DE2848891C2 - Blitzlichtlampe - Google Patents

Description

JO

a) einem hohlzylindrischen Kolben aus Hartglas oder Quarzglas;

b) metallenen Endkappen, die jeweils auf die Stirnseiten des Kolbens gasdicht aufgesetzt sind und im Kolbeninneren Elektroden tragen oder selbst als Elektroden dienen;

c) einer Gasfüllung, vorzugsweise Edelgas;

gekennzeichnet durch das Merkmal:

e) die gasdichte Verbindung der Endkappen (2, 7, 8) mit den Kolbenstirnseiten erfolgt über jeweils einen Lotglasring (4).

3. Blitzlichtlampe mit einem Kathodenkörper, der auf der Innenseite einer Endkappe sitzt und einen Aktivierungsstoff enthält, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper (6, 9) einen wesentlich geringeren Durchmesser hat als der Kolbeninnendurchmesser, damit der Aktivierungsstoff von der Erwärmung der Lötstelle möglichst nicht erfaßt wird.

4. Blitzlichtlampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kathodenkörper (9) tragende Endkappe (7) napfförmig nach innen gezogen ist, wobei der den Kathodenkörper (9) tragende Napfboden in das Kolbeninnere hineinragt und der Napfrand auf der Kolbenstirnseite sitzt.

50

Die Erfindung betrifft eine Blitzlichtlampe mit

a) einem hohlzylindrischen Kolben aus Hartglas oder Quarzglas;

b) metallenen Endkappen, die jeweils auf die Stirnseiten des Kolbens gasdicht aufgesetzt sind und im Kolbeninncrn Elektroden tragen oder selbst als Elektroden dienen;

c) einer Gasfüllung, vorzugsweise Edelgas.

Eine solche Blitzlichtlampe ist bekannt und als Impulsentladungslampe in der DE-AS 10 46 773 beschrieben. Beispielsweise auf dem Konsumsektor fe^r> aktuelle Blitzlichtgeräte sollen kompakter werden und möglicherweise in Kameras bereits eingebaut werden. Daher besteht die Tendenz nach immer kleineren Kolbenstirnseiten erfolgt über jeweils einen Lotglasring.

Das Verbinden der Endkappen mit den Kolbenstirnseiten über einen organischen Kleber ergibt den Vorteil, daß die Temperaturfrage bei der Herstellung keine Rolle spielt. Jedoch sind den verwendeten Innendrücken Grenzen gesetzt und die Lebensdauer der Blitzlichtlampe hängt stark von der Qualität des Klebers ab. Das Zugeständnis an die Baulänge ist hier am geringsten, da im einfachsten Falle eine einfache Endplatte genügt und der Sinterkörper als Kathode auf der Innenseite der Endplatte dann die gesamte lichte Fläche einnehmen kann. Extrem hohe Stromdichten sind möglich, ohne daß die Endplatte als Elektrodenzuleitung gefährdet wäre. Die axiale Länge des Sinterkörpers kann minimal sein.

Die zweite Alternative — gasdichte Verbindung über einen Lotglasring — verlangt für die Lotverbindung eine örtliche Erwärmung, die aber wesentlich geringer ist als bei einem Einschmelzvorgang von Metall in Hartglas oder Quarz. Der Sinterkörper nimmt in diesem Fall aber nicht die gesamte lichte Fläche auf der Innenseite der Endkappe ein, damit die Gefahr der Verdampfung des Aktivierungsstoffes nicht auftritt.

In beiden Alternativen ist es jedoch möglich, für die Endkappen ein billiges Metall zu nehmen. Für die Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten sorgt dann neben der Auswahl des Metalls bzw. des Hartglases das Verbindungsglied Lotglas oder organischer Kleber. Man ist heute in der Lage, eine auch bei hohen Drücken thermomechanisch sichere Verbindung zwischen billigen Metallen und hochbelastbaren Hartgläsern herzustellen, wobei dann das Glaslot einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen denen des Metalls oder der verwendeten Metallegierung und des Hartglases bzw. Quarzes hat.

An sich ist aus der US-PS 36 93 007 bekannt, auf die Stirnseiten des Glas- oder Keramikkolbens einer Gasentladungslampe Endkappen aufzulöten. Jedoch handelt es sich dort ausschließlich um Endkappen aus Glas oder Keramik, also denselben Materialien. Unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten spielen deshalb keine Rolle. Die elektrische Zuleitung wird dort durch einen Metallbelag um die gesamten Endkappen bewerkstelligt. Die vorliegende Erfindung geht dagegen von der für die Zuleitung eindeutig besseren Lösung metallener Endkappen aus.

Besondere Ausgestaltungen betreffen die Ausführung der Endkappen selbst. Im einfachsten Fall bestehen sie aus Metallscheiben, die aus dem Blech gestanzt sind. Eine Weiterbildung besteht darin, daß die Endkappen napfförmig gezogen sind, wobei jeweils der Napfboden in das Kolbeninnere hineinragt und der Napfrand auf den Kolbenstirnseiten sitzt. Diese Napfform hat zwei Vorteile. Zum einen ist bei der Herstellung die Zentrierung einfach. Die Näpfe und Kolben werden einfach aufeinandergelegt und zentrieren sich durch ihre Form. Eine Zentrierung von außen ist nicht nötig. Zum anderen ist eine äußere Kontaktierung leicht zu zentrieren. Federnde Kontakte drücken zentrierend in den Hohlraum der Näpfe und sorgen für exakte Halbierung sowie für die Stromzuführung.

Anhand zweier in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Blitzlichtlampe mit plattenförmigen Endkappen und

Blitzlichtlampen. Einen wesentlichen Betrag dazu liefert das Prinzip, nicht mehr Drahtdurchführungen durch Glas als Elektrodenzuleitungen zu nehmen, sondern den Glas- oder Quarzkolben der Blitzlichtlampe durch eine metallene Endkappe zu verschließen, wobei diese Endkappen sowohl den Verschluß bilde,ι als auch die Funktion der Elektrodenzuleitung übernehmen. Beide Funktionen benötigen dann nur noch einen kleinen Teil der gesamten Baulänge der Blitzlichtlampe. Die für die Lichtausbeute wesentliche Brennweite der im Innern der Lampe stattfindenden Gasentladung ist üann nahezu gleich der äußeren Baulänge. Der gesamte Entladungsraum ist von dem lichterzeugenden Plasma erfüllt.

Diese kompakte Bauform hat auch den Vorteil einer einfachen Herstellung. Man kann in einem großen Rezipienten viele Blitzlichtlampen auf einmal mit dem Gas füllen und das hermetische Verschließen unter dem allseitig herrschenden Fülldruck vornehmen.

Will man aber, gerade auch um eine höhere Lichtausbeute zu erreichen, den FülldrucI: vergrößern, dann bereite! die hermetische Abdichtung einige Schwierigkeiten, weil der Gasdruck während der Gasentladung schnell und Loch ansteigt und Glas-Metall-Verbindungen eine geringe Festigkeit gegenüber Zugbeanspruchungen aufweisen. Aus diesem Grund sollen bei einer bekannten Impulsentladungslampe (DE-OS 26 02 309) die metallenen Endkappen nicht auf die Stirnseiten des Kolbens aufgesetzt, sondern auf den Innenseiten der Kolbenenden eingeschmolzen werden. Dadurch treten druckbedinte hauptsächlich Scherbeanspruchungen auf, die die Schmelzverbindung besser aushält als Zugbeanspruchungen.

Diese Anordnungen haben aber entscheidende Nachteile. Nicht nur, daß die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Glas angepaßt sein müssen, daß also beispielsweise teures Wolfram verwendet werden muß. Weit nachteiliger ist, daß zum Schmelzen des Quarzes oder des für die Betriebsbelastungen notwendigen Hartglases so hohe Temperaturen verlangt werden, daß zum einen das Einhalten der geometrischen Bedingungen an den Kolbenenden nicht gewährleistet werden kann und daß zum anderen Aktivierungsstoffe, die sich zur Erniedrigung der Austrittsarbeit in der Kathode befinden, verdampfen und einen kurzschließenden Belag auf der Kolbeninnenseite verursachen können.

Nach der DE-OS 12 02 898 sollen auf die Mantelflächen des Kolbens Metallkappen aufgeklebt werden, wobei dort gesonderte Expansionskammern erforderlich sind, um eine Zerstörung der Blitzlampe zu vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blitzlichtlampe kompakter Bauweise mit metallenen Endkappen zu schaffen, die bezüglich der benötigten Baulänge möglichst wenig Zugeständnisse machen muß, aber für die Fertigung und Betriebssicherheit günstigere Bedingungen schafft. Geringe Fertigungskosten und Funktion sollen gleichzeitig realisiert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer Blitzlichtlampe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß alternativ folgende Merkmale vorgeschlagen:

d) die gasdichte Verbindung der Endkappen mit den Kolbenstirnseiten erfolgt über einen organischen Kleber; oder

e) die gasdichte Verbindung der Endkappen mit den F i g. 2 eine Blitzlichtlampe mit napfförmigen Endkappen.

ίο In F i g. 1 ist ein zylindrischer Kolber aus Quarz oder Hartglas mit 1 bezeichnet Auf der linken Stirnseite des Kolbens 1 sind über einen Lotglasring 4 eine Endkappe 2, auf der rechten Stirnseite über eine organische Kleberschicht 5 eine Endkappe 3 befestigt Beide

is Endkappen 2 und 3 sind aus Blech gestanzt, beispielsweise aus Wolfram, Molybdän oder aus einer Ni-Fe-Co-Legierung, wobei Wolfram die eigentlich zu vermeidende teuere Version darstellt. Der Lotglasring 4 ist zweckmäßigerweise gepreßt oder gesintert vorgefertigt. Koaxial auf der Innenseite der Endkappe 2 ist ein zylindrischer Sinterkörper 6 aufgeschweißt. Sein Durchmesser ist wesentlich geringer aJs der Innendurchmesser des Kolbens 1, beispielsweise etwa halb so groß. Die beiden Endkappen 2 und 3 sind über den Lotglasring 4 bzw. über die Kleberschicht 5 gasdicht mit dem Kolben 1 verbunden. Der Sinterkörper 6 dient als Kathode, die Innenseite der Endkappe 3 dient selbst als Anode. Der Sinterkörper 6 besteht aus einem metallenen Gittergerüst aus einem Trägermetall wie Nickel vermischt mit

so einem Gettermetall wie Titan, Tantal oder Zirkon und ist getränkt mit einem Metall wie Barium oder Cäsium als Aktivierungsstoff, der die Elektronenaustrittsarbeit erleichtert. Die unterschiedliche Verbindung der Endkappen 2 und 3 mit dem Kolben 1 ist nur des Beispiels

J5 wegen gewählt. In der Praxis wird man für beide Verbindungen jeweils dieselbe Technik verwenden.

Die Fig.2 enthält wieder einen Kolben 1 aus Hartglas oder Quarz. Zwei Endkappen 7 und 8 sind hier napfförmig ausgebildet, wobei die Napfböden in das Innere des Kolbens 1 hineinragen. Gefertigt werden solche napfförmigen Endkappen am einfachsten durch Tiefziehen und Ausstanzen aus entsprechendem Blech, wieder beispielsweise aus Wolfram, Molybdän oder aus einer Ni-Fe-Co-Legierung.

Die Napfwände sind dabei leicht konisch. Erleichtert wird dadurch für die Herstellung die zentrierte Lage im Kolben 1. Die Innenseite des einen Napfbodens d. h. die dem Kolbeninneren zugewandte Seite der Endkappe 7 trägt einen aufgeschweißten Metallstift 10, beispielsweise aus Wolfram, Molybdän oder einer Ni-Fe-Co-Legierung, auf den ein ringförmiger Sinterkörper 9 als Kathode aufgepreßt ist. Der Napfboden der Endkappe 8 dient selbst wieder als Anode. Die Ränder der Endkappen 7 und 8 sind über Glaslotringe 4 auf die Stirnseiten des Rohres 1 aufgelötet. Mii 11 sind zwei Kontaktfedern bezeichnet, die von außen in die Napfvertiefungen greifen und dort die mechanische Halterung der Blitzlichtlampe übernehmen und gleichzeitig die äußere elektrische Kontaktierung. Die Napfform erleichtert dabei die Halte· und Kontaktzentrierung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1
Patentansprüche:

!.Blitzlichtlampe mit

a) einem hohlzylindrischen Kolben aus Hartglas oder Quarzglas-,

b) metallenen Endkappen, die jeweils auf die Stirnseiten des Kolbens gasdicht aufgesetzt sind und im Koibeninneren Elektroden tragen oder selbst als Elektroden dienen;

c) einer Gasfüllung, vorzugsweise Edelgas;

gekennzeichnet durch das Merkmal:

d) die gasdichte Verbindung der Endkappen (3) mit den Kolbenstirnseiten erfolgt über einen organischen Kleber (5).

2. Blitzlichtlampe mit

20