DE3036088A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer gasentladungslampe - Google Patents

Description

• "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer
• Gasentladungslampe" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gasentladungslampe und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß'dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
• Bei bekannten Gasentladungslampen mit Edelgasfüllung werden die Lampenkolben nach dem Einschmelzen bzw. Einquetschen der Elektrodenzuführungen auf einem Hochvakuumpumpstand über einen eigenen Stutzen evakuiert bis auf etwa 1,33 5mbar.
• Besondere Probleme treten bei solchen Gasentladungslampen oder Strahlern auf, deren Lampenkolben im Betrieb 700 bis 10000C erreicht. Nachteilig machen sich dann Verunreinigungen sog. Restverunreinigungen, bemerlcbar, die entstehen können, a) durch Abdampfen von Elektrodenmaterial, b) von Verunreinigungen des Kolbenmaterials.
• Nach einiger Betriebsdauer zeigen sich bei verunreinigten Gasentladungslampen Fleckenbildung, z. B. Schwärzung auf dem Lampenkolben, aber auch andere Flecken aus Verunreinigungen, die sich auf der Kolbeninnenseite absetzen.
• Außerdem beeinträchtigen Verunreinigungen die Lebensdauer sowie das Zündverhalten der Gasentladungslampe beträchtlich.
• Um eine möglichst saubere Innenatmosphäre des Lampenkolbens zu erreichen, hat man auch bereits elektrische Entladungsvorgänge oder Ausheizvorgänge als integrierender Bestandteil des Evakuierungsprozesses vorgesehen. Üblich ist es, im Anschluß an den Evakuierungsvorgang des Lampenkolbens zur Eliminierung schädlicher Restgase Getterverfahren anzuwenden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasentladungslampe zu schaffen, deren Kolben schon vor der ersten Inbetriebnahme eine saubere Innenatmosphäre aufweist, ohne den hierfür üblichen verfahrensmäßigen und apparativen Aufwand.
• Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des-Verfahrens durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Mittel des Anspruchs 2.
• -Weitere Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Zur Erfindung gehören auch alle Kombinationen und Unterkombinationen der beschriebenen, dargestellten und beanspruchten Merkmale, sowohl untereinander als auch mit an sich bekannten Merkmalen.
• Die Vorteile der Erfindung sind gegenüber dem Stand der Technik offensichtlich, nämlich höhere Reinheit der Lampenfüllung oder Atmospare, damit verbunden ein besseres Zündverhalten der Gasentladungslampe, einfaches Herstellungs vorfahren, Wegfall der Getterung und mit weniger Aufwand durch Wegfall des Tlochvalcuumpumpstandes (Turbo- oder Diffussionspumpen), aber auch Wegfall des Zeitaufwandes bis zum Erreichen des Hochvakuums.
• Mit der Erfindung können auch Gasentladungslampen hergestellt werden, die kontrollierbar höheren Qualitätsanforderungen und insbesondere auch gleichbleibend hoher Qualität genügen.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn für das den Lampenkolben bei der Herstellung kontinuierlich durchströmende Spülgas ein inertes oder Edelgas verwendet wird, das nach Beendigung der Spülung oder Reinigung als Füllgas, zumindest teilweise, in dem Lampenkolben verbleibt, wenn dessen Stutzen abgetrennt und insbesondere abgeschmolzen und dadurch verschlossen werden kann.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung rein schematisch dargestellt. An den Lampenkolben 11 ist auf einer Seite am Außendurchmesser ein Zufuhrstutzen 1 für das inerte Spülgas, wie z.B. Argon oder andere Edelgase, vorhanden, während auf der anderen Seite des Entladungskolbens 11 Abfuhrstutzen 4 und 5 für das Spülgas liegen.
• Diese sind im Bereich der Elektroden 12 an den Enden des Lampenkolbens angeordnet, welche mit gasdichten Durchführungen, wiß Einschmelzungen oder Einquetschungen 13, versehen sind. Diese können ebenso wie die Anschlüsse 10 für Hochspannung mit Vorteil in der Längsachse des Lampenlcolbens angeordnet sein. Die Stromstärke der anzulegenden Spannung im Betrieb richtet sich je nach dem gewünschten Anwendungsfall. Bevorzugte Anwendungen sind weiter unten angegeben.
• Die Zufuhr des Spülgases durch den Stutzen 1 erfolgt mit Vorteil gesteuert von einem Mehrwegeventil oder Einzelventilen in sich kreuzenden Kanälen, von denen der Kanal 9 mit dem Stutzen 1 verbindbar ist, um das Spülgas zuzuführen, in der Zeichnung von rechts über das Ventil 2, wobei aus dem Kanal 8, in der Zeichnung nach links über das Ventil 3 ein Druckausgleich bei relativem Überdruck geschaffen werden kann, falls erwünscht.
• Die Gasspülung erfolgt kontinuierlich und gleichmäßig durch den Lampenkolben 11 strömend unter gleichzeitiger elektrischer Entladung nach Anlegen einer Hochspannung zwischen den Anschlüssen 10 der Elektroden 12. Während der Entladung wird der Strom begrenzt auf etwa 2 bis 15 Ampere. Die Stromstärke richtet sich dabei nach der Betriebsleistung und der Elektrodengröße der Entladungslampe. Falls erwünscht, kann der Lampenkolben von außen erhitzt und dadurch aus geheizt werden, z.B. mit einer elektrischen Heizwendel, Heizfolie, Heizfilm oder einem Brenngasgebläse an oder auf der Außenseite des Lampenkolbens. Verunreinigungen, die während des Entladungsvorganges und/oder beim Ausheizen sich im Innern des Lampenkolbens befinden, werden durch das strömende Spülgas nach außen transportiert. Nach dem Entladung und/oder Ausheizvorgang wird der Lampenkolben abgelcühlt auf Raumtemperatur.
• Die kontinuierliche Gasspülung wird jedoch fortgesetzt.
• Danach folgen die Verfahrensschritte Stutzen 5 schließen, Ventil 2 schließens Stutzen 4 offen, um gewinschtenfalls Dotierstoffe in das Kolbeninnere einzubringen, mit Vorteil, wenn dieser, wie dargestellt, senkrecht nach oben steht; Ventil 2 öffnen, Stutzen 4 verschließen, danach Ventile 2 und 3 schließen und Ventil 6 solange offenhalten, bis eine Spülgasfüllung aus Edelgas verbleibt in einem für den Betrieb der Gasentladungslampe nötigen Druck, der mit Hilfe einer vorzugsweise kohlenwasserstofffreien Grobvakuumpumpe 7 erreicht wird. Erst danach wird der Stutzen 1 verschlossenr und die Lampe ist betriebsbereit. Sie steht infolge der großen Reinheit der Innenatmosphäre für eine lange Betriebsdauer zur Verfügung. Dieser und die weiteren Vorteile werden vor allem auf die Gasspülung bei gleichzeitiger Entladung und/ oder Ausheizung des Kolbens zurückgeführt, was beim Stand der Technik nicht möglich war, weil dort eine Entladung nicht gleich zeitig mit der vorgesehenen Evakuierung vorgenommen werden kann.
• Abwandlungen des dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiels können selbstverständlich vorgenommen werden, ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Bevorzugte Anwendungsgebiete der neuen Gasentladungslampe sind: 1. Strahler für reprographische Zwecke oder Metallhalogenidstrahler, bevorzugt Hochdruckstrahler, im Leistungsbereich zwischen etwa einem und fünf kW, 2. Strahler für Trocknungszwecke, insbesondere von Druckfarben, im Leistungsbereich von etwa eins bis fünfzehn kW, 3. Tauchstrahler für die chemische Industrie im Leistungsbereich von etwa 0,5 bis 20 kW.

Claims (8)

1. "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Gasentladungslampe" -Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer Gasentladungslampe, deren Lampenkolben an den Enden herausragende, dichte Elektrodendurchführungen aufweist, mit Stutzen, wovon einer an eine Vakuumpumpe anschließbar ist, wenn Gase eingefüllt sind, und die Lampe zum Entfernen von Verunreinigungen aus dem Inneren des Kolbens zur Entladung gezündet und/oder ein Ausheizen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Lampenkolben ein kontinuierlicher Strom eines inerten, zündfähigen Gases hindurchgeleitet wird unter gleichzeitiger Entladung und/oder Beheizung während der Durchströmung.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungslampeeinen Lampenkolben mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Stutzen aufweist, von denen einer mit einem Ventil versehen der Zufuhr strömender Gase dient, und wenigstens einer, bevorzugt zwei, der Abfuhr derselben, wobei diese Stutzen so angeordnet sind, daß die Gasströmung vor ihrem Austritt gezwungen ist, an den Elektroden im Lampenkolben mindestens in deren Nahbereich vorbeizuströmen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszufuhrstutzen etwa mittig und die Gasabfuhrstutzen etwa im Endbereich nahe den Elektroden symmetrisch angeordnet sind, bezogen auf die Länge des Lampenkolbens.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daR Zu- und Abfuhrstutzen am Lampenkolbenaußendurchmesser auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben von einer elektrischen Heizeinrichtung, wie Wendel, Folie, Film oder dergleichen, umgeben ist.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben von einem Brenngasgebläse von außen aufgeheizt wird.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß einer elektrischen Hochspannung Elektrodendurchfiihrungen aus Quetschfüßen an den Enden der Lampenkolben, vorzugsweise axial, gegenüberliegend herausgeführt sind.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gaszufuhrstutzen ein Mehrwegeventil angeordnet ist mit sich kreuzenden Kanälen für Druckausgleich und Gaszufuhr bzw. -abfuhr andererseits.