DE2030306C3

DE2030306C3 - Process for the production of a low-pressure mercury vapor discharge lamp and lamp produced according to the process

Info

Publication number: DE2030306C3
Application number: DE19702030306
Authority: DE
Inventors: Johannes Antonius Maria; Mollet Adrianus Josephus Theresia; Wolf Rein Willemse van der; Eindhoven Ridders (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-06-27
Filing date: 1970-06-19
Publication date: 1977-02-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einer im verschlossenen Kolben vorgesehenen, eine Menge Quecksilber enthaltenden geschlossenen Glaskapsel, die durch induktive Erhitzung eines mit ihr in Verbindung stehenden Heizelementes geöffnet wird sowie auf eine nach dem Verfahren hergestellte Lampe.The invention relates to a method for producing a low-pressure mercury vapor discharge lamp with one in the sealed flask containing a lot of mercury closed glass capsule, which is produced by inductive heating of a heating element connected to it is opened as well as a lamp manufactured according to the method.

Beim Einführen einer Menge Quecksilber in einen Kolben einer Entladungslampe, der im fertigen Zustand verschlossen ist und dann gegebenenfalls neben dem Quecksilber eine bestimmte Gasfüllung enthält, ergeben sich in der Praxis Schwierigkeiten, insbesondere wenn eine sehr genaue Dosierung des Quecksilbers und eineWhen introducing a lot of mercury into a bulb of a discharge lamp, which is in the finished state is sealed and then optionally contains a certain gas filling in addition to the mercury difficulties arise in practice, especially when a very precise dosage of the mercury and a

306 sehr genaue Zusammensetzung der Gasatmosphäre erforderlich sind.306 very precise composition of the gas atmosphere are required.

Bei einer aus der US-PS 24 15 895 bekannten Quecksilberdampfentladungslampe ist die das Quecksilber aufweisende Glaskapsel in einem Metallbehälter untergebracht, der von außen induktiv erhitzt wird, wobei die Glaskapsel infolge Verdampfung des Quecksilbers durch den in ihr auftretenden Druckanstieg explosionsartig zerplatzt. Die dabei auftretenden Glassplitter werden zwar durch den Metallbehälter aufgefangen, jedoch ist diese Konstruktion aufwendig und teuer. Außerdem kann durch die explosionsartige Abgabe des Quecksilbers eine Beschädigung der Elektrode und der eventuell vorhandenen Leuchtstoffschicht infolge herausgeschleuderter Quecksilberteilchen auftreten.In a mercury vapor discharge lamp known from US Pat. No. 2,415,895, this is the mercury having a glass capsule housed in a metal container that is inductively heated from the outside, the glass capsule as a result of evaporation of the mercury due to the rise in pressure occurring in it burst explosively. The resulting glass splinters are admittedly through the metal container collected, but this construction is complex and expensive. Also, due to the explosive Release of the mercury damages the electrode and the possibly existing phosphor layer occur as a result of ejected mercury particles.

Ferner ist aus der DT-AS 11 86 557 eine Gasentladungsröhre mit einer Metallkapsel bekannt, die Quecfcsrlberoxyd und ein Redukiionsmillel enthält. Diese Kapsel wird induktiv erhitzt, wobei Quecksilber entsteht, das durch öffnungen in der Kapselwand heraustritt. Die Öffnungen müssen entweder von vornherein vorhanden gewesen sein, was eine Handhabung der gefüllten Metallkapsel erschwert, oder sie entstehen erst bei der induktiven Erhitzung, sind dann aber von unkontrollierbarer Größe und Lage. Außerdem entstehen bei der Erhitzung der Metallkapsel Gase, die in der Lampenatmosphäre unerwünscht sind.Furthermore, from DT-AS 11 86 557 a gas discharge tube with a metal capsule is known which contains Quecfcsrlberoxyd and a Redukiionsmillel. This capsule is inductively heated, producing mercury which emerges through openings in the capsule wall. The openings must either have been present from the start, which makes handling of the filled metal capsule more difficult, or they arise only during inductive heating, but are then of uncontrollable size and position. In addition, when the metal capsule is heated, gases are generated which are undesirable in the lamp atmosphere.

Ähnliches gilt für eine aus der US-PS 22 88 253 bekannte Entladungslampe mit einer toroidförmigen und mit Quecksilber gefüllten Metallkapsel, die von außen induktiv erhitzt wird.The same applies to a discharge lamp known from US Pat. No. 2,288,253 with a toroidal shape and a metal capsule filled with mercury, which is inductively heated from the outside.

In der britischen Patentschrift 9 2b 387 ist ein Verfahren zum Einführen einer Menge Quecksilber in eine Glimmentladungsröhre beschrieben, bei dem die das Quecksilber enthaltende Kapsel aus Glas besteht. welche durch Stromdurchgang durch einen in die Kapsel eingeschmolzenen Glühfaden, der mit Hilfe durch die Röhrenwand nach außen geführter Zuführungsdrähte an eine Stromquelle angeschlossen ist, geöffnet wird, wodurch die Glaskapsel zerplatzt. Dieses bekannte Verfahren weist ferner den Nachteil auf, daß zusätzliche Durchführungen durch die Röhrenwand erforderlich sind.In British Patent 9 2b 387 is a Method for introducing a quantity of mercury into a glow discharge tube described, in which the the capsule containing mercury is made of glass. which by current passage through a into the Capsule fused-in filament, which is connected to the outside by means of supply wires led through the tube wall is connected to a power source, is opened, whereby the glass capsule bursts. This known method also has the disadvantage that additional passages through the tube wall required are.

Des weiteren ist aus der GBPS 10 45 269 eine Entladungsröhre bekannt mit einer Glaskapsel für Quecksilber, die durch induktive Erhitzung einer mit ihr in Berührung stehenden Metallplatte zerplatzt. Auch hierbei können in der Röhre unerwünschte Glassplitter und aus der Metallplatte austretende Gase entstehen.Furthermore, from GBPS 10 45 269 a discharge tube is known with a glass capsule for Mercury that bursts due to inductive heating of a metal plate in contact with it. Also this can result in unwanted glass splinters in the tube and gases escaping from the metal plate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem das Heizelement eine so geringe Masse besitzt, daß praktisch keine störende Gasentwicklung entsteht. Ferner soll beim öffnen der Glaskapsel keine explosionsartige Zerstörung auftreten.The invention is based on the object of a method for producing a low-pressure mercury vapor discharge lamp to create of the type mentioned at the outset, in which the heating element has such a low mass that practically no disruptive gas development arises. Furthermore, no explosive destruction should occur when the glass capsule is opened.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das als Heizdraht ausgebildete Heizelement mit seinen Enden an einem im Lampenkolben befindlichen elektrischen Leiter befestigt und die Glaskapsel zwischen dem elektrischen Leiter und dem Heizdraht eingespannt wird und daß der Heizdraht durch den in dem elektrischen Leiter und dem Heizdraht induzierten Strom so hoch erhitzt wird, daß die Wand der Glaskapsel an der Kontaktstelle zwischen Glaskapsel und Heizdraht schmilzt und der Heizdraht die Glaskapsel einschneidet.This object is achieved according to the invention in that the heating element designed as a heating wire attached with its ends to an electrical conductor located in the lamp bulb and the Glass capsule is clamped between the electrical conductor and the heating wire and that the heating wire is heated so high by the current induced in the electrical conductor and the heating wire that the wall of the glass capsule melts at the contact point between the glass capsule and the heating wire and the heating wire cuts into the glass capsule.

Der hierbei verwendete Heizdraht hat nur eine kleine Masse und schmilzt die Wandung der Glaskapsei örtlich durch. Die Glaskapsel ist zwischen Heizdraht und elektrischen Leiter festgeklemmt, wobei die Federkraft des elektrischen Leiters ausgenutzt wird. .sThe heating wire used here only has a small one Mass and melts the wall of the glass capsule locally. The glass capsule is between the heating wire and electrical conductor clamped, whereby the spring force of the electrical conductor is used. .s

Eine nach diesem Verfahren hergestellte Lampe weist gemäß der Erfindung das Kennzeichen auf, daß der elektrische Leiter als um eine Elektrode und koaxial im Lampenkolben angeordneter offener Ring ausgebildet ist, dessen Enden an den Heizdraht angeschlossen sind, ι ο und die Glaskapsei zwischen dem Ring und dem Heizdraht eingespannt ist.A lamp produced by this method is characterized according to the invention that the electrical conductors formed as an open ring arranged around an electrode and coaxially in the lamp bulb is, the ends of which are connected to the heating wire, ι ο and the glass capsule between the ring and the Heating wire is clamped.

Ein ähnlicher Ring befindet sich in vielen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen zur Verhinderung der Schwärzung der Enden der Lampe durch von den Elektroden zerstäubtes Material. Zum Durchfuhren des erfindungsgemäßen Verfahrens braucht dieser bekannte Ring, der gegen die Eiektrode isoliert ist, nur wenig geändert zu werden. Insbesondere ist es erforderlich, daß der Ring nicht geschlossen ist. sondern eine Unterbrechung aufweist.A similar ring is found in many low pressure mercury vapor discharge lamps to prevent the ends of the lamp from blackening by material atomized by the electrodes. To go through the method according to the invention needs this known ring, which insulates against the electrode is to be changed little. In particular, it is necessary that the ring is not closed. but has an interruption.

Der elektrische Widerstand des Ringes und der Widerstand des Hei/drahtes müssen derart gewählt werden, daß bei induktiver Erhitzung nur der Heizdraht auf eine hohe Temperatur gebracht wird, so daß die Glaskapsel aufgeschmolzen wird. Dabei muß aber der Ring auf einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur bleiben, so daß keine unerwünschte Gasabgabe aus dem Ring auftreten kann.The electrical resistance of the ring and the resistance of the hot wire must be chosen in this way be that with inductive heating only the heating wire is brought to a high temperature, so that the Glass capsule is melted. But the ring must be at a relatively low temperature remain so that no undesirable gas release from the ring can occur.

Vorzugsweise bilden die Enden des offenen Ringes eine Lagerung, auf der die Glaskapsel mit Hilfe des Heizdrahtes festgeklemmt ist. Der Heizdraht drückt dabei die Kapsel mit klemmender Passung auf die Lagerung, wobei die Federkraft des offenen Ringes ausgenutzt wird. Bei einer günstigen Ausführungsform dieser Entladungslampe ist mindestens eines der Enden des Ringes mit einem abgebogenen Rand versehen, der eine Anlagefläche für die Kapsel bildet. Hierdurch wird verhindert, daß sich die Kapsel zwischen den Enden des Ringes locken.Preferably, the ends of the open ring form a storage on which the glass capsule with the help of The heating wire is clamped. The heating wire presses the capsule onto the with a clamping fit Storage, whereby the spring force of the open ring is used. In a favorable embodiment this discharge lamp is provided with at least one of the ends of the ring with a bent edge, the forms a contact surface for the capsule. This prevents the capsule between the ends of the Curl ring.

Der Heizdraht besteht vorzugsweise aus Molybdän oder Wolfram. Der Ring kann aus Chrom-Eisen oder Chrom-Nickel bestehen.The heating wire is preferably made of molybdenum or tungsten. The ring can be made of chrome or iron Chromium-nickel consist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfom der Lampe nach der Erfindung ist die Glaskapsel zusätzlich mit Hilfe zweier aus dem offenen Ring herausgedrückter Streifen auf dem Ring in der Nähe eines seiner Enden gehaltert.In a preferred embodiment of the lamp according to the invention, the glass capsule is additionally with With the help of two strips pushed out of the open ring on the ring near one of its ends held.

Die Glaskapsel kann außer Quecksilber auch ein inertes Gas enthalten, z. B. dasselbe Gas, das in der Lampe als Zündgas und/oder Füllgas dient. Dies hat den Vorieil, daß die Quecksilberkapseln sich leichter herstellen und in der Lampe leichter öffnen lassen.In addition to mercury, the glass capsule can also contain an inert gas, e.g. B. the same gas that is in the Lamp is used as ignition gas and / or filling gas. This has the advantage that the mercury capsules become easier to use and let it open more easily in the lamp.

Die Erfindung wird nunmehr anhanu einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be described in greater detail using some of the exemplary embodiments shown in the drawing explained. It shows

Fig. 1 eine Ansicht eines elektrischen Leiters, eines Heizdrahtes und einer Kapsel zur Anwendung bei dem Verfahren undFig. 1 is a view of an electrical conductor, a Heating wire and a capsule for use in the method and

Fig. 2 einen Schnitt der Fig. 1 längs der Ebene 11-11, (,₀ Fig. 2 shows a section of Fig. 1 along the plane 11-11, (, ₀

F i g. 3 ein Ende, teilweise im Schnitt, eines Kolbens einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe undF i g. 3 shows an end, partially in section, of a bulb of a low-pressure mercury vapor discharge lamp and

Fig.4 einen Schnitt durch den Kolben nach Fig. 3 längs der Ebene IV-IV,4 shows a section through the piston according to FIG. 3 along plane IV-IV,

Fig. 5 eine Ausführungsform eines Ringes, eines Heizdrahtes und einer Kapsel zur Anwendung bei einem Verfahren zur Herstellung einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampeund 5 shows an embodiment of a ring, a heating wire and a capsule for use in a method for manufacturing a low pressure mercury vapor discharge lamp and

Fig.6 einen Schnitt der Fig 5 längs der Ebene VI-VI.6 shows a section of FIG. 5 along the plane VI-VI.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen nachgiebigen Metallstreifen 1, dessen Enden 4 und 5 durch einen Heizdraht 2 miteinander verbunden sind. Der Heizdraht 2 ist straff am Streifen 1 entlang gespannt. Durch Biegung des Streifens 1 ist eine geschlossene Windung gebildet, die aus dem Streifen 1 und dem Heizdraht 2 besteh: und eine Aufnahme für eine Glaskapsel 3 bildet. Die eine Menge Quecksilber enthaltende Kapsel 3 wird durch die Federkraft des Streifens 1 gehaltert.1 and 2 show a resilient metal strip 1, the ends 4 and 5 by a Heating wire 2 are connected to one another. The heating wire 2 is stretched taut along the strip 1. Through In the bend of the strip 1, a closed turn is formed which consists of the strip 1 and the heating wire 2 exist: and forms a receptacle for a glass capsule 3. The capsule 3 containing a lot of mercury will supported by the spring force of the strip 1.

In den Fig. 3 und 4 bezeichnet 6 den Kolben einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe. deren Ende in einem Lampensockel 7 gefaßt ist, der Stromzuführungsstifte 8 besitzt. Die Stromzuführungsstifte 8 sind durch Stromzuführungsdrähte 10, die durch eine Quetschung 9 hindurchgeführt sind, mit einer Elektrode 11 (Fig. 4) verbunden. Rings um die Elektrode 11 ist ein Ring 12 angeordnet, der aus einem Chrom-Eisenstreifen mit einer Breite von 6 mm und einer Dicke von 0,15 mm besteht. Der Ring 12 ist mit Hilfe einer Stützklemme 13 auf der Quetschung 9 befestigt und gegen die Elektrode 11 elektrisch isoliert. Der Ring 12 ist nicht geschlossen und weist an einem seiner Enden einen abgebogenen Rand 16 auf. der eine Anlagefläche für eine zylindrische Glaskap<-el 15 bildet. Die Kapsel 15 enthält 15 mg Quecksilber und Argon unter einem Druck von etwa 1 atm. Ein Heizdraht 14 ist straff über der Kapsel 15 gespannt und an den Enden des Ringes 12 befestigt. Mit 17 ist eine außerhalb der Lampe angeordnete Induktionsspule bezeichnet, die beim Anschließen an eine Wechselspannungsquelle einen Spannungsunterschied zwischen den Enden des Ringes 12 induziert. Der Heizdraht 14, der an die Enden des Ringes 12 angeschlossen ist. wird nun von Strom durchflossen, wodurch die Kapsel 15 aufgeschmolzen wird. Durch die Federkraft des Ringes 12 ist der mechanische Kontakt zwischen dem Heizdraht 14 und der Kapsel 15 sichergestellt und schneidet beim Aufschmelzen den Heizdraht 14 stetig in die Kapsel 15 ein.In Figs. 3 and 4, 6 denotes the piston one Low pressure mercury vapor discharge lamp. the end of which is captured in a lamp base 7, the Has power supply pins 8. The power supply pins 8 are through power supply wires 10, which through a pinch 9 are passed through, connected to an electrode 11 (Fig. 4). All around them Electrode 11, a ring 12 is arranged, which consists of a Chrome-iron strips with a width of 6 mm and a thickness of 0.15 mm. The ring 12 is with Fastened to the pinch 9 with the aid of a support clamp 13 and electrically insulated from the electrode 11. The ring 12 is not closed and has a bent edge 16 at one of its ends. the one Contact surface for a cylindrical glass cap <-el 15 forms. The capsule 15 contains 15 mg of mercury and argon under a pressure of about 1 atm. A heating wire 14 is stretched tightly over the capsule 15 and attached to the ends of the ring 12. At 17 there is one outside of the Lamp-arranged induction coil denotes that when connected to an AC voltage source induces a voltage difference between the ends of the ring 12. The heating wire 14 attached to the ends of the ring 12 is connected. is now traversed by current, whereby the capsule 15 melted will. Due to the spring force of the ring 12, the mechanical contact between the heating wire 14 and of the capsule 15 and cuts the heating wire 14 continuously into the capsule 15 when it is melted one.

Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsfoim zum Einführen von Quecksilber in eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe. Auch in diesem Fall wird ein rings um eine der Elektroden anzuordnender Ring 18 aus einem Metallstreifen verwendet, dessen Enden 19 und 20 nicht miteinander in Kontakt sind. Eine Glaskapsel 21 mit der gewünschten Quecksilbermenge ist zwischen zwei aus dem Ring herausgedrückten Streifen 22 und 23 in der Nähe des Endes 19 des Ringes festgeklemmt. Ein Heizdraht 24 ist mit den Enden des Ringes verbunden und wird durch die Federkraft des uinges in mechanischem Kontakt mit der Kapsel 21 gehalten. Beim öffnen der Kapsel bilden sich an der Stelle des Einschnitts Glasrippen, wodurch, falls die Kapsel in zwei Hälften zerbrechen sollte, verhindert wird, daß diese Hälften aus dem Ring herausfallen.Figs. 5 and 6 show another embodiment for introducing mercury into a low-pressure mercury vapor discharge lamp. In this case, too, one becomes to be arranged around one of the electrodes Ring 18 is used from a metal strip, the ends 19 and 20 of which are not in contact with one another. One Glass capsule 21 with the desired amount of mercury is pressed out of the ring between two Strips 22 and 23 clamped near the end 19 of the ring. A heating wire 24 is connected to the ends of the The ring is connected and is in mechanical contact with the capsule 21 by the spring force of the ring held. When the capsule is opened, glass ribs form at the site of the incision, which, if the Should the capsule break in half, these halves are prevented from falling out of the ring.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

20 patent claims:

1. Method of manufacturing a low-pressure mercury vapor discharge lamp with a closed glass capsule containing a lot of mercury provided in the closed flask, which is opened by inductive heating of a heating element connected to it, characterized in that it is designed as: o heating wire (2 or 14 or 24) The ends of the heating element are connected to an electrical conductor located in the lamp bulb (1 or 12 or 18) and the glass capsule (3 or 15 or 21) between the electrical conductor and the heating wire is clamped and d ^ ß the Heating wire heated so high by the current induced in the electrical conductor and the heating wire that the wall of the glass capsule at the contact point between the glass capsule and the heating wire melts and the heating wire cuts into the glass capsule.

2. Lamp produced by the method according to claim 1, characterized in that the electrical conductor is more open than it is arranged around an electrode (11) and coaxially in the lamp bulb (6) Ring (12 or 18) is formed. its ends (J9, 20) are connected to the heating wire (14 or 24), and the glass capsule (15 or 21) between the Ring and the heating wire is clamped.

3. Lamp according to claim 2, characterized in that the ends of the open ring (12) have a Form storage (16) on which the glass capsule (15) is clamped with the help of the heating wire (14).

4. Lamp according to claim 3, characterized. that at least one of the ends of the ring (12) is provided with a bent edge (16) which biloet a contact surface for the glass capsule.

5. Lamp according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the heating wire (2 or 14 or ^ ₀ 24) consists of molybdenum or tungsten.

6. Lamp according to one of claims 2 to 5. characterized in that the ring (12 or 18) consists of a band made of chrome-iron or chrome-Nikkei consists.

7. Lamp according to one of the preceding claims, characterized in that the glass capsule (3 or 15 or 21) additionally with the help of two strips (22, 23) pressed out of the open ring (18) is supported on the ring near one of its ends (19).