DE2410400A1

DE2410400A1 - Verfahren zur herstellung einer quecksilberdampfentladungslampe

Info

Publication number: DE2410400A1
Application number: DE2410400A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Wilhelmus A Blommerde; Johannes Antonius Mari Ridders; Rein Willemse Van Der Wolf
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1974-09-26
Also published as: DE2410400C3; SE386010B; BE812342A; NL159226B; IN140325B; ES424268A1; FR2221810B1; DE2410400B2; US3957328A; JPS5048770A; FR2221810A1; BR7401901D0; NL7303673A; ATA208774A; IT1011559B; AT341618B; CH570037A5; GB1416287A; CA994414A; JPS5640933B2

Description

ΡΙΠί. 6777 1-1-1974

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DiDl.-lnn. Η'- RST/ AUnR "

/-Me: PHN- 6777

Anmeldung vorat 4. Fär Z 1974

Verfahren zur Herstellung einer Quecksilberdampfentladungslampe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Quecksilberdampfentladungslampe und auf Lampen, die mit Hilfe eines derartigen Verfahrens hergestellt sind, sowie auf Einzelteile derartiger Lampen.

Unter einer Quecksilberdampfentladungslampe sei hier jedes Entladungsgefäss verstanden, in dem sich Quecksilberdampf befindet, z.B. eine KiederdruckquecksilberdampfentladungsXainpe, eine HochdruckquecksilberdampfentladungslaEpe·, eine Glimmlampe mit einer Füllung aus Quecksilberdampf oder aus Edelgas und Quecksilberdampf usw.

Bei der Herstellung von Quecksilberdampfentladungslampen werden zum Einbringen der erforderlichen Quecksilbermenge verschiedene Methoden angewandt. So ist es bei MederdruckquecksilberdaEpf entladung lampen üblich,-mit Hilfe eines sogenannten Dosiergeräts eine bestinnte Quecksilbermenge in das Entladungsgef äss zu bringen. Auch verwendet nar:

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Feststoffe, die bei Erhitzung Quecksilber abgeben und in getreniaten Behältern, in sogenannten Quecksilberspendern, in die Lampen gebracht werden. Weiter werden Amalgame verwendet, die an unterschiedlichen Stellen z.B. in einen Pumpstengel, in das Sntladungsgefäss eingebracht werden, und aus welchen durch Erhitzung im geeigneten Augenblick das Quecksilber befreit wird.

Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf ein Verfahren, bei dem ein Amalgam verwendet wird, aber vermeidet die Nachteile, die den bekannten Methoden anhaften.

Bei Verwendung eines komplizierten Quecksilberdosiergerätes muss mehr Quecksilber in das Sntladungsgefäss .bringen, als für die gute Wirkung der Lampe erforderlich ist, weil die Dosiergenauigkei~ gering ist. Dies verursacht einen überraässigen Quecksilberverbrauch und damit eine unnötig hohe Umweltverschmutzung. Die Entladungslampe wirnämlich am Ende ihrer Lebensdauer vernichtet, wobei das Quecksilber in die Umwelt freikommt; je weniger Quecksilber die Lampe enthält, desto geringer die Umweltverschmutzung. Ein lanpentechnischer Nachteil der Verwendung eines Dosiergerätes ist, dass leicht sogenannte Fehlgänger auftreten, d.h. dass kein oder zuwenig Quecksilber in die Entladungslampe gebracht wird.

Die oben erwähnten Rachteile haften in geringerem

Ausmass der Verwendung von Quecksilberamalgaia an, z.3. be&tehend aus Indium und Quecksilber, da man die Quecksilberaenge leicht dosieren kann. Die Verwendung eines Quecksilberamalgams nach den bekannten Methoden hat jedoch den Nachteil, dass der sogenannte Träger des Amalgams, z.B. das Indium, im Entladungsgefäß zurückbleibt. Beim Betrieb der Lampe wird dann der Quecksilberdampfdruck durch das Trägermetall und dessen Temperatur bestimmt. Zu jeden Amalgam, wie dessen Zusammensetzung auch sei, gehört näiüich ein bestimmter Gueck-

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silberdampfdruck, der eine Funktion der Temperatur ist. Die Folge davon ist, dass die Wahl der Zusammensetzung des zu verwendeten Amalgams äusserst beschränkt ist und dass der Lampenbetrieb durch Teraperaturschwänkungen beeinflusst wird. Dies kann z.B. bei Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen zu bedeutenden Schwankungen in der Menge der ausgesandten Strahlung führen.

Das' Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung einer Quecksilberdaspfentladungslarape aus einem Kolben mit einem Purapstengel ist dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Innenwandung des Pumpstengels eine dünne Amalgamschicht befindet, aus der nach dem Pumpen der Lampe durch Erhitzung des Amalgams das Quecksilber befreit und anschliessend der Pumpstengel zwischen dem Kolben und der Stelle, an der sich das Amalgam befand, geschlossen wird.

Venn der Puiapstengel aus Glas besteht, wird das Schliesser. durch Erhitzung und gegebenenfalls Quetschen erfolgen. Bei anderen Materialien kann man z.B. quetschen, schweissen, schmelzen, löten usw.

Wie bei der vorgeschriebenen bekannten Amalgammethode

weist das erfindungsgemasse Verfahren den Vorteil auf, dass eine genaue Dosierung des Quecksilbers möglich ist, aber bei Anwendung der Erfindung gibt es nicht den Nachteil, dass der Träger des Amalgams, z.B. Indium, im Entladungsgefäss zurückbleibt. Denn der Pumpstengel wird abgeschlosser, nachdem das Quecksilber aus dem Amalgam in das eigentliche Entlaöungsgefäss eingetrieben ist. Mit dem Teil des Pumpstengels, der eventuell durch Abschmelzen von der Lampe gelöst wird, wird auch der Träger des Amalgams entfernt.

Mit dem oben erwähnten Begriff des "Pumpens" der Lampe

ist das Füllen mit einer gewünschten Gasatmosphäre (ausser Quecksilber), das Glühen und Entgasen von Elektroden, das Entgasen der Wand und anderer Lanpenteile in Entladungsraum usw. gemeint.

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Bas Verfahren nach der Erfindung lässt sich auf Entladungslampen verschiedener Form anwenden, wenn immer ein Pumpstengel vorgesehen ist. Dies ist hei den meisten Entladungslampen der Fall. Der Pumpstengel kann sich dabei in Verlängerung des eigentlichen Entladungsgefässes, an der Seite des Gefässes oder an anderer Stelle befinden. Bei einem Entladungsgefäss mit besonders geringen Abmessungen, wie z.B. bei Glimmlampen, kann der Pumpstengel den gleichen Durchmesser wie die eigentliche Entladungslampe haben. Entladungsraum und Pumpstengel bilden dann zusammen gleichsam eine durchgehende Röhre.

Das Verfahren nach der Erfindung ist äusserst einfach

und erfordert keine komplizierten Apparate, wie z.B. Quecksilberdosiergeräte. Auch sind keine getrennten Teile und speziellen Montagenaschinen erforderlich, wie bei der Verwendung von Quecksilberspendern. Die einzige Massnahoe, die getroffen werden muss, ist, dass das Amalgam sich an einer derartigen Stelle und/oder auf einer derartigen Temperatur im Pumpstengel befindet, dass bei allen Bearbeitungen vor dem Erhitzen des Amalgams nahezu kein Quecksilber aus dem Amalgam entweicht.

Das Erhitzen kann mit einer kleinen Gasflamme, mit Hilfe eines elektrischen Heizdrahtes oder z.B. durch Anstrahlen des Amalgams im Puiapstengel mit einem konzentrierten Lichtstrahl erfolgen.

Beim Freinachen des Quecksilbers aus dem Amalgam kann der Pumpstengel noch mit einer mit gasgefüllten Pumpe oder mit einem gasgefüllten Raum verbunden sein, aber man kann das Freimachen des Quecksilbers auch durchführen, nachdem der Pumpstengel an einer weiter vom Kolben entfernten Stelle als das Amalgam, geschlossen ist. Das Freimachen des Quecksilbers kann dam später erfolgen, wonach der Pumpstengel zwischen den Kolben und der Stelle, an der sich das Amalgan befand, abgeschmolzen wird. Dieser Vorgang hat für die Massenherstellung den Vorteil, dass kein Quecksilber in die Pumpe eintreten kann. Ausserde::

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ist die Streuung in der Quecksilbermenge in , rschiedenen Lampen einer Serie geringer.

Wenn man das Amalgam sehr nahe am Kolben anordnen möchte, z.B. um einen äusserst kurzen Pumpstengel herzustellen, kann es wünschenswert sein, das Amalgam während der ganzen Zeit (oder während eines Teiles davon) vor dem Freimachen des Quecksilbers zu kühlen, z.B. mit Hilfe eines Luft-, Stickstoff- oder eines anderen Gasstromes.

Es ist nicht notwendig, dass das Amalgam im Pumpstengel angebracht wird, nachdem er mit dem Kolben verbunden ist. In vielen Fällen wird es sogar empfehlenswert sein, dies vor der Herstellung der Verbindung zu machen. Man kann dabei, wie nachstehend näher erläutert wird, eine besondere Methode zum Einbringen des Amalgams in den Pumpstengel verwenden. Bei einem Verfahren, das gleichsam die Mitte zwischer den beiden Methoden hält, wird das Amalgam in den Pumpstengel gebracht, nachdem er mit einem sogenannten Lampenfuss verbunden ist. Ein derartiger Fuss, der später mit dem Kolben der Entladungslampe verbunden wird, trägt z.B. Elektroden, Hilfselektroden, Trägerdrähte oder andere derartige Elemente. Die Verwendung solcher Füsse ist z.B. bei der Herstellung von liiederdruckquecksilberdampfentladungslainpen üblich.

Bei allen Methoden zum Anbringen des Amalgams in den Pumpstengel, aber insbesondere, wenn man in getrennten Bearbeitungen separate Pumpstengel oder Füsse mit einem Pumpstengel mit Amalgam füllt, kann das Amalgam in mehr oder weniger flüssiger Form in den Pumpstengel gebracht und durch Rotation des Punpstengels zu einer dünnen Wandschicht ausgebreitet werden. Sin Amalgam, das sich hierfür besonders eignet, besteht aus der Kombination von Quecksilber und Indium, in der das Verhältnis von Quecksilber und Indium in Gramm ausgedrückt 3 s 1 ist. Das Einbringen des Acialgams in den Pumpstengel kann z.B.' mit Hilfe einer Hohlnadel erfolgen.

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Wenn sich das Amalgam beim Rotieren nicht genügend auf den gewünschten Teil der Pumpstengelwand ausbreitet, kann man diesen Nachteil dadurch verringern, dass während des Rotierens des Pumpstengels ein feiner Gasstrahl, z.B. Luft, Stickstoff oder Argon, auf das Amalgam gerichtet wird.

Wie oben bereits angegeben, kann es vorteilhaft sein, separate Puinpstengel oder Füsse mit einem Punpstengel mit Amalgam zu füllen. Derartige separate Pumpstengel oder Füsse können gegebenenfalls als Einzelteile in den Handel gebracht v/erden. Die Erfindung bezieht sich deshalb auch auf derartige separate Punpstengel und/oder Füsse.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in der -Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In den Fig. 1-10 ist schematisch und in verkleinerten

Massstab beispielsweise die Herstellung einer Niederdruckqüecksilberdanp5 entladungslampe, eines Pumpstengels und eines Pumpstengelfüsses wiedergegeben.

In Fig. 1 stellt 1 einen gläsernen Punpstengel dar, der in einer getrennten Bearbeitung mit einer Schicht Indiumquecksilberamalgam versehen werden muss. Dazu wird in den Stengel 1 eine Röhre 2 eingeführt, in der sich eine Menge Amalgampaste 3 befindet. Dieses Amalgam wird mit einem Kolben 4 aus der Röhre 2 herausgedrückt, wodurch es in den Pumpstengel gerät, wie in Fig. 2 wiedergegeben. Durch schnelles Rotieren des Puapstengels 1 breitet sich das Amalgam 3 streifenförmig auf der Stengelwand aus, dabei gegebenenfalls von einem Luftstrom unterstützt, der bei 7 in ein Rohr 5 eingeblasen wird und durch eine Öffnung 6 gegen das Amalgam 3 bläst. Das Ergebnis dieser Bearbeitungen ist in Fig. 3 dargestellt. Das Amalgam 3 hat sich jetzt streifenförmig auf dem ganzen Umfang des Pumpstengels 1 ausgebreitet. Fig. 4 zeigt einen Lampenfuss 8 mit einer Elektrode 9 und dem am Fuss

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befestigten Pumpstengel 1 nach Fig. 3· Sei dieser Befestigung kann die Temperatur des Amalgams 3 so niedrig gehalten werden, dass sich das Quecksilber nicht aus dem Amalgam befreit. Nötigenfalls kann das Amalgan z.B. durch einen Gasstrom gekühlt werden.

In Fig. 5 ist ein Teil einer Lampe mit einem Kolben 10 und dem Fuss 8 nach Fig. 4 wiedergegeben. Der Pumpstengel 1 ist über einen Schlauch 17 mit einer (nicht wiedergegebenen) Pumpanlage verbunden. Mit dieser Pumpanlage können Gase aus der Lampe 10 entfernt und eingeführt .werden, wie es bei der Lampenherstellung üblich ist. Da bein Pumpen die Lampen z.B. in einem Ofen erhitzt werden, muss entweder der Abstand zwischen dem Kolben 10 und dem Amalgam 3 so gross sein, dass die Temperatur des Amalgams so niedrig bleibt, dass sich daraus kein Quecksilber freimacht, oder man muss das Amalgam z.B. durch einen Gasstrom, der über ein Röhrchen 11 gegen den Pumpstengel 1 an der Stelle des Amalgams 3 geblasen wird, kühlen. Hach den Pumpen wird, wie in Fig. 6 angegeben, das Amalgam 3 rait einer Gasflamme 12 erhitzt. Bei dieser Erhitzung wird nicht mehr gepumpt. Das Quecksilber, das aus dem Amalgam in Dampfform freikommt, geht hauptsächlich in den Kolben 10. Anschliessend wird, wie in Fig. 7 angedeutet, der Pumpstengel 1 mit Hilfe einer

spitzen Gasflamme 13 zwischen dem Kolben 10 und der Stelle 3i an der sich nur noch das Trägermaterial, z.B. Indium, des Amalgams befindet, abgeschmolzen. · "

In Fig. 8 ist eine Herstellungsphase angegeben, die der nach Fig. 5 folgen kann. In Fig. 8 ist 14 eine Gasflamme, mit der der Pumpstengel 1 an einer Stelle, die weiter als das Amalgam 3 von Kolben 10 entfernt liegt, abgeschnolzen wird. Das Amlagain 3 in dem auf diese Weise gewonnenen Produkt wird in einer nächsten Phase, wie in Fig. 9 angedeutet, mit einer Gasflamme 15 erhitzt, Anschliessend wird, wie in Fig. 10 angedeutet, der Pumpstengel 1 zwischen dem Kolben 10 und

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der Stelle 3» an der sich das Amalgam befand, mit einer spitzen Flamme 16 abgeschmolzen.

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Claims

Patentansprüche: ~3> "

O- -

1./ Verfahren zur Herstellung einer Quecksilberdampfentladungslampe aus einem mit einem Pumpstengel versehenen Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Innenwandung des Pumpstengels eine dünne Amalgamschicht befindet, aus der nach dem Pumpen der Lampe durch Erhitzung des Amlagams das Quecksilber befreit und anschliessend der Pumpstengel zwischen dem Kolben und der Stelle, an der sich das Amalgam befand, geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der Pumpstengel vor dem Befreien des Quecksilbers aus dem Amalgam an einer Stelle, die weiter als das Amalgam vo.m Kolben entfernt liegt, geschlossen wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass sich das Amalgam an einer derartigen Stelle im Pumpstengel befindet dass bei allen der Erhitzung des Amalgams vorangehenden Bearbeitungen nahezu kein Quecksilber aus dem Amalgam befreit wird.

4· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass, ausser bei der Befreiung des Quecksilbers, das Amalgam gekühlt

.5. Verfahren nach Anspruch 1,2, 3 oder 41 dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpstengel erst am Kolben befestigt wird, nachdem in einer getrennten Bearbeitung .die Amalgamschicht in den Pumpstengel eingebracht ist.

6. ' Verfahren nach Anspruch 5ι dadurch gekennzeichnet, dass der Purapstengel ein Teil eines in einer getrennten Bearbeitung herge-

t-

stellten Fusses ist.

7· Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3» 4» 5 oder 6, dadurch

gekennzeichnet, dass die erforderliche Amalgammenge in mehr oder weniger flüssiger Form .in den Pumpstengel gebracht und durch Rotation des Pumpstengels zu einer dünnen Wandschicht ausgebreitet wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, dass

beim Rotieren des Pumpstengels ein feiner Gasstrahl auf das Amalgam gerichtet wird.

9· Quecksilberdampflampe, insbesondere Niederdruckquecksilbe:

dampfentladungslampe, hergestellt mit Hilfe eines Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 3» 4» 5» 6» 7 oder 8.

10. Pumpstengel, hergestellt nach.einem Verfahren gemäss Anspruch 5» 6, 7 oder 8.

11. Fuss, hergestellt nach einem'Verfahren gemäss Anspruch 6, oder 8.

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