle mit dem Quarz bilden, und eine Stärke von 0,25 mm ist geeignet. In den F i g. 2b, 2c und 3b ist die Dicke der Folie zum Zwecke der Darstellung stark übertrieben. Die Kombination der spatenförmigen Enden auf der Zuleitung und der Elektrode, welche an die verdickten, nicht geätzten Bereiche der Folie angepaßt sind, erzielt ein Maximum an mechanischer Stärke und Stromführungskapazität. Gleichzeitig wird eine schwache Stelle in dem Quarz infolge seitlich herausragender nicht abgeflachter Abschnitte, die nicht zu einer Verbindung fähig sind, vermieden.

F i g. 4 stellt eine kompakte Gasentladungslampe 13 hoher Intensität mit einem dickwandigen Quarzkolben 14 dar, welche eine ionisierbare Füllung, wie beispielsweise lndiumiodid, enthält. An den Punkten 15 bzw. 16 sind Leitungseinführungen mit geätzter Folie in einer Quetschdichtung in die Enden des Kolbens 14 eingeführt und tragen die Anode 17 bzw. die Kathode 18. Die Verwendung von geätzten Folien in den zuvor angegebenen Abmessungen erlaubt Ströme bis zu 50 A ohne Überhitzung der Dichtungsstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

19 796 J Patentansprüche:

1. Leitungseinführung für elektrische Lampen in einem glasartigen Kolben, die eine Metallzuleitung, eine durch Ätzung abgeflachte Ränder aufweisende i> dünne Metallfolie und eine Metallelektrode umfaßt, wobei die Metallzuleitung und die Elektrode mit der Folie verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (1) verdickte Bereiche (8, 9) an den gegenüberliegenden Enden aufweist, welche allmählich auf die Stärke der sich daran anschließenden Metallfolie übergehen, und daß die Metalizuleitung (11) und die Metallelektrode (12) beide sich an die Metallfolie anschließende spatenförmige Enden haben, wobei die verdickten Bereiche (8, 9) am Ende der Metallfolie (1) mit den spatenförmigen Enden übereinstimmen und im wesentlichen die gleiche Form und Größe besitzen.

2. Leitungseinführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die an den Enden der Metallfolie (1) herausragenden verdickten Bereiche (8, 9) ohne Folienabschnitte an den Schultern (10) ausgebildet sind, welche nicht abgeflacht sind und mit dem gasförmigen Material nicht verbunden werden können.

3. Leitungseinführung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Metallzuleitung (II) aus einem hochschmelzenden Metall, die Metallfolie (1) aus Molybdän und die Metallelektrode (12) aus Wolfram besteht.

4. Verfahren zur Herstellung der Leitungseinführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallfolie eine Molybdänfolie (1) elektrolytisch geätzt wird, wobei ein Bereich an jedem Ende der Molybdänfolie (1) vor dem Elektrolyten abgedeckt wird, um abgeflachte Ränder rund um die Molybdänfolie (1) und verdickte Bereiche (8,9) an den Enden, welche allmählich auf die Dicke der Molybdänfolie übergehen, zu erzeugen und daß die Metallzuleitung (11) und die Metallelektrode (12) an diese verdickten Bereiche angeschweißt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Metallzuleitung (11) und Metallelektrode (12), die an die verdickten Bereiche (8, 9) angepaßte spatenförmige Enden aufweisen, dekkungsgleich mit diesen verdickten Bereichen (8, 9) verschweißt werden.