DE2001425C3 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungslampe - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungslampe mit einem keramischen Lampenkolben, der an mindestens einer Kolbenöffnung eine innerhalb der öffnung angeordnete keramische Innenscheibe, eine in bezug auf die öffnung größere keramische Außenscheibe und eine zwischen diesen Scheiben vorgesehene Schmelzscheibe aus einer Dichtungsmasse mit einem niedrigeren Erweichungspunkt als die beiden Scheiben und der Lampenkolben aufweist und mindestens einer in den Scheiben und der Schmelzscheibe ausgebildeten Durchbrechung zum Durchführen eines Stromzuführungselementes, wobei man die Schmelzscheibe und die Außenscheibe auf die Stromzuführung auffädelt, die Stromzuführung in die Kolbenöffnung einführt und sodann die Dichtungsmasse nach Erhitzen über den Erweichungspunkt durch Aufeinanderdrücken von Außen- und «nnenscheibe radial zum Fließen bringt, worauf diese teilweise in die am Umfang des Stromzuführungselementes freien Ringspalte gequetscht wird.

Bei einer bekannten, nach einem derartigen Verfahren hergestellten Entladungslampe (vgl. BE-PS 713 754) ist die innerhalb der Kolbenöffnung angeordnete Innenscheibe in einem eigenen Arbeitsgang bereits fest in die Koibenöffnung eingesetzt, bevor in einem weiteren Arbeitsgang die Sdunelzscheibe und die größere Außenscheibe vor der Kolbenöffnung angeordnet und zum Abdichten der durch die Scheiben in das Kolbeninnere ragenden Stromzuführung erhitzt werden. Die Innenscheibe ist in das Kolbenende fest eingesintert, um die spätere Druckbelastung von außen her über die größere Außenscheibe aufnehmen zu können, mit welcher das radiale Fließen der erweichten, aus einem sogenannten Haftglas bestehenden Dichtungsscheibe bewirkt wird. Das vorherige feste Einsintern der Innenscheiben in die Kolbenöffnungen bringt verschiedene Nachteile. Die Innenscheiben müssen in ihrem Außendurchmesser durch exaktes Rundschleifen sehr genau dem notwendig ebenfalls sehr maßhaltigen Innendurchmesser des Lampenkolbens angepaßt werden. Außer dem hierdurch bedingten beträchtlichen Arbeitsaufwand ist vor dem eigentlichen Abschließen des Kolbens noch der weitere Arbeitsgang des vorherigen Einsinterns der Innenscheiben erforderlich. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Durchbrechung in der Innenscheibe zum Durchführen des Stromzuführungselementes eine mindestens dem Außendurchmesser der auf die Stromzuführung gewickelten Elektrode entsprechende Größe aufweisen muß, da sonst die Stromzuführung nicht mit der Elektrode voraus durch die festeingesetzte Innenscheibe gesteckt werden könnte. Die im Durchmesser vergleichsweise große Durchtrittsbohrung führt dazu, daß auch das Stromzuführungselement einen entsprechend großen, dem Bohrungsdurchmesser angenäherten Durchmesser hat. Bei den auftretenden hohen Temperaturdifferenzen können dabei die Dichtprobleme nur dann einigermaßen beherrscht werden, wenn für die Stromzuführung ein Metall gewählt wird, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient äußerst genau demjenigen der beiden keramischen Scheiben und der Dichtungsmasse entspricht.

Die Dichtungsmasse, aus welcher die Schmelzscheiben bei der vorbekannten Entladungslampe gebildet sind, setzt sich aus mindestens fünf Komponenten, nämlich AhOj, CaO, MgO, BaO und B2O3 zusammen. Sie kann darüber hinaus auch noch S1O2, K2O und Na2O enthalten.

Es sind ferner Dichtungsmassen zum Herstellen von Schmelzdichtungen an Gegenständen aus Aluminiumoxyd enthaltenden Materialien oder aus hitzebeständigem Metall bekannt (vgl. GB-PS 1 019 821), die nur aus den Bestandteilen CaO, MgO und S1O2 zusammengesetzt sind. Der SiO2-Anteil beträgt bei diesen Massen zwischen 25 und 60% des Gesamtgewichtes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungs-

lampe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem derartige Lampen einfacher und billiger gefertigt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfrthren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß man mit der Stromzuführung die zuvor ebenfalls auf diese aufgefädelte Innenscheibe sowie cie Schmelzscheibe jeweils mit Spiel in die Kolben öffnung einführt und nach Erweichen der Schmelzscheibe die Innenscheibe vom Kolbeninneren her gegen die gleichzeitig fest von außen an die Kolben.endfläche angepreßte Außenscheibe drückt, worauf die Dichtungsmasse auch in den zwischen der Innenscheibe und der Kolbenöffnung vorhandenen Ringspalt gequetscht wird. Bei dieser Methode werden sowohl die Innenscheibe als auch die Außenscheibe zusammen mit der Stromzuführung in einem einzigen Arbeitsgang am Kolbenende dicht befestigt Das bei der Herstellung der vorbekannten Entladungslampen erforderliche vorherige feste Einsetzen der Innenscheiben ist nicht mehr erforderlich. Des weiteren muß die Innenscheibe wie auch Jie Kolbenöffnung bei dem neuen Verfahren im Durchmesser nicht mehr form- und maßgenau passend bearbeitet sein. Die Stromzuführung kann ebenso wie die Durchbrechungen in der Innen- bzw. Außenscheibe und der Schmelzscheibe mit jeweils erheblich kleinerem Durchmesser im Vergleich zur vorbekannten Bauart ausgeführt werden, da die lichte Weite der Durchbrechung nicht mehr mindestens so groß wie die Außenabmessung der Elektrode sein muß. Auf Grund der sehr viel kleineren Querschnitte der Bohrungen bzw. der Stromzuführungen kann der Wärmeausdehnungskoeffii.ent des Materials der Stromzuführung von demjenigen der Innen- und Außenscheibe auch etwas stärker abweichen, ohne daß bei den auftretenden hohen Temperaturdifferenzen Undichtigkeiten am Kolbenende zu befürchten sind Hierdurch steht für die Stromzuführungen eine größere Werkstoffauswahl zur Verfugung.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird so verfahren, daß man auf die Stromzuführung 5, von der entgegengesetzten Seite der Glühwendel her, die in bezug auf die Kolbenöffnung kleinere keramische Innenscheibe 3 und die Schmelzscheibe 6 sowie die in bezug auf die Kolbenöffnung größere keramische Außenscheibe 4 auffädelt Der Außendurchmesser der Innenscheibe 3 ist geringfügig kleiner als der Kolbeuinnendurchmesser, während die Außenscheibe 4 einen Außendurchmesser hat, der annähernd gleich dem Kolbenaußendurchmesser ist Die aus den Scheiben 3, 4 und 6 und der Stromzuführung 5 besiehende Baugruppe wird in die Kolbenöffnung so eingeführt, daß die Außenscheibe 4 gegen die Kolbenfläche 2 anliegt. Die Innenscheibe 3 und die Schmelzscheibe 6 sind danach mit Spiel innerhalb der Kolbenöffnung angeordnet. Die Schmelzscheibe 6 besteht aus einer Dichtungsmasse mit einem niedrigeren Erweichungspunkt als das Materiai der beiden Scheiben 3 und 4 und des Lampenkolbens 1. Die vorgepreßte Schmelzscheibe 6 kann aus CaO, AI2O3 und S1O2 im Molverhäitnis 1 :0.35 :0,17 bestehen. Wird nun die Außenscheibe 4 gegen die Kolbenendfläche gepreßt und die Innenscheibe 3 vom Kolbeninneren her gegen die Außenscheibe 4 gedrückt, so wird die Dichtungsmasse der Schmelzscheibe 6 nach Erhitzen über den Erweichungspunkt radial zum Schließen gebracht Die Dichtungsmasse wird dabei teilweise in die am Umfang der Stromzuführung 5 zwischen der Stromzuführung und der Innenscheibe 3 bzw. der Außenscheibe 4 freien Ringspalte gequetscht und tritt durch die Scheiben 3 und 4 in diesem Bereich hindurch. Die erweichte Dichtungsmasse strömt ferner auch radial nach außen und wird daraufhin gleichfalls in den zwischen der Innenscheibe 3 und der Kolbenöffnung vorhandenen Ringspalt gequetscht. Eventuell vorhandene Spalte zwischen der Außenscheibe 4 und dem Lampenkolben 1 an dessen Kolbenendfläche 2 werden ebenfalls ausgefüllt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann der Druck auf die Innenscheibe 3 dadurch ausgeübt werden, daß

besteht die dabei verwendete Dichtungsmasse zweck- 40 an der Stromzuführung 5 ein Querstab 7 angeordnet ist,

~"° ~ "" " ' " wobei dann durch Zug an der Stromzuführung 5 nach

außen die Innenscheibe 3 gegen die auf die Kolbenendfläche 2 gepreßte Außenscheibe 4 gedrückt wird. Der Druck vom Kolbeninneren her auf die Innenscheibe 3 kann aber auch mit einer besonderen Vorrichtung ausgeübt werden. Die Stromzuführung 5 besteht dann, wenn die Innenscheibe 3 und die Außenscheibe 4 einen hohen Aluminiumoxydgehalt haben, zweckmäßig aus Niob. Gegebenenfalls kann das Metall der Stromzuführung 5 auch einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als beispielsweise Molybdän haben. In diesem Fall wird zweckmäßig die Bohrung in der Innenscheibe 3 von innen her und die Bohrung in der Außenscheibe 4 von außen her etwas angesenkt.

Mit dem vorbeschriebenen Verfahren können ebenso einfach auch zwei Stromzuführungen an einem Kolbenende dicht eingesetzt werden, um beispielsweise eine Zündelektrode zusammen mit einer stromführenden Hauptelektrode an diesem Kolbenende anzuord-

mäßig aus Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd und CaI-ciumoxyd, wobei das Molverhältnis des Calciumoxyds zum Aluminiumoxyd zwischen 3.4:1 und 1,8:1 liegt und das Siliziumdioxyd in einem Anteil von bis zu 20 C wichtsprozent der anderen Bestandteile enthalten ist IMe Dichtungsmasse kann aber auch ;i is Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd, Calciumoxyd und Magnesia bestehen, wobei das Calciumoxyd zur Magnesia in einem Molverhältnis von mindestens 10:1 vorliegt, das Molverhältnis des Calciumoxyd-Magnesia-Gemisches zum Aluminiumoxyd zwischen 3,4:1 und 1,8:1 liegt und das Siliziumdioxyd in einem Anteil von bis zu 20 Gewichtsprozent der anderen Bestandteile enthalten ist. Ferner kann die Dichtungsmasse Calciumoxyd, AIuminiumoxyd und Siliziumdioxyd in einem Molverhältnis von 1 :0,35 :0,17 enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch das Ende eines Kolbens

einer Entladungslampe, die nach dem neuen Verfahren 60 nen. Es sind lediglich zwei öffnungen in der Innenscheigefertigt wird. be 3, der Außenscheibe 4 und der Schmelzscheibe 6 aus

Der in der Zeichnung dargestellte keramische Lam- der Dichtungsmasse vorzusehen. Bei der zur Durchfühpenkolben 1 aus Aluminiumoxyd weist eine ebene, zur rung des Verfahrens verwendeten, weiter oben be-Kolbenachse senkrechte Kolbenendfläche 2 auf. Bei schriebenen Dichtungsmasse kann das Calciumoxyd dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine einzige 65 Mol für Mol durch Magnesia ersetzt werden. Vorzugsaus rundem Draht gefertigte Stromzuführung 5 vorge- weise ist der in der Dichtungsmasse vorhandene Anteil sehen, die an ihrem ins Kolbeninnere ragende Ende an Magnesia nicht größer als ein Mol Magnesia auf eine Glühwendel trägt. Bei der Fertigung der Lampe zehn Mol Calciumoxyd.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungslampe mit einem keramischen Lampenkolben, der an mindestens einer Kolbenöffnung eine 'innerhalb der öffnung angeordnete keramische Innenscheibe, eine in bezug auf die öffnung größere keramische Außenscheibe und eine zwischen diesen Scheiben vorgesehene Schmelzscheibe aus einer Dichtungsmasse mit einem niedrigeren Erweichungspunkt als die beiden Scheiben und der Lampenkolben aufweist, und mindestens einer in den Scheiben und der Schmelzscheibe ausgebildeten Durchbrechung zum Durchführen eines Stromzuführungselementes, wobei man die Schmelzscheibe und die Außenscheibe auf die Stron:zuführung a'iffädelt, die Stromzuführung in die Koibenöffnung einführt und sodann die Dichtungsmasse nach Erhitzen über den Erweichungspunkt durch Aufeinan «!erdrücken von Außen- und Innenscheibe radial zum Fließen bringt, worauf diese teilweise in die am Umfang des Stromzuführungselementes freien Ringspalte gequetscht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man mit der Stromzuführung die zuvor ebenfalls auf diese aufgefädelte Innenscheibe sowie die Schmelzscheibe jeweils mit Spiel in die Kolbenöffnung einführt und nach Erweichen der Schmelzscheibe die Innenscheibe vom Kolbeninneren her gegen die gleichzeitig fest von außen an die Kolbenendfläche angepreßte Außenscheibe drückt, worauf die Dichtungsmasse auch in den zwischen der Innenscheibe und der Kolbenöffnung vorhandenen Ringspalt gequetscht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse aus Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd und Calciumoxyd besteht wobei das Molverhältnis des Calciumoxyds zum Aluminiumoxyd zwischen 3,4 :1 und 1,8 :1 liegt und das Siliziumdioxyd in einem Anteil von bis zu 20 Gewichtsprozent der anderen Bestandteile enthalten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse aus Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd, Calciumoxyd und Magnesia besteht, wobei das Calciumoxyd zur Magnesia in einem Molverhältnis von mindestens 10:1 vorliegt, das Molverhältnis des Calciumoxyd-Magnesia-Gemisches zum Aluminiumoxyd zwischen 3,4 :1 und 1,8 :1 liegt und das Siliziumdioxyd in einem Anteil so von bis zu 20 Gewichtsprozent der anderen Bestandteile enthalten ist

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse Calciumoxyd, Aluminiumoxyd und Siliziumdioxyd in einem Molverhältnis von 1 :0,35 :0,17 enthält.