DE1974114U

DE1974114U - Gefaess fuer bogenentladungen.

Info

Publication number: DE1974114U
Application number: DES62133U
Authority: DE
Original assignee: Sylvania Electric Products Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1966-08-22
Filing date: 1967-08-22
Publication date: 1967-12-07
Also published as: DE1589334A1; US3466488A

Description

RA. m 200*22,8.67 ^f)

PATENTANWÄLTE \

DR. CLAUS REINLÄNDER DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT D - 8 Mönchen 23, mainzer strasse 5

SYLVAHIA ELECTRIC PRODUCTS IHC,

Wilmington / Delaware

V. St. v. Amerika

Gefäss für Bogenentladungen

Priorität» 22. August I966 - V. St. v. Amerika - Serial No. 574,121

Die Erfindung "betrifft Gefässe für Bogenentladungen, wie Hochintensitäts-Projektionslampen, insbesondere Gefässe für solche Lampen, die aus Quarz oder quarzartigem oder glasartigem Werkstoff bestehen« Die Erfindung betrifft auch die Rohlinge, aus denen ein solches Gefäss und die fertige Lampe hergestellt werden, und das Verfahren zu ihrer Herstellung«

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit kürzlich entwickelten Projektionslichtquellen, die aus einem relativ kleinen Gefäss aus Quarz oder quarzähnlichem Glas bestehen, in denen die Elektroden nur um etwa 6 mm voneinander entfernt sind. Solche Projektionslampen werden manchmal deshalb auch Kurzbogenlampen genannt. Die Elektroden

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sind dicht in einen Hohlraum eingesetzt, der etwa 25 mm lang ist und einen Durchmesser von weniger als 6 mm hat. Der Hohlraum ist mit einem inerten Gas, beispielsweise Argon oder Xenon unter einem höheren als Atmosphärendruck gefüllt, und der Hohlraum enthalt verdampfbare Metalle «ie Quecksilber, Jod, Natrium und Tellur« Eine solche Lampe kann 300 Watt Leistung aufnehmen, mit Betriebsleistungsdichten in der Grössenordnung von 5000 Watt/ cm , und kann einen Druck von mehreren Atmosphären entwickeln} das Gefäss kann durch die intensive Bogenentladung, die den Hohlraum ausfüllt, eine Temperatur von 1000 0 annehmen. Unter diesen erschwerten Betriebsbedingungen steht die Wand des Hohlraums, wie leicht verständlich ist, unter erheblichen thermischen und mechanischen Spannungen* Aus diesem Grund ist beispielsweise festgestellt worden, dass die Hohlraumwand erheblich 'dicker sein muss als die Gefässenden, in die die elektrischen Anschlüsse für die Elektroden eingesetzt sind. Darüber hinaus muss die Hohlraumwand extern so geformt sein, dass sie allmählich in die abgedichteten Enden übergeht und an die optische Kontur des Reflektors angepasst ist, in den die Lampe üblicherweise montiert wird.

Es ist vorgeschlagen worden, von einem Stück gleichförmigen Quarzrohrs auszugehen und den Mittelteil des Rohres dadurch zu verdicken, dass der Mittelteil erweicht wird und axialer Druck ausgeübt wird, und dass dann der geschmolzene Quarz in der Mitte zu einer grösseren Dicke als an den Enden gesammelt wird. Ein so hergestelltes Gefäss hat jedoch ungleichmassige Aussenkonturen und unregelmässige Wandstärke bei kleinerer Hohlraumst'rirke, und auf den inneren und Susseren Oberflächen der Hohlraumwand

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-3-sind optisch unerwünschte tJnregelmässigkeiten vorhanden.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; es

zeigen:

Fign. 1 bis 3 Längsschnitte durch erfindungsgetnässe Lampengefässe in

verschiedenen Stufen der Herstellung} Fig. 4 eine Ansicht der fertigen Lampe nach Montage in einen

teilweise geschnittenen Reflektor; und Fig. 5 eine Stirnansicht eines erfindungsgemässen Lampengefässes in der Herstellungsstufe nach Fig. 1c

Wie Fign. 1 und 5 ersichtlich ist, beginnt die Herstellung eines Kurzbogen Lampen-Gefässes mit zwei gleichen Bndlängen 1 aus Rohr aus geschmolzenem Quarz, die gleichen Innen- und gleichen Aussendurchmesser haben. Die Enden der Stücke 1 sind an ein kürzeres Zwischenstück 2, ebenfalls ein Rohr aus geschmolzenem Quarz,angesetzt* Das Zwischenstück 2 hat den gleichen Innendurchmesser wie die Endstücke 1, jedoch einen erheblich grösseren Aussendurchmesser, und dementsprechend hat das Zwischenstück eine erheblich grössere Wandstärke. Die Endstücke haben beispielsweise einen Innendurchmesser von 2 mm und einen Aussendurchmesser von 5mm« während das Zwischenrohr 2 einen Innendurchmesser von 2 mm und einen Aussendurchmesser von 10 mm hat» Die aneinanderstossenden Enden der drei Rohrstücke werden in der Flamme erweicht und in Zonen 3 zusammengeschmolzen, die in Fig. 2 durch eine Diskontinuität der Schraffur angedeutet sind. Beim Zusammenschmelzen der drei Rohrstücke werden diese axial ausgefluchtet gehalten, so dass ihre Bohrungen oder Innendurchmesser durch=

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-4-laufeno Die drei Rohrstücke werden damit drei zusammengehörige Rohrteile»

Die sich daraus ergebende einstückige Baueinheit aus drei Hohrstücken wird dann auf eine horizontale Bank montiert und langsam gedreht, wahrend eine Kreuzfeuerflamme so angelegt wird, dass sie wenigstens die ganze Länge des Zwischenteiles 2 überstreichtβ Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Mittelteil 2 dann heiss verformt, indem eine Kratze 4 aus hochschmelzend«» Material gegen den rotierenden Innenteil 2 und auch gegen die benachbarten Teile der rohrförmigen Enden 1 jenseits der Schmelzzonen 3 gedrückt wird. Die Kratze hat einen offenen Hohlraum 6, der als Teilfläche einer TJmdrehungsflache geformt ist, die allmählich in die geraden Bohrteile 7 übergeht. Die Kratze formt die flachen Enden oder scharfen Kanten des Zwischenteils 2 in runde Teile um und formt damit einen vorstehenden, birnenartigen Zwischenteil 2" mit einer Aussenfläche, die als konvexe Umdrehungsfläche geformt ist, die von den linearen Aussenflachen der Endteile 1 bis zur Mitte des geformten Zwischenteils 2' kontinuierlich ist· Wahlweise kann auch axialer Druck auf die zusammengeschmolzene Baueinheit ausgeübt werden, um die V/and des Zwischenteils 2' nach aussen zu biegen, um eine mögliche Neigung der Wand zu kompensieren, sich nach innen zu ver~ biegen, während sie in der Kratze geformt wird. Gelegentliche Stösse mit Luft oder Stickstoff in die Bohrung können dazu beitragen, der Bohrung eine glatte, gerade Oberfläche zu erhalten« die frei von Rippen ist» Mit dem beschriebenen Verfahren wird ein Gefäss gemäss Fig. 2 mit glatter, kontinuierlicher Aussenfläche und ebensolcher Innenfläche im Bereich der Bohrung des Zwischenteils 2' geformt, die eptfter den Entladungehohlraum

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der fertigen Lampe bildet«

Die Lampe wird dadurch fertiggestellt, dass sie gefüllt wird und in jedes Endteil 1' eine Untereinheit dicht eingesetzt wird, die aus Wölframelek«. troden 8 und 9 besteht, die jeweils elektrisch über Molybdänbänder 11 mit Zuleitungsdrähten 12 verbunden sind. Die Unterbaueinheit aus Elektroden und elektrischen Anschlüssen kann jeweils in das freie Ende des Bndteils 1* mit üblichen Einschmelztechniken eingesetzt werden· Gemäßs Figo 3 werden der Innen- und Aussendurchmesser der Endteile 1' gegenüber dem der gleichen Teile gemäss Figo 2 verringert, wenn der erweichte Quarz nach innen um die Elektroden und ihre Anschlüsse herum fliesst. Wie in Fig. 4 ersichtlich ist, kann während des Einschmelzens der Elektroden das freie oder extreme Ende jedes Endteile 1' flachgedrückt werden, um einen Quetschfuss zu bilden, durch den die /elektrischen Anschlüsse für die Elektroden herausführen. Die freien Enden der Elektroden 8 und reichen in den Hohlraum 10, in dem wahrend des Betriebes eine intensive Entlackung auftritt. Der Hohlraum wird beispielsweise mit drei Milligramm Indiumjodid (in I,) und Argon unter einen Druck von 600 mm Quecksilber gefüllt, der während des Betriebes auf 6 bis 9 am steigen kann_o

Wie in Fig. 4 ersichtlich ist, kann die fertige Lampe in einen gekrümmten Reflektor 14, zentriert zu einer Achse A montiert werden» Zur Projektion von Filmen ist es erforderlich, dass der Film gleichraässig beleuchtet wird, und es ist deshalb sehr wichtig, dass die linsenartige Wand des

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Zwischenteile 2· frei von Fältelungen und optischen Biskontinuitäten ist, die eine fleckige Lichtübertragung vom Bogen zum Reflektor verursachen würden. Es ist wichtig, eine gleichmäesige Innenbohrung des Hohlraums zu schaffen, die über die aktive Länge der Bogenentladung einen konstanten Durchmesser hat«

Eine erfindungsgemäss konstruierte Lampe hat zumindest im Bereich des Hohlraums kontinuierliche Innen« und Aussenflachen, und ist frei von Fältelungen und dergleichen Diskontinuitäten, und trotzdem kann die Lampe einfach und mit reproduzierbarer optischer Gleichförmigkeit hergestellt werdeno Die erfindungsgeitäss kontruierte Lampe ist mit einem Zwischenteil mit grösserer-Wandstärke versehen, der so geformt ist, dass er extremen Betriebstemperaturen und -drucken widerstehen kann.

ο/Ansprüche

Claims

S6 GI5 D Ansprüche

1« Bogenentladungseinrichtung, bestehend aus einem Gefäsa aus .quarzartigem oder glasartigem Material mit einem Zwischenteil, der einen grosseren Aussendurchmesser hat als die anderen Teile des Gefässes, in dem ein Bogenentladungs-Hohlraum enthalten ist und in den zwei Bogenentladungselektroden hineinragen, die dicht in das Gefäss eingesetzt sind und sich längs einer gemeinsamen Achse erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss aus zwei allgemein rohrförmigen feilen (1, 1') besteht, die voneinander entfernt sind und deren Bohrungen längs der gemeinsamen Achse ausgefluchtet sind und die gleiche Innendurchmesser und gleiche Aussendurchmesser haben, dass der Zwischenteil (2, 2') mit seinen Enden an das jeweilig benachbarte Ende der beiden Rohrteile (1, 1¹) angeschmolzen ist, so dass die Zentralaohse des Hohlraums (1O) mit der gemeinsamen Achse zusammenfällt, dass die Aussenflache des Zwischenteils (2, 2') eine konvexe ümdrehungsflache darstellt, die sich kontinuierlich von den angrenzenden Aussenflächen der Rohrteile bis zu einem Punkt grossten Aussendurchmeesers in der Mitte des Zwischenteils (2, 2·) erstreckt, wobei sowohl der Ausβendurchmesser als auch die Wandstärke des Zwischenteils (2¹) in der Mitte erheblich grosser sind als der Aussendurohmesser und die Wandstärke der Rohrteile (1, 1'), und dass die Elektroden (8, 9) in den Bohrungen der Rohrteile (1') gestützt und bezüglich der Wände des Hohlraums (iO)im wesentlichen zentriert sind.

ο β ο/A2

-A2-
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Zwischenteils (2*) sich progressiv von den beiden Enden zur Mitte des Zwischenteils hin vergrössert.
3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (1O) im allgemeinen zylindrische Kontur von im wesentlichen konstantem Durohmesser wenigstens längs der effektiven Länge des Hohl« raums (10) hat»
4. Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Leiter (11, 12) elektrisch mit den Elektroden (8, 9) verbunden sind, um elektrische Anschlüsse zu schaffen, die durch die Rohrteile (1*) nach aussen führen»
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 t dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (10) eine Quantität eines verdampfbaren Materials und Gas über Atmosphärendruck enthält.