DE19724544A1 - Molybdänfolieneinschmelzung in Glas und elektrische Lampe mit einer derartigen Molybdänfolieneinschmelzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Molybdänfolieneinschmelzung in Glas und eine elektrische Lampe mit einer derartigen Molybdänfolienein­ schmelzung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4.

I. Technisches Gebiet

Molybdänfolieneinschmelzungen in Glas werden beispielsweise für gasdichte elektrische Stromdurchführungen bei aus Quarzglas be­ stehenden Lampengefäßen von Hochdruckentladungslampen und Halogenglühlampen benötigt. Mit Quarzglas werden hier Gläser be­ zeichnet, deren Siliziumdioxidanteil mindestens 95 Gewichtsprozent beträgt. Da das Quarzglas des Lampengefäßes einen wesentlich klei­ neren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die aus dem Lam­ pengefäß herausragenden, üblicherweise aus Molybdändraht gefertig­ ten Stromzuführungen, die zur Versorgung des innerhalb des Lam­ pengefäßes angeordneten Leuchtmittels mit elektrischer Energie die­ nen, besitzt, ist es nämlich nicht möglich, die Stromzuführungsdräh­ te direkt, das heißt ohne Hilfsmaßnahmen, im Quarzglas des Lam­ pengefäßes gasdicht einzuschmelzen. Bei einer Erwärmung des Lam­ pengefäßes, beispielsweise während des Lampenbetriebes, würden sich die Stromzuführungsdrähte aus Molybdän ca. zehnmal so stark ausdehnen wie das sie umgebende Quarzglas. Die daraus resultie­ renden mechanischen Spannungen würden zu Rissen im Quarzglas führen. Mit Hilfe von ausreichend dünnen Molybdänfolien ausrei­ chender Duktilität kann allerdings trotz der unterschiedlichen ther­ mischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarzglas und Molybdän und der daraus resultierenden mechanischen Spannungen eine gas­ dichte elektrische Stromdurchführung für Lampengefäße hergestellt werden. Zu diesem Zweck werden die einander gegenüberliegenden Enden der Molybdänfolie üblicherweise jeweils mit einem Stromzu­ führungsdraht aus Molybdän verschweißt und diese so entstandene Baueinheit wird dann derart in dem zu verschließenden Lampengefä­ ßende positioniert, daß einer der Stromzuführungsdrähte in den In­ nenraum des Lampengefäßes hineinragt, während der andere Strom­ zuführungsdraht aus dem Lampengefaß herausragt. Das Quarzglas des Lampengefäßendes wird dann geschmolzen und das Lampenge­ fäßende wird beispielsweise mittels Quetschbacken über der aus der Molybdänfolie und den Stromzuführungen bestehenden Baueinheit dicht gequetscht. Die Molybdänfolie ist dann im Quarzglas des Lam­ pengefäßendes vollständig eingebettet. Im Bereich der Molybdänfolie ist die aus den Stromzuführungen und der Molybdänfolie bestehende Stromdurchführung gasdicht im Lampengefäßende eingeschmolzen.

Die Molybdänfolieneinschmelzungen erfüllen hier also zwei unter­ schiedliche Funktionen. Sie dienen erstens zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem innerhalb des Lam­ pengefäßes angeordneten Leuchtmittel mit den aus dem Lampenge­ fäß herausragenden Stromzuführungen und gewährleisten zweitens einen gasdichten Verschluß des Lampengefäßes. Die Molybdänfolien werden üblicherweise von einem Vorratsband abgeschnitten. Sie be­ sitzen daher eine rechteckige Fläche, die durch zwei Seitenkanten und zwei senkrecht zu den Seitenkanten verlaufende Schnittkanten begrenzt wird. Die Oberflächen der Molybdänfolien sind üblicherweise konvex gewölbt, das heißt, die Dicke der Molybdänfolien nimmt aus­ gehend von der Folienmitte zu den Seitenkanten hin stetig ab.

II. Stand der Technik

Aus der Patentschrift US 4,587,454 sind Molybdänfolieneinschmel­ zungen in Glas bekannt, die, zur Vermeidung von Rißbildung im Glas, Molybdänfolien mit durch Sandstrahlbehandlung aufgerauhter Oberfläche aufweisen. Die Molybdänfolien besitzen einen lanzettför­ migen Querschnitt, das heißt die Dicke der Folien nimmt, ausgehend von einem Maximalwert in der Folienmitte, in Richtung der beiden in Längsrichtung, quer zu den Folienschnittkanten verlaufenden Sei­ tenkanten der Folie stetig ab.

Die deutsche Patentschrift DE 29 47 230 beschreibt Molybdänfolien­ einschmelzungen zur Abdichtung von Lampengefäßen, die zu min­ destens 95% aus Quarzglas bestehen. Zur Verringerung der Rißbil­ dung im Glas sind die Molybdänfolien mit einem Yttriumoxidzusatz von 0,25 bis 1 Gewichtsprozent versehen.

Es hat sich gezeigt, daß durch die obengenannten, zum Stand der Technik gehörenden Maßnahmen eine Rißbildung im die Molybdän­ folieneinschmelzung umgebenden Glas nicht immer zuverlässig ver­ hindert werden kann. Insbesondere konnte festgestellt werden, daß an den durch Schnittkanten begrenzten Enden der Molybdänfolien häufig Risse im die Molybdänfolien umgebenden Glas auftraten.

III. Darstellung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Molybdänfolieneinschmelzung in Glas bereitzustellen, die die obengenannten Nachteile nicht auf­ weist. Insbesondere soll die Gefahr einer Rißbildung im Glas im Be­ reich der durch Schnittkanten begrenzten Molybdänfolienenden vermindert werden. Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Lampe mit einer verbesserten Abdichtung der Lampenge­ fäße im Bereich der elektrischen Stromdurchführungen bereitzustel­ len.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 oder 4 gelöst. Besonders vorteilhaf­ te Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Bei den erfindungsgemäßen Molybdänfolieneinschmelzungen in Glas ist das wenigstens eine durch eine Schnittkante begrenzte Ende der in Glas eingeschmolzenen Molybdänfolie keilförmig ausgebildet. Durch diese Maßnahme können Grate, die sich beim Abschneiden der Molybdänfolie vom Vorratsband an der Schnittkante gebildet ha­ ben, wieder zum Verschwinden gebracht werden, so daß diese vom Schneiden herrührenden Grate keine Risse oder Sprünge in dem die Molybdänfolie umgebenden Glas hervorrufen können. Die Keilform des durch eine Schnittkante begrenzten Molybdänfolienendes läßt sich vorteilhafterweise durch Walzen dieses Molybdänfolienendes er­ zeugen. Durch das Walzen werden eventuelle Schnittgrate an der Schnittkante der Molybdänfolie geglättet. Die mindestens eine Mo­ lybdänfolie der erfindungsgemäßen Molybdänfolieneinschmelzung ist vorteilhafterweise durch zwei Schnittkanten und zwei quer zu den Schnittkanten verlaufende Seitenkanten begrenzt und besitzt parallel zu den Schnittkanten einen lanzettförmigen Querschnitt. Sie erhält dadurch eine konvex gewölbte Oberfläche, die die mechanischen Spannungen in der Molybdänfolieneinschmelzung verringert. Die er­ findungsgemäße Molybdänfolieneinschmelzung läßt sich besonders vorteilhafterweise zur gasdichten Abdichtung von elektrischen Stromdurchführungen für Lampengefäße elektrischer Lampen ver­ wenden.

IV. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Stromdurchführung eines Lam­ pengefäßes mit einer erfindungsgemäßen Molybdänfolien­ einschmelzung in schematischer Darstellung

Fig. 2 eine Seitenansicht der Stromdurchführung des Lampenge­ fäßes aus Fig. 1 in schematischer Darstellung

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Stromdurchführung aus Fig. 1 entlang der Längsachse A-A und senkrecht zur Foliene­ bene in schematischer Darstellung

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Stromdurchführung aus Fig. 1 entlang der Schnittlinie B-B und senkrecht zur Foliene­ bene in schematischer Darstellung

Die Fig. 1 zeigt eine Quetschdichtung 1 für ein aus Quarzglas be­ stehendes Lampengefäß 2 einer elektrischen Lampe mit einer elektri­ schen Stromdurchführung, die eine erfindungsgemäße Molybdänfo­ lieneinschmelzung aufweist. Die elektrische Stromdurchführung be­ steht aus einem aus dem Lampengefäß herausragenden Stromzufüh­ rungsdraht 3, aus einer im Quarzglas der Quetschdichtung 1 gas­ dicht eingeschmolzenen Molybdänfolie 4 und aus einem in den In­ nenraum 5 des Lampengefäßes 2 hineinragenden Elektrodenstab 6. Der Stromzuführungsdraht 3 und der Elektrodenstab 6 bestehen ebenfalls aus Molybdän und sind beide mit der Molybdänfolie 4 ver­ schweißt. Die Molybdänfolie 4 besitzt eine rechteckige Fläche, deren Rand von zwei einander gegenüberliegenden Schnittkanten 4b und von zwei in Längsrichtung A-A, senkrecht zu den Schnittkanten 4b verlaufenden Seitenkanten 4a gebildet wird. Die Schnittkanten 4b entstehen beim Abschneiden der Molybdänfolie 4 von einem Vorrats­ band. Die Oberfläche der Molybdänfolie 4 ist konvex gewölbt, das heißt, daß ihre Dicke ausgehend von der Folienmitte zu den beiden Seitenkanten 4a hin stetig abnimmt, so daß die Molybdänfolie 4 parallel zu den Schnittkanten 4b einen lanzettförmigen Querschnitt besitzt (Fig. 4). Die durch Schnittkanten 4b begrenzten Enden 4c der Molybdänfolie 4 sind keilförmig zugespitzt. Um die Keilform zu erzeu­ gen, werden die Folienenden 4c vor dem Verschweißen der Molybdän­ folie 4 mit dem Stromzuführungsdraht 3 und dem Elektrodenstab 6 gewalzt. Die Schweißpunkte 7 zwischen Elektrodenstab 6 und Mo­ lybdänfolie 4 bzw. zwischen Stromzuführungsdraht 3 und Molybdän­ folie 4 befinden sich außerhalb der keilförmigen Folienenden 4c. Die Darstellungen der Fig. 1 bis 4 sind nicht maßstabsgetreu, son­ dern nur schematisch. Die Dicke der Molybdänfolie 4 beträgt in der Folienmitte ungefähr 20 µm. Die Durchmesser von Stromzufüh­ rungsdraht 3 und Elektrodenstab 6 sind um mehr als zwanzigmal größer als die Foliendicke.

Zur Herstellung der Molybdänfolieneinschmelzung wird ein recht­ eckiges Stück Molybdänfolie 4 von einem auf einer Vorratsrolle ange­ ordneten Molybdänband abgeschnitten. Dieses Molybdänband ist be­ reits konvex gewölbt, das heißt, seine Dicke nimmt ausgehend von der Bandmitte zu seinen Seitenrändern stetig ab. Dadurch weist auch die Molybdänfolie 4 die konvexe Wölbung auf. Um Grate an den Schnittkanten 4b der Molybdänfolie 4 zu beseitigen, werden die Fo­ lienenden 4c durch Walzen keilförmig zugespitzt. Die Enden der Mo­ lybdänfolie 4 außerhalb der keilförmigen Bereiche 4c mit dem Strom­ zuführungsdraht 3 bzw. mit dem Elektrodenstab 6 verschweißt, die ebenfalls beide aus Molybdän bestehen. Die so entstandene Bauein­ heit 3, 4, 6 wird dann in das gasdicht zu verschließende Lampenge­ fäßende eingeführt. Anschließend wird das Quarzglas 1 im Bereich des Lampengefäßendes durch Erhitzen erweicht und beispielsweise mittels Quetschbacken an die Molybdänfolie 4 angedrückt. Nach dem Erkalten des Quarzglases 1 bildet die aus dem Stromzuführungs­ draht 3, dem Elektrodenstab 6 und der Molybdänfolien 4 bestehende Baueinheit eine elektrische Stromdurchführung für das Lampengefäß 2, die im Bereich der Molybdänfolie 4 gasdicht in dem Lampengefäß­ ende eingeschmolzen ist.

Claims (6)

1. Molybdänfolieneinschmelzung in Glas, wobei die Molybdänfo­ lieneinschmelzung folgende Merkmale aufweist,

• - mindestens eine Molybdänfolie (4), die wenigstens ein durch eine Schnittkante (4b) begrenztes Ende (4c) besitzt,
• - einen Glaskörper (1), dessen Glas zu mindestens 95 Ge­ wichtsprozent aus Siliziumdioxid besteht, und in den die mindestens eine Molybdänfolie (4) gasdicht eingeschmolzen ist,
• - einen oder mehrere metallische Stäbe (6) oder Drähte (3), die mit der mindestens einen Molybdänfolie (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine durch eine Schnittkante (4b) begrenzte Ende (4c) der mindestens einen Molybdänfolie (4) keilförmig ausgebildet ist.

2. Molybdänfolieneinschmelzung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mindestens eine Molybdänfolie (4) durch zwei Schnittkanten (4b) und durch zwei quer zu den Schnitt­ kanten (4b) verlaufende Seitenkanten (4a) begrenzt wird und parallel zu den Schnittkanten (4b) einen lanzettförmigen Quer­ schnitt besitzt.

3. Molybdänfolieneinschmelzung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide durch Schnittkanten (4b) begrenzte Enden der mindestens einen Molybdänfolie (4) keilförmig aus­ gebildet sind.

4. Elektrische Lampe mit einem oder mehreren Lampengefäßen aus Glas, einem in einem Lampengefäß eingeschlossenen Leuchtmittel und elektrischen Stromdurchführungen, gekenn­ zeichnet durch eine oder mehrere Molybdänfolieneinschmel­ zungen gemaß eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 3.

5. Elektrische Lampe mit einem oder mehreren Lampengefäßen aus Glas, einem in einem Lampengefäß eingeschlossenen Leuchtmittel und elektrischen Stromdurchführungen mit we­ nigstens einer Molybdänfolieneinschmelzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (1) ein gasdicht verschlossenes Ende eines Lampengefäßes (2) ist und die me­ tallischen Stäbe (6) oder Drähte (3) Stromzuführungen zur Energieversorgung des Leuchtmittels sind.

6. Verfahren zur Herstellung einer Molybdänfolieneinschmelzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilform des zumindest einen durch eine Schnittkante (4b) begrenzten Endes (4c) der mindestens einen Molybdänfolie (4) durch Wal­ zen entstanden ist.