DE2602309A1

DE2602309A1 - Impulsentladungslampe

Info

Publication number: DE2602309A1
Application number: DE19762602309
Authority: DE
Inventors: Ernst-Ludwig Dr Rer Nat Hoene
Original assignee: Heimann GmbH
Current assignee: Heimann GmbH
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1977-07-28
Also published as: US4099084A; JPS5291577A

Description

HEIMAlTN GMBH Unser Zeichen

Wiesbaden-Dotzheim VPA 76 P 8 0 0 1 BRD

Impulsentladungslampe.

Die Erfindung betrifft eine Impulsentladungslampe mit einem gasgefüllten hohlzylindrischen Entladungsgefäß, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dessen Enden jeweils eine Elektrode vakuumdicht eingesetzt ist.

Stabförmige Impulsentladungslampen herkömmlicher Bauart bestehen aus einem mit Edelgas, vorzugsweise Xenon, gefüllten Glas- bzw. Quarzrohr, in welches axial an beiden. Enden je eine stabförmige Elektrode vakuumdicht eingeschmolzen ist. Die beiden Elektroden ragen mit einem nicht mit Glas überzogenen Ende in den Entladungsraum hinein und führen dem Plasma die für die Erzeugung des Liehtblitzes notwendige Energie zu. Au3 fertigungstechnischen Gründen hat der Glaswulst an der EinSchmelzung eine Länge von einigen Millimetern. Weiterhin müssen auch die nicht mit Glas überzogenen Elektrodenenden einige Millimeter in den Innenraum der Impulsentladungslampe hineinragen, damit einerseits ein die Aktivierung enthaltender Sinterkörper a.n dem Ele3rtrodenende befestigt werden kann und andererseits nicht das Elektrodenende durch zu hohe Stromdichten örtlich überhitzt und zur Verdampfung gebracht wird.

Bei einer neueren Ausfuhrungsform von Impulsentladungslampen sind zwei aus einem zur Verschmelzung geeigneten Material hergestellte Metallscheiben auf die beiden Stirnflächen des Glasrohres aufge-:

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schmolzen. Der Durchmesser dieser Scheiben ist größer als der Innendurchmesser des Glasrohres an der Schmelzstelle. Über die Stirnflächen dieser Scheiben wird dem Plasma die elektrische Energie zugeführt. Die Außenlänge solcherart hergestellter Impulsentladungslainpen verkürzter Bauform ist im wesentlichen nur um die zweifache Dicke der Metallscheiben größer als die Brennlänge, die durch den Abstand dei' beiden aktiven Elektrodeninnenflächen festgelegt ist. Die Herstellung dieser neueren Impulsentladungslampen erfolgt im Prinzip folgendermaßen: Das zugeschnittene Glasrohr und die beiden Elektroden werden innerhalb eines Rezipienten in eine definierte Position zueinander gebracht, Nach Evakuieren des Resipienten wird dieser mit Edelgas, vorzugsweise Xenon, gefüllt. Die Elektroden v/erden induktiv aufgeheizt, gegen die Glasenden gepreßt und mit diesen vakuumdicht verschmolzen. Danach wird das Edelgas aus dem Rezipienten abgepumpt und die Impulsentladungslampe entnommen.

Bei der Herstellung eingangs erwähnter Impulsentladungslampen in der herkömmlichen Bauart dient das an einem Ende vakuumdicht verschlossene und an dem anderen offene Ende mit der Pumpe verbundene Rohglasrohr gewissermaßen selbst als Rezipient« Die Elektroden werden lose in das Rohglasrohr eingelegt, danach dieses evakuiert und mit Edelgas gefüllt. Danach wird mittels einer provisorischen Abzugsstelle das Rohr von der Pumpe getrennt, die beweglichen Elektroden innerhalb des Rohres werden in die gewünschte Position gebracht und mit dem Rohr vakuumdicht verschmolzen. Anschließend werden die überstehenden Glasenden abgetrennt .

Offensichtlich hat das zuletzt beschriebene Herstellungsverfahren für Impulsentladungslampen gegenüber dem zuerst beschriebenen wesentliche Vorteile, die darin bestehen, daß zum einen der maschinelle Aufwand bei gleicher !Fertigungsstückzahl wesentlich geringer gehalten werden kann, zum anderen das Füllgas nicht bei jedem Pumpvorgang verunreinigt wird durch Desorption der an den Innenwänden des Rezipienten, den Aufnahmen, Hochfreo[uenz-

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spulen und sonstigen Teilen assortierten Fremdgasen. Außerdem ergibt das herkömmliche Herstellungsverfahren Impulsentladungs,-lampen, bei welchen die Schmelzstelle Metall-Glas durch die während der Entladung auftretenden hohen Innendrucke nicht auf Zug, sondern auf Scherung beansprucht werden. Dadurch wird die Betriebssicherheit von solcherart hergestellten Impuisentladungslampen erhöht, da bekanntermaßen Glas-Metall-Verbindungen nur eine geringe Festigkeit gegenüber Zugbeanspruchungen aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine stabförmige Impulsentladungslampe zu schaffen, welche bei gleicher Brennlänge eine geringere Außenlänge aufweist als die herkömmlichen Impulsentladungslampen und bei welcher während der Entladung der gesamte Innenraum von dem leuchtenden Plasma ausgefüllt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Impulsentladungslampe der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Elektroden scheiben- oder topfförmig ausgebildet sind und einen Durchmesser haben, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes, und daß die Elektroden mit ihren Außenflächen mit den Außenenden des Entladungsgefäßes abschließend mit ihren Mantelflächen mit diesem vakuumdicht verbunden sind.

Das Entladungsgefäß der Impulsentladungslampe besteht vorzugsweise aus Quarz oder Glas und die beiden Elektroden sind in die Außenenden des Entladungsgefäßes eingeschmolzen. Die Dicke der Elektroden ist zweckmäßig kleiner als ihr Durchmesser. Vorzugsweise ist zumindest eine Elektrode mit einer Aktivierungsschicht versehen.

Bei der Erfindung v/ird von der Erkenntnis ausgegangen, daß der Lichtwirkungsgrad einer Entladungslampe mit wachsender Anzahl ionisierter Gasatome pro Volumenanteil steigt. Der Lichtwirkungsgrad kann also u.a. durch Erhöhung des Fülldrucks im Entladungs-

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gefäß verbessert werden. Dies ist aber nur bis zu begrenzten V/erten möglich, da die Zündwilligkeit der Impulsentladungslampe bei höheren Drucken stark herabgesetzt wird. Während des Entladungsvorganges steigt die Temperatur des Füllgases und somit der Druck in der Entladungszone beträchtlich an. Die Folge davon ist ein Abfließen der Gasatome- bzw. Ionen aus cLen Bereichen des hohen Druckes zu den Teilen des Gefäßes in denen keine Entladung stattfindet, also niedriger Druck herrscht. Das entspricht einer starken Reduzierung der effektiven zu einem hohen Lichtwirkungsgrad notwendigen Gasatomdichte. Der maximale Lichtwirkungsgrad bei einem vorgegebenen Fülldruck wird also bei Impulsentladungslampeii erreicht, bei denen das gesamte Entladungsgefäß von Plasma ausgefüllt wird.

Die erfindungsgemäße Impulsentladungslampe zeichnet sich gegenüber den bekannten Impulsentladungslampen vor allem durch ihre geringstmögliche Außenlänge und den damit verbundenen geringen Raumbedarf aus. Die erfindungsgemäße Impulsentladungslampe hat weiterhin den Vorteil, daß sie sich unter Verwendung eines Verfahrens herstellen läßt, welches die Vorzüge der herkömmlichen Herstellungstechnik aufweist.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist eine Impulsentladungslampe schematisch im Schnitt dargestellt, die im wesentlichen aus einem das Entladungsgefäß 3 bildenden Glasrohr besteht, in dessen Enden jeweils eine Elektrode 1 bzw. 2 vakuumdicht eingesetzt ist. Die Elektrode 1 ist mit einer Aktivierungsechicht 4 versehen. Die Elektroden 1,2 sind scheibenförmig ausgebildet und haben einen Durchmesser, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes 3 und deren Dicke (bzw. Länge) kleiner ist als ihr Durchmesser. Beispielsweise beträgt der Außendurchmesser der

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Elektroden 4»O min, der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes 4,3 mm und die Dicke der Elektroden 1,5 mm.

Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren werden die gegebenenfalls mit einem Haltestift versehenen Elektroden 1,2 in ein das Entladungsgefäß 3 bildendes Glasrohr eingeschoben und dieses in an sich bekannter, herkömmlicher Weise evakuiert und mit Edelgas gefüllt. Danach wird das Glasrohr gegenüber den Mantelflächen der Elektroden 1,2 bis zum Erweichungspunkt derart erhitzt, daß es längs der gesamten Mantelfläche mit der Elektrode 1 bzw. 2 in Berührung kommt und eine vakuumdichte Verbindung bildet. Nach Beendigung des Einschmelzvorgangs werden die überstehenden Glasrohrenden abgetrennt. Dadurch, daß das Rohglasrohr die Elektroden 1,2 an jeder Stelle umschließt, kann dieses, wenn es einseitig abgeschlossen und an der anderen Seite mit der Pumpe verbunden wird, die Punktion des Rezipienten nach dem eingangs beschriebenen neueren Herstellungsverfahrens übernehmen«

Die Erwärmung der Elektroden 1,2 und des Glases des Entladungsgefäßes 3 in der Nähe der Elektroden 1,2 erfolgt entweder mittels induktiver Heizung der Elektrode 1 bzw. 2 und/oder durch Wärmezufuhr über die Außenseite des Glasrohres₅ beispielsweise mit Gasflammen, Plasmabrennern, Heiswendeln, Licht oder ähnl..

Das Einschmelzen einer oder beider Elektroden 1,2 kann entweder erfolgen während sich das Rohglasrohr noch an der Pumpe befindet, oder es kann auch erst über eine provisorische Abzugsstelle von der Pumpe abgetrennt werden und erst in einem folgenden Arbeitsgang die Elektroden 1,2 mit dem Glasrohr verschmolzen werden.

Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Beispielsweise können die Stirnflächen beider Elektroden bei Bedarf mit einer Aktivierungsschicht bedeckt sein. Die Außenseiten der Elektrodeii können jeweils mit einem Kontaktstift bzw. einer Kontaktscheibe versehen werden. Die Elektroden können als massive Zylinderscheiben ausgebildet sein oder topfförmige, aus dünnem Blech gezogene Teile sein.

5 Patentansprüche 709830/0099 1 Figur

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Leerseite

Claims

P a

1. /Impulsentladungslampe mit einem gasgefüllten hohlzylindrischen —"' Entladungsgefäß, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dessen Enden jeweils eine Elektrode vakuumdicht eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden (1,2) scheiben- oder topfförmig ausgebildet sind und einen Durchmesser haben, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes (3)» und daß die Elektroden (1,2) mit ihren Außenflächen mit den Außenenden des Entladungsgefäßes (3) abschließend mit ihren Mantelflächen mit diesem vakuumdicht verbunden sind.

2» Impulsentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß das Entladungsgefäß (3) aus Glas oder Quarz besteht und daß die Elektroden. (1,2) in die Außenenden des Entladungsgefäßes (3) eingeschmolzen sind.

3* Impulsentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke dear Elektroden (1,2) kleiner als ihr Durchmesser ist.

4. ImpulsentladungMilampe nach einem der Ansprüche 1 - 3 , dadurch gekennzeichnet , daß zumindest eine Elektrode (1 bzw. 2) mit einer Aktivierungsschicht versehen ist.

ORIGINAL INSPECTED

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Verfahren zur Herstellung einer Impulsentladungslampe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn zeichnet , daß die Elelcfcroden (1,2) in ein das Entladungsgefäß (3) bildendes Glasrohr eingeschoben werden, daß das Glasrohr evakuiert und mit Edelgas gefüllt wird, daß das Glasrohr gegenüber den Mantelflächen der Elektroden (1,2) bis zum Erweichungspunkt erhitzt wird, so daß es längs der gesamten Mantelfläche mit der jeweiligen Elektrode (1,2) in Berührung kommt und eine vakuumdichte Verbindung bildet, und daß nach Beendigung des Einsclimelzvorganges die überstehenden G-lasrohrenden abgetrennt werden.

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