DE2427734A1 - Nieder- oder mitteldruck-metalldampfentladungslampe und verfahren zur herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBURG I. BR.

Nieder- oder Mitteldruck-Metalldampf-Entladungslampe und Verfahren zur Herstellung

Die Priorität der Anmeldung _Nr, 73 2I 4 21 vom 13. Juni 1973 in Frankreich wird beansprucht.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Entladungslampen für elektrische Beleuchtung und insbesondere auf eine spezielle Bauart von Nieder- oder Mitteldruck-Metalldampf-Entladungslampen und das Verfahren zur Herstellung einer solchen Bauart.

Im wesentlichen besteht eine Entladungslampe aus einer abgedichteten Hülle, in der mit Hilfe von Abdichtungen, die einen abgedichteten Durchgang der Elektroden durch die Wand der Hülle gewährleisten, in einem bestimmten Abstand zwei Entladungselektroden befestigt sind. Die Hülle besteht gewöhnlich aus glasartigem Material, welches, zwei Vorteile bietet, nämlich einerseits die Möglichkeit einer hermetischen Abdichtung zwischen dem Glas und der Metallelektrode und andererseits die Möglichkeit, daß die durch

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die Entladung gebildete Strahlung zu Beleuchtungszwecken austritt. Deshalb enthalten käufliche Niederdruck-Entladungslampen für Beleuchtungszwecke entweder einen Glasballon oder eine Röhre aus Glas als Entladungshülle. Eine herkömmliche Glas-Metall-Abdichtung wird für den abgedichteten Durchgang der Entladungselektroden und/oder die Elektroanschlüsse verwendet. Wenn derartige Lampen als Lichtquellen mit Richtwirkung verwendet werden, z.B. in einem Raum, müssen sie in einem Beleuchtungsgerät eingeschlossen werden, das die Glashülle gegen Zerstörung schützt und die gewünschte Richtwirkung gewährleistet. Eine Deckenlampe besitzt z.B. opake Wände für die nach oben gerichtete Beleuchtung, die nutzlos ist, ebenso wie für die seitliche Richtung, während es für die Richtung nach unten eine Wand mit Verteilwirkung besitzt, um die gewünschte Beleuchtung von darunterliegenden Dingen zu verstärken.

Unter den Ausbildungsformen, die die Hersteller von Niederdruck-Metalldampf lampen zu verbessern versucht haben, besitzt diejenige Ausbildungsform eine besondere Bedeutung, die den Lichtfluß pro Längeneinheit der Entladungsröhre ausdrückt. Das bedeutet die Lichtwirkung als Funktion der Größe. Die Hersteller haben mit Hilfe von verschiedenen Mitteln eine derartige Ausbildungsform verbessert.

Nach de:: französischen Patentanmeldung Nr. 71 38 970 vom 29. Oktober 1971 wird der pro Längeneinheit der Röhre erzeugte Lichtfluß durch Anbringung von Schikanen wesentlich verstärkt, die innerhalb der Entladungshülle zwischen den Elektroden liegen, mit der Hülle verbunden sind und die Entladungsbahn in der Entladungsröhre verlängern. Es hat sich gezeigt, daS für die Verlängerung der Entladungsbahn in der Entladungsröhre das Material der Schikanen ohne Bedeutung ist. Insbesondere wurden Schikanen beschrieben, die aus elektrisch leitendem Material hergestellt sind und die sehr wirkungsvoll die Entladungsbahn verlängern. Es hat sich

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gezeigt, daß die Entladung in der.Röhre das gleiche Verhalten zeigt, unabhängig davon ob die Schikane aus elektrisch isolierendem oder aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist.

Aus diesen Experimenten und den erzielten Resultaten leitet sich der Schluß ab, daß das Einfügen eines elektrisch leitenden Körpers in die Entladung keinen Kurzschluß des leitenden Plasmas bewirkt.

Durch die Erfindung soll eine Nieder- oder Mitteldruck-Metalldampf-Entladungslampe mit im Innern einer Hülle aus elektrisch leitendem Material befestigten Entladungsröhren geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Gemäß dem Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Niederoder Mitteldruck-Metalldampf-Entladungslampe mit zwei innerhalb einer hermetisch verschlossenen Hülle angebrachten Elektroden geschaffen, die an zwei verschiedenen Stellen der Hülle eingedichtet sind, wobei die Hülle mindestens zum Teil aus Metall hergestellt ist und die Abdichtbereiche der Entladungselektroden vorzugsweise in dem Metallteil der Hülle zu liegen kommen.

Gemäß einem weiteren Merkmal enthält die Hüll- der Entladungslampe ein aus transparentem Material wie Glas, Glimmer, Plexiglas oder ähnlichem hergestelltes Fenster.

Nach einem weiteren Merkmal enthält die Entladungslampe in der Hülle zur Verlängerung der Entladungsbahn zwischen den Entladunqselektrcden vorbereitete Einrichtungen, die zur Bildung einer zellenförmigen Bauweise mit der Hülle zusammenwirken.

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Nach einem weiteren Merkmal besteht das Material der die Entladungsbahn verlängernden Schikanen in der Entladungslampe entweder aus einem elektrisch isolierenden Material wie Glas, Glimmer usw. oder einem elektrisch leitenden Material wie Nickel, Aluminium oder einem ähnlichen Metall.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Hülle der Entladungslampe mit einer Fluoreszenzbeschichtung versehen, um das Licht bestimmter Wellenlängen zu reflektieren.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Beleuchtungsgerät geschaffen, das im wesentlichen aus einer Metalldampf-Entladungslampe besteht, in der Einrichtungen zur Verlängerung der Entladungsbahn als Krümmungen angebracht sind, so daß eine Lichtquelle gebildet wird, deren Oberfläche sich zwischen zwei räumlich getrennten Punkten erstreckt und die eine alleinige Lichtquelle mit bestimmtem Bereich und bestimmter Form bildet.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer derartigen Nieder- oder Mitteldruck-Entladungslampe, das die folgenden Schritte umfaßt: Herstellung einer Metallhülle mit einer öffnung zur Aufnahme eines transparenten Fensters, Glasieren durch Aufbringen einer Schicht aus dem gleichen Material wie das des durchscheinenden Fensters, Verbinden dieser Schicht mit den Metallgehäusskanten, die das Fenster aufnehmen sollen, Herstellung isolierter Eindichtung der zwei Elektroden in mindestens einer Gehäusewand und schließlich Zusammenbau des Gehäuses und des Fensters und Füllen der Lampe mit einer bestimmten Atmosphäre, wobei der letzte Schritt bei der Erweichungstemperatur des durchscheinenden Materials durchgeführt wird.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer Ausbildungsform in Verbindung mit den bei-

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gefügten Zeichnungen klarer erkennbar. Dabei stellen dar:

Fig. la eine perspektivische Ansicht der ersten Ausbildungsform nach der Erfindung,

Fig. Ib einen Querschnitt durch die Lampe aus Fig. la und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausbildungsform nach der Erfindung

Wie Fig. la zeigt, besitzt die Lampe eine teilweise Metall enthaltende Hülle. Die langgestreckte Hülle 1, die als rechteckiges Parallelepiped geformt ist, besitzt fünf Seitenteile aus entweder gestanztem oder verschweißtem Metall und bildet eine offene Box Die Box 2 ist durch eine sechste Wand/ die aus einer Platte 3 aus transparentem Material besteht, verschlossen. Die Frontseite ist teilweise entfernt, um die Entladungselektroden 6 und 7 sichtbar zu machen, die an den beiden Lampenenden eingedichtet sind, jede in einer Endseite der Box 2. Isolierte Elektrodendurchlässe sind gemäß einem wohlbekannten Glas-Metall-Dichtverfahren eingedichtet. Zur Herstellung der Hülle 1 wird ein Metall ausgewählt, das mit dem transparenten Material, das zur Herstellung des Lampenfensters ausgewählt ist, verschweißt werden kann. Die Box 2 kann z.B. aus "DlLVER" hergestellt sein, einem Metall, das gewöhnlich in der Lampenindustrie verwendet wird, wo seine perfekte Verschweißbarkeit mit einem Spezialglas, Glas 747.01 genannt und von der Sovirel Company verkauft, ausgenutzt wird. Folglich wird die Platte 3 aus einem mit "DILVER" verschmelzbaren Spezialglas hergestellt .

Fig. Ib ist ein Querschnitt, der zeigt, wie die offenen Kanten der Box 2 zuerst in die Waagrechte gedreht wurden und dann mit

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Hilfe eines speziellen ofenlegierten Glaspulvers glasiert wurden. Die Glasur ist unter 9 erkennbar. Die Glasplatte 3 ist auf einem vollständig ebenen Graphit stock 10 aufgebracht. Die Glasuren 9 der Kanten 8 werden in Kontakt mit der Glasplatte 3 gebracht. Gegebenenfalls wird das Bauteil zusammengesetzt und in einem Ofen bei der Erweichungstemperatur des Glases behandelt. Das Füllen der Lampe mit einer bestimmten Atmosphäre wird bei dem gewünschten Druck mit einem Edelgas wie Argon, Neon oder einer Mischung derselben nach einem bekannten Verfahren durch eine Ansatzöffnung durchgeführt. Vor dem Verschließen der Rohre wird diese mit einem verdampfenden Metall wie Natrium, Quecksilber oder mit verdampfenden Metallverbindungen wie Halogeniden usw_k nach einem herkömmlichen Verfahren gefüllt. Es kann auch eine Innenschicht von fluoreszierendem Pulver auf der Röhrenwandung abgelagert werden. Die Haftung des fluoreszierenden Pulvers wird durch eine zuvor abgelagerte Hilfsschicht verbessert, die für bestimmte Wellenlängen gewisse Beugungseigenschaften besitzt. Die Box und das Fenster können in der Füllatmosphäre zusammengesetzt werden, falls das Füllgas den Anforderungen des auf zwei Ziele gerichteten Vorgangs genügt.

Wenn die Entladung in einer Richtung mit der Längsachse der Röhre liegt und kein angenommenes Hindernis sich in der linearen Entladungsbahn in dem die Elektroden trennenden Abstand D befindet, ist der Betrieb der Lampe offensichtlich in jeder Hinsicht mit dem Betrieb einer Niederdruck-Entladungslampe in einer Glashülle vergleichbar, wobei andere Merkmale dabei unverändert bleiben. Die Entladung verläuft linear, und das Plasma fließt zwischen den Elektroden 6 und 7 im Abstand D. Störungen, die auf der elektrischen Leitfähigkeit der Hülle beruhen, wurden nicht bemerkt. Das öffnet dem Fachmann den Weg für eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.

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Nur einige der Änwendungsmoglxchkeiten sind hier als Beispiel erwähnt. Da Leiter, die nahe bei der Niederdruck-Entladung angebracht sind, die Plasmaströmung nicht kurzschließen, können elektrisch leitende Körper nahe dem Entladungsbereich benutzt werden, um entweder den Bereich der Plasmaströmung einzuengen oder den Plasmafluß zu kanalisieren oder die Plasmabahn zu verlängern oder das Plasma in einer bestimmten Weise zu formen oder auch eine Hülle für das Plasma zu bilden.

Somit ist eine Anwendungsform mit leitenden Körpern in der Nähe des Entladungsbereichs für die Erfindung charakteristisch.

Insbesondere wenn man die äußere Form der Lampe nach Fig. la aufrechterhält, läßt sich die Wirksamkeit durch Anbringung von Schikanen zwischen den Endelektroden verstärken. Wie gewünscht, kann die Entladungsbahn verlängert vjerden, während der Abstand D zwischen den Elektroden gleich bleibt. So läßt sich eine wesentlich höhere Lichtausbeute pro Längeneinheit erreichen.

Darüber hinaus kann die Hülle jede beliebige Form besitzen. Das erreichte Resultat steht in keiner Verbindung zur Form. So lassen sich Entladungsröhren, mit einer großen Leuchtfläche dadurch herstellen, daß Abtrennungen zwischen den in einem großen Gehäuse eingeschlossenen Elektroden angebracht werden, damit die Entladung einer Bahn folgt, die sich zwischen den Abteilungen hindurchschlängeIt.

Fig. 2 zeigt die Ausbildungsform einer Lampe mit großer Oberfläche. Das Metallgehäuse der Lampe wird unter 22 gezeigt. Die Elektroden 26 und 27 können auf der gleichen Metallseitenwand 24 angebracht sein. Die Unterteilungen 21, 21', 21'' ... 21 bilden zwischen den Seitenwanäen 24 und 25 einen sich durch sie hindurchschlängelnden Weg, der von der gestrichelten Linie 28 verkörpert wird.

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Jede beliebige Form kann hergestellt werden. Derartige Beleuchtungsquellen können wesentlich größer sein als diejenigen, die eine Herstellung in Glashüllen erlauben.

Die Wände der Hülle können innen mit fluoreszierendem Material überzogen werden, wie es bei Glashüllen von Lampen üblich ist. Eine Hilfsschicht aus Titandioxyd oder Zirkondioxyd oder einem anderen Oxyd verbessert einerseits die Adhäsion an dem Metall, und andererseits bildet sie eine Schicht, die die UV-Strahlen reflektiert.

Die Bestandteile des Stromversorgungskreises der Lampe ebenso wie die Bestandteile, die dazu verwendet werden, um die Entladungszündung einfacher zu machen, sind natürlich außerhalb der Hülle angebracht.

Es liegt auf der Hand, daß es auf dem Gebiet der Beleuchtung zu einer verbreiteten Anwendung der Lampe nach dieser Erfindung kommen kann. Eine derartige Lichtquelle kann die Deckenbeleuchtungskörper ersetzen, die gegenwärtig noch verwendet werden: Die eigentlichen Lampen, Beleuchtungskörper zum Schutz und zur Ausrichtung des Lichtes, Reflektoren, streuende Oberflächen usw. Es wird eine Lichtquelle geschaffen, die gleichzeitig ihre eigene Leuchtröhre ist, ihr Beleuchtungsgerät, ihre Halterung. Die Flexibilität, die auf der Verwendung von Metallen für die Hülle beruht, hebt die Einschränkungen auf/ die den Glasformen und Isolatoren anhaften. Der transparente Teil kann aus einem kristallisierten Material wie Glimmer hergestellt sein oder aus einem polymerisierten Material, das hohe Temperaturunterschiede aushält. Der transparente Teil kann streuen, seine Oberfläche kann entweder glatt oder rauh sein, bearbeitet oder nicht.

Die Vereinfachung der Bearbeitung führt zu einer Verringerung der Kosten der Lampe selbst und - mit einer größeren Wirkung, auch

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bei dem Zusammenbau,· da er von einer Verringerung der Zahl der Bauteile der Lichtquelle begleitet ist: Des Beleuchtungskörpers, des Streuteils, des Reflektors usw.

Die Verbesserung der Leuchtwirkung ist proportional der Bahnverlängerung. Die Richtwirkung der Beleuchtung wird schon während der Herstellung festgelegt.

Die Vorteile im Hinblick auf Technik und Wirtschaftlichkeit und andere nicht erwähnte Vorteile zeigen-hinreichend die große Zahl der Anwendungsmöglichkeiten dieser Erfindung.

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Claims (7)

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   Patentansprüche

   Nieder- oder Mitteldruck-Metalldampf-Entladungslampe mit in einer hermetisch verschlossenen Hülle angebrachten Elektroden, die an zwei verschiedenen Stellen der Hülle eingedichtet sind und durch sie hindurchgehen, dadurch gekennzeichnet , daß die Hülle zumindest teilweise aus Metall hergestellt ist und die Bereiche, an denen die Entladungselektroden eingedichtet sind, vorzugsweise in dem Metallteil der Hülle liegen.
2. 2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle ein Fenster aus transparentem Material enthält.
3. 3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innen in der Hülle vorbereitete Einrichtungen zwischen den Entladungselektroden zur Verlängerung der Entladungsbahn angebracht sind und daß diese Einrichtungen zusammen mit der Hülle eine verschachtelte Bauweise ergeben.
4. 4. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Schikanen, die die Entladungsbahn verlängern, entweder ein elektrisch isolierendes Material wie Glas oder Glimmer oder ein elektrisch leitendes Material wie Nickel oder Aluminium ist.
5. 5. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verlängerung der Entladungsbahn Paare von Mäandern zwischen zwei in einem bestimmten Abstand sich befindlichen Elektrodenversorgungspunkten sind, die nicht in einer Richtung mit der T.ampensymmetrieachse liegen, und daß

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   eine einzige Lichtquelle mit bestimmtem Bereich und bestimmter Form gebildet wird.
6. 6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle innen mit einer Fluoreszenzschicht versehen ist, deren Adhäsion zur Hülle durch eine Hilfsschicht aus entweder Titanoder Zirkondioxyd oder einem anderen Oxyd, das in der Lage ist, bestimmte Wellenlängen zu reflektieren, begünstigt wird.
7. 7. Verfahren zur Herstellung einer Lampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Herstellung eines Metallgehäuses mit einer öffnung zur Aufnahme eines transparenten Fensters aus transparentem Material wie Glas, Glasierung der Metallkanten der öffnung an dem Rand, der das Fenster aufnehmen soll, mittels eines Pulvers aus dem gleichen Material wie das Fenster, Abdichtung in hermetisch dichter und elektrisch isolierender Weise der zwei Entladungselektroden in mindestens einer Seitenwand des Gehäuses, Zusammenbau des Gehäuses und des Fensters in der zur Lampenfüllung verwendeten Atmosphäre bei Erweichungstemperaturen des transparenten Materials bei vorherbestimmtem Druck, falls die Atmosphäre sich mit dem Zusammenbauvorgang verträgt, oder im umgekehrten Fall nach Zusammenbau des Fensters und des Gehäuses Füllen der Lampe in herkömmlicher Weise durch einen Ansatz und Verschließen derselben.

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