DE2732060A1

DE2732060A1 - Elektrische entladungs- oder leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE2732060A1
Application number: DE19772732060
Authority: DE
Inventors: Roy Ashutosh
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn EMI PLC
Priority date: 1976-07-19
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1978-01-26
Also published as: FR2359505B1; AU512916B2; IT1075849B; NL184813C; JPS5314379U; US4204137A; FR2359505A1; NZ195863A; CA1092636A; NL7707993A; DE2732060C2; NZ184685A; AU2715277A

Description

PolKüanvraliö ο 7 Q on R η Wm. Wilhelm Reictol ₃ 273206Ü

Φίρΐ-lng. Wolfgang Rachel _88A0

eFrankiutt a. M. 1

Forkstraße 13 THORN ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, London. Großbrit. Elektrische Entladungs- oder Leuchtstofflampe.

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Die Erfindung betrifft elektrische Entladungs- oder Leuchtstofflampen und bezieht sich insbesondere auf die Elektrodenhalterung derartiger Lampen.

Bei elektrischei Leuchtstofflampen ist es üblich, daß die Elektroden aus Wolfram- Wickeln bestehen, die ein elektronen-emittierendes Material tragen. Jeder Wickel ist an zwei Stütz- oder Zuführungsdrähten befestigt und wird von diesen getragen, die in einem Quetschfuß eingebettet sind, der mittels eines Glasfußes an dem einen Ende des Lampenrohres angeschmolzen ist. Um eine zuverlässige Abdichtung zu erzielen, ist es bekannt, Stütz -elemente aus einer Speziallegierung "Dumet" in einem Bleiglasfuß zu verwenden.

Wenn die Lampe mit Wechselstrom betrieben wird, wirkt jede Elektrode abwechselnd als positive und negative Elektrode. Während des positiven Teiles der Schwingung wird die Elektrode, die von Elektronen getroffen wird, überhitzt und dies hat in vielen Fällen zu einer Verdampfung der Stützdrähte geführt, die eine Schwärzung der inneren Oberfläche des Lampenrohres hervorruft·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdampfung der Stützdrähte und damit der "Endschwärzung¹¹ zu vermindern oder ganz zu verhindern und gleichzeitig auch die Bildung von zuverlässigen Glas-Metall-Verschmelzungen der Einführungsdrähte und der Halterung zu erleichtern.

Gemäß der Erfindung hat die Leuchtstofflampe eine Elektrodenhalterung, bei der die Abschnitte der Stütz- oder Zuführungedrähte , die einem Elektronenbeschuß in der Lampe auf der dem Quetschfuß abgewendeten Seite ausgesetzt sind, mindestens an der Oberfläche aus einem hitzefesten Material bestehen.

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Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß die Oberfläche der dem Elektronenbeschuß ausgesetzten Teile der Stützdrähte mit einem hitzefesten Überzug versehen wird oder daß die ausgesetzten Teile der Stützdrähte ganz aus einem hitzefesten und hitzebeständigen Metall hergestellt werden.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß für die Auswahl der Stoffe, aus denen mindestens die Teile der Stützdrähte her» gestellt werden, die sich im Bereich der Verschmelzungs stelle befinden, mehr Freizügigkeit besteht, so daß ein billigeres Glas für den Fuß verwendet werden kann. So kann Sodakalkglas bezw· Kalknatronglas in Verbindung mit Drän- · ten , z.B. aus einer Nickel-Eisen-Legierung , verwendet werden, die hinsichtlich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten dem Glas angepasst sind. Die teuren "Dumet" Bauteile können vermieden werden, während der Kalk-Natron-Glasfuß durch Stumpfabschmelzung ( butt-sealed ) mit dem Ende des Lampenrohres verschmolzen werden kann anstelle der Überfallend-Einschmelzung (drop-seal )wie die Verwendung

sie
von Bleiglas/erfordert.

Das hitzefeste Material , welches zum Überziehen der Oberfläche der Stützdrähte gemäß der Erfindung verwendet wird, hat vorzugsweise schmierende Eigenschaften, so daß seine Beschädigung, z.B. durch Abrieb, oder die bei der Herstellung der Lampen benutzten Maschinen vermieden wird.

Wenn ein Teil des Stützdrahtes aus einem hitzefesten Metall besteht, wird vorzugsweise dieser Teil mit einem anderen Teil des Drahtes verschweißt, der selbst wiederum aus mehreren Drahtstücken zusammengeschweißt sein kann,und der ein Metall enthalten kann, das die Bildung der erforderlichen Glas- Metall-Verschmelzung erleichtert.

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Die Verwendung eines Sodakalk-Silikat-Glases für die Elektrodenanordnung in Leuchtstofflampen stellt einen wesentlichen Vorteil der Erfindung dar.

Obwohl Sodakalk - Silikat-Glas schon für die Herstellung der Glasröhren von Leuchtstofflampen benutzt worden ist, wurden die Füsse bisher aus Bleiglas hergestellt, obwohl diese Glassorte teurer ist, als das Sodakalkglas und obwohl die Unterschiede des Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Bleiglas und dem Sodakalkglas häufig zu Sprüngen am Hals der Röhre führen, wo der Fuß mit dem Rohr verschmolzen ist. Man hatte die Vorstellung, daß schwerwiegende Probleme sich aus einer Fehlanpassung zwischen Metall und Glas ergeben würden und daß eine Elektrolyse zwischen den Zuführungsdrähten und dem Sodakalkglas die Abdichtung zwischen den Drähten und dem Glas stören und zu Durchlässigkeiten führen würden.

Ferner wurde festgestellt, daß Oxide, die an der Oberfläche der üblichen Zuführungsdrähte entstehen, während sie in den Glasfuß eingeschmolzen werden, eine schlechte Metall- Glas-Verschmelzung ergeben. Aus diesem Grunde wurden die "Dumet" -Drähte benutzt, deren Oberfläche während des Verschmelzungsvorganges sich nicht wesentlich oxidiert, und zwar zumindest^ oen Teil des Zuführungsdrahtes, der durch den Glasfuß hindurchgeht. Wenn ein Teil des hitzefesten inneren Stützdrahtes in dem Quetschfuß eingebettet ist und mit dem "Dumet" verschweißt ist, gibt dies oft zu Sprüngen im Quetschfuß Anlaß , und zwar wegen der Uhter#- schiede im Ausdehnungskoeffizienten des Glases und des hitzefesten Drahtes·

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auch auf eine Halterungsanordnung für eine Leuchtstofflampe, bei der der Glasfuß aus Sodakalkglas besteht,und bei der mindestens der Teil

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der Stützdrähte , der durch das Glas hindurchgeht, einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, der dem des Glases über den größten Teil des Temperaturbereiches von Zimmertemperatur bis zur Abschmelztemperatur , bei der die Zuführungsdrähte in den Fuß eingeschmolzen werden, angepasst ist.

Die Zuführungsdrähte sind vorzugsweise aus der oben erwähnten Nickel-Eisen-Legierung hergestellt und haben eine auf der Oberfläche haftende Oxidschicht , die in das Glas des Fußes eingeschmolzen wird.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Leuchtstofflampe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine Halterungsanordnung für die Lampe der Fig.l in*größerem Maßstab ,

Fig·¹ 3 zeigt eine Leuchtstofflampe einer zweiten Ausführungsform,

Flg. 4 zeigt eine Halterungsanordnung für die Lampe der Fig.3 in größerem Haßstab,

Fig. 5» 6 , 7 und 8 sind Teilansichten von Röhrenfüßen mit vier verschiedenen Anordnungen der Zuführungsdrähte, die gemäß der Erfindung verwendet werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Leuchtstofflampe hat eine Glasröhre 1, an deren beiden Enden Glasfüße 2 angeschmolzen sind ·

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Die Glasfüße (siehe Fig. 2) haben kreisförmigen Querschnitt und einen schräg abfallenden Teil 3, der an seinem kleineren Ende koaxial aus einem Stück mit einem parallelseitigen Abschnitt k verbunden ist, an dem der Quetschfuß gebildet wird, während der Glasfuß an dem erweiterten Ende des kegelförmigen Teiles 3 mit dem Ende der Glasröhre 1 verschmolzen ist.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann jeder der Glasfüße 2 oder auch nur ein Glasfuß eine axiale Bohrung 5 aufweisen, die sich vom äußeren Ende des Glasfußes als Pumpstengel 6 fortsetzt, durch den die Lampe abgepumpt werden kann , und durch den das Quecksilber oder eine gewünschte Gasfüllung oder Gasmischung eingefüllt werden kann, bevor die Bohrung 5 an ihrem inneren Ende verschlossen wird, um das Abschmelzen der Lampe zu beenden.

Durch den Glasfuß 2 gehen zwei Stützdrähte oder Zuführungsdrähte 7 hindurch, die mit ihm verschmolzen sind und die im wesentlichen parallel zu der Achse des Glasfußes verlaufen und aus dem inneren Ende des Fußes herausragen· Am inneren Ende Jedes Zuführungsdrahtes befindet sich ein innerer Klemmteil 8. Eine Elektrode in Form eines mit einem überzug versehenen Wickels 9 wird zwischen den Klemmteilen 8 gehaltert, wobei der Wickel im wesentlichen senkrecht zur Achse der Lampe liegt.

Der Wickel 9 ist von einer Abschirmung 10 umgeben, die mit Hilfe einer Stütze 11 gehaltert ist, die ihrerseits an dem Glasfuß 2 befestigt ist. Die inneren Stützklemmen 8 und Teile der Zuführungsdrähte 7 , die dem Elektronenbeschuß ausgesetzt sind, wenn die Lampe benutzt wird, haben einen überzug 12 (Fig.2) aus Bohrnitrid, einem hitzefesten Material, das auch schmierende Eigenschaften hat· Das Bornitrid kann

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auf geeignete Weise,insbesondere in Form einer Suspension in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, auf die Zuführungsdrähte aufgebracht werden,z.B. durch Tauchen, Aufpinseln, Aufsprühen oder durch Auftrojfen mit Hilfe einer Düse.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine in Fig. 3 dargestellte Leuchtstofflampe ein Glasrohr 1 und Glasfüße 2 (Fig. 4), die denen der Fig. 1 und 2 ähnlich sind, und in die Stützdrähte oder Zuführungsdrähte 7 eingeschmolzen sind.

Jeder Zuführungsdraht 7 hat einen Teil 14, der durch den Glasfuß 2 hindurchgeht und in den Raum innerhalb der Lampe führt und einen Teil 15 aus einem hitzefesten Metall, der mit dem inneren Ende des Teiles 14 verschweißt ist. Der hitzefeste Metallteil 15 kann von der Stützklemme 8 sich bis zu einem Punkt des Zuführungsdrahtes 7 er strecken, der unmittelbar dem Glas des Fußes 2 benachbart, jedoch nicht mit ihm in Berührung ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Teil 15 des Zuführungsdrahtes 7 t der dem Elektronenbeschuß ausgesetzt ist, wenn die Lampe in Betrieb ist, aus einem Draht aus hitzefestem Metall besteht. Die bevorzugten hitzebeständigen Metalle für diesen Zweck sind hochtemperaturfestes Molybdän, Tantal, Titan, Vanadium und Niob.

Der übrige Teil 14 des Zuführungsdrahtes kann aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen, deren Ausdehnungs koeffizient an derides Glasfußes 2 angepasst ist, der aus einem Sodakalkglas bestehen kann und mit dem Ende der Röhre 1 stumpf verschmolzen ist.

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Leuchtstofflampen der Fig. 1 und 2 , die gemäß der Erfindung ausgeführt sind, können ein Rohr 1 aus Sodakalkglas aufweisen, an dessen Ende ein Fuß 2 aus Sodakalkglas stumpf angeschmolzen ist, so daß ein "Hals" 16 entsteht. Das Entlüftungsröhrchen 6 besteht ebenfalls aus Sodakalkglas.

In dem Halsbereich 16 bekannter Röhren entstehen gelegentlich Sprünge wegen der Unterschiede des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Bleiglasfuß und der Sodakalkglasröhre, und diese werden dadurch beseitigt, daß auch für den Fuß ein Sodakalkglas verwendet wird· Eine chemische Reduktion des Bleiglases beim Abschmelzen erzeugt häufig eine dunkle Verschmelzungsstelle im Bereich 3 und macht daher die Qualitätskontrolle schwierig. Dies wird durch die Verwendung des Sodakalkglases an dieser Stelle vermieden oder verhindert.

In Fig. 5, 6, 7 und 8 bestehen die Zuführungsdrähte 7 aus je einem oder zwei bezw. drei und vier Drahtlängen, die an den Punkten 17 miteinander verschweißt sind.

Der in Fig. 5 dargestellte Zuführungsdraht besteht aus einer Nickel- Ei sen-Le gierung, deren Ausdehnungskoeffizient an den des Sodakalkglases des Glasfußes eng angepasst ist, so daß die Gefahr von Sprüngen im Teil 4 des Fußes beseitigt oder vermindert wird und die Länge 18 der Zuführungsdrähte eine gleichförmige,anhaftende Oberflächenschicht aus Oxid aufweist, die während der Herstellung der Elektrodenhalterung gebildet wird, und die sich teilweise in dem Glas löst, wenn die Zuführungsdrähte in den Glasfuß eingeschmolzen werden und hierdurch die Verschmelzung verbessern Es sollte genügend Oxid vorhanden sein, um ein vollständiges Lösen in dem Glas zu vermeiden, da sich hierdurch eine schwächere Verschmelzung ergeben könnte. Der Klemmteil 8 kann einen hitzefesten Überzug aus Bornitrid aufweisen, wie dies schon oben beschrieben wurde.

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Fig. 6 zeigt einen Zuführungsdraht aus zwei Teilen, die an der Stelle 17 a verschweißt sind , und von denen der Teil 19 durch den Glasfuß hindurchgeht und aus einer Nickel-Eisen-Legiesng besteht und einen anhaftenden Überzug aus Oxid aufweist, der sich über den Teil des Zuführungsdrahtes erstreckt, der durch den Quetschbereich des Fußes hindurchgeht. Der Abschnitt 20 des Zuführungsdrahtes , der den inneren Stützdraht bildet, kann aus einem hitze festen Metall bestehen oder auch aus einem anderen geeigneten Metall mit oder ohne Bornitrid -Überzug.

Fig. 7 zeigt einen dreiteiligen Zuführungsdraht, der an der Stelle 17b , 17c verschweißt ist,und bei dem der Abschnitt 21, der in den Quetschteil des Fußes eingeschmolzen ist,aus "Dumet" besteht, während der Teil 22 , der den inneren Stützteil deB Zuführungsdrahtes bildet, aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt ist, die einen Bornitrid-Uberzug auf dem Klemmteil haben kann·

Fig. 8 zeigt einen Zuführungsdraht aus vier Abschnitten, die an den Stellen 17d , 17e und 17f miteinander ver schweißt sind, wobei der Teil 23 zwischen den Schweißstellen 17d und 17e , der in den Quetschteil des Glasfußes eingeschmolzen ist, aus "Dumet" besteht, während der Teil 24 zwischen den Schweißstellen 17e und 17f aus einer Nickel-Eisen-Legiernng besteht und den "Dumet"-Abschnitt mit dem inneren Stützdraht 25 aus hitzefestem Metall oder einem anderen Metall verbindet , das einen Bornitrid-Überzug auf dem Klemmteil aufweisen kann. Es ist notwendig, den Nickel-Ei sen-Abschnitt 24 vorzusehen,weil er abweichend von dem hitzefesten Metall einen Ausdehnungskoeffizienten hat, der denjenigen des Sodakalkglases des Glasfußes genügend angepasst ist, so daß eine Verschmlezung ohne Gefahr des Auftretens von Quetschfußsprüngen vorgenommen werden kann.

Nickel-Eisen-Legierungen, die zum Beispiel unter dem Warenzeichen "NILO 475, 48 und 51^W vertrieben werden, können für die Einschmelzung vorbereitet werden, indem sie in einer

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verdünnten Fluor-Wasserstoff-Säure oder Salzsäure oder Salpetersäure gebeizt und dann abgespült werden. Das Metall sollte dann in einer feuchten Wasserstoff Atmosphäre bei 900⁰C bis 110O⁰C während etwa einer Stunde von Kohlenstoff befreit und unmittelbar vor dem Verschmelzen mit dem Glas oxidiert werden. Die Drähte können durch Erhitzung auf 600°C bis 1050°C in einer schwefelfreien Atmosphäre oxidiert werden, wobei die Dauer und. die Temperatur dieser Behandlung so gewählt ist, daß sich ein Oxidfilm ergibt, der genügende Dicke hat, um das Aussehen einer bräunlich-grauen Verfärbung nach dem Einschmelzen zu ergeben.

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Claims

Patentansprüche

Elektrische Entladungs- oder Leuchtstofflampe, bei der die Elektroden an Stützdrähten befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (12, 15) der Stütz- oder Zuführungsdrähte (7)» die einem Elektronenbeschuß in der Lampe auf der dem Quetschfuß (4) abgewendeten Seite ausgesetzt sind, mindestens an der Oberfläche aus einem hitzefesten Material bestehen.

2. Lampe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der ausgesetzten Teile einen überzug

(12) aus hitzefestem Material tragen·

3. Lampe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das hitzefeste Material schmierende Eigenschaften hat, wie z.B. Bornitrid.

4. Lampe nach Anspruch 1,

dadurch geken η ζ e i c h η e t, daß die ausgesetzten Teile (15) der Zuführungsdrähte ganz aus hitzefestem Metall'. bestehen.

5· Lampe nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (15) aus hitzefestem Metall mit Abschnitten (14) verschweißt sind, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient dem des Glasfußes (4) angepaßt ist, durch den sie hindurchgehen.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Lanpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Glasfuß (4) aus Sodakalkglas besteht, und daß mindestens der Teil der Stützdrähte (7), der durch den Fuß hindurchgeht, aus einem Metall mit dazu passendem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, z.B. einer Nickel-Eisenlegierung, besteht.

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