DE3536553C1 - Electrical power supply lead for gas-discharge lamps - Google Patents

Electrical power supply lead for gas-discharge lamps

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DE3536553C1
DE3536553C1 DE19853536553 DE3536553A DE3536553C1 DE 3536553 C1 DE3536553 C1 DE 3536553C1 DE 19853536553 DE19853536553 DE 19853536553 DE 3536553 A DE3536553 A DE 3536553A DE 3536553 C1 DE3536553 C1 DE 3536553C1
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DE19853536553
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Karl 6455 Erlensee Scheider
Joachim Dipl.-Ing. 6454 Bruchköbel Scherzer
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Thermo Electron LED GmbH
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WC Heraus GmbH and Co KG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/36Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

A rod (3), which consists of the same material as the discharge vessel and is coated in the form of a sheath with an electrically conductive layer (2), is used as the electrical conductor (1) of the vacuum-tight electrical power supply lead for the electrodes (13) of gas-discharge lamps having a discharge vessel consisting of quartz-glass or high-silicate glass. In order to achieve an optimum electrical and mechanical connection between the bar (3) and the electrode (13) as well as the external electrical connection (14), caps or sleeves (5) having sprung tongues (6) are plugged onto both ends of the electrical conductor (1) and are fused into the sealing tube (11) of the discharge vessel. Both the layer (2) which is used as an electrical conductor and the caps or sleeves (5) consist of a metal having a high melting point, such as molybdenum, tungsten or rhenium for example, so that they retain their original shape during the sealing process. <IMAGE>

Description

Fig. Ib zeigt im Querschnitt bzw. in einer Draufsicht den mit der elektrisch leitenden Schicht 2 versehenen Stab 3 als Stromleiter 1, auf dessen beide Enden koaxial zu seiner Achse 4 Hülsen 5 aus hochtemperaturbeständigem Metall mit elastisch federnden Zungen 6 aufgesteckt sind. Die über die Enden des Stabes 3 hinausragenden Hülsen 5 stellen jeweils die Verbindung zum Trägerstift der Elektrode bzw. zum äußeren Stromanschluß her. Die Zungen 6 werden durch kronenaig vom Rand 7 der Aufsteckseite der Hülsen 5 ausgehende Schlitze 8 gebildet, deren Richtung parallel zur Achse 4 des Stabes 3 verläuft. Die Schlitze 8 können jedoch auch durch Ausnehmungen ersetzt werden. Die Hülsen 5 bestehen vorzugsweise aus Molybdänblech in einer Stärke von 0,01 bis 0,5 mm. Mit diesen Hülsenstärken wird eine ausreichende Klemmwirkung, die insbesondere für die Weiterverarbeitung erforderlich ist, erzielt. Fig. Ib shows in cross section or in a plan view with the electrically conductive layer 2 provided rod 3 as a conductor 1, on both of which Ends coaxial with its axis 4 with sleeves 5 made of high-temperature-resistant metal resilient tongues 6 are attached. The protruding beyond the ends of the rod 3 Sleeves 5 each provide the connection to the carrier pin of the electrode or to the outer one Power connection. The tongues 6 are crowned by the edge 7 of the slip-on side the sleeves 5 outgoing Slots 8 are formed, the direction of which is parallel runs to the axis 4 of the rod 3. The slots 8 can, however, also through recesses be replaced. The sleeves 5 are preferably made of molybdenum sheet in one thickness from 0.01 to 0.5 mm. With these sleeve thicknesses, a sufficient clamping effect is achieved, which is required in particular for further processing.

Es ist jedoch auch möglich, an Stelle der Hülsen 5 auf die Enden des Stabes 3 aufsteckbare Kappen einzusetzen, deren Kappenboden jeweils mit dem Trägerstift der Elektrode bzw. dem äußeren Stromanschluß zu verbinden ist; diese können ebenfalls durch Federzungen gehalten werden. However, it is also possible instead of the sleeves 5 on the ends of the rod 3 insertable caps, the cap bottom each with the Is to be connected to the carrier pin of the electrode or the external power connection; these can also be held by spring tongues.

In Fig. lc ist im Querschnitt der Elektrodenraum eines zylindersymmetrischen Entladungsraumes für Gasentladungslampen dargestellt. Der Elektrodenraum 9 besteht dabei aus dem hier nur teilweise dargestellten zylinderförmigen Entladungsraum 10 und dem sich daran anschließenden flaschenhalsartig verjüngenden Einschmelzrohr 11 mit dem Stromleiter 1. Der Stromleiter 1 besteht in diesem Fall aus dem mit der Schicht 2 versehenen Stab 3, auf dessen beiden Enden jeweils Hülsen 5 zur Verbindung mit dem Trägerstift 12 der Elektrode 13 sowie dem äußeren Stromanschluß 14 verbunden sind. In Fig. Lc, the cross section of the electrode space is a cylindrically symmetrical Shown discharge space for gas discharge lamps. The electrode space 9 is made in this case from the cylindrical discharge space 10, which is only partially shown here and the connecting tube, which tapers in the manner of a bottle neck 11 with the conductor 1. In this case, the conductor 1 consists of the one with the Layer 2 provided rod 3, on both ends of each sleeve 5 for connection connected to the carrier pin 12 of the electrode 13 and the external power connection 14 are.

Der Durchmesser des Stabes 3 liegt im Bereich von 2 bis 15 mm, vorzugsweise wird ein Durchmesser im Bereich von ca. 8 mm verwendet. Der Innendurchmesser des Einschmelzrohres 11 liegt im Bereich von 3 bis 17 mm, wobei die Wandstärke im Bereich von 1,5 bis 4 mm liegt.The diameter of the rod 3 is in the range from 2 to 15 mm, preferably a diameter in the range of approx. 8 mm is used. The inside diameter of the Melting tube 11 is in the range from 3 to 17 mm, the wall thickness in the range from 1.5 to 4 mm.

Das Einschmefzrohr 11 bildet mit dem Stromleiter 1 eine hochvakuumdichte Schmelzverbindung, welche durch Erhitzung des Einschmelzrohres 11 zusammen mit dem eingeführten Stab 3 unter Evakuierung des zylinderförmigen Entladungsrohres 10 hergestellt wird. The Einmefzrohr 11 forms with the conductor 1 a high vacuum tight Melt connection, which by heating the melt tube 11 together with the introduced rod 3 produced with evacuation of the cylindrical discharge tube 10 will.

Während des Einschmelzvorganges befinden sich schon der äußere Stromanschluß 14 und der Trägerstift 12 einschließlich der Elektrode 13 in den Hülsen 5, wobei die Hülsen 5 ebenso wie der Stromleiter 1 vom Einschmelzrohr 11 vakuumdicht umschlossen werden können. Es ist jedoch auch möglich, nur die sich gegenüberliegenden geschlitzten Enden der Hülsen 5 in das Material des Einschmelzrohres 11 einzubetten, während die zum Außen- bzw. Entladungsraum gerichteten Stirnseiten nicht in das Material des Einschmelzrohres 11 eingebettet sind. Der Einschmelzvorgang erfolgt bei einer Temperatur von ca. 20000 C, wobei die aus hochschmelzendem Metall bestehende Schicht 2 aufgrund ihres höheren Schmelzpunktes (Molybdän 2600"C, Wolfram 3380"C, Rhenium 31800C) fest und zusammenhängend bleibt. Aufgrund der Durchsichtigkeit des Materials des Entladungsgefäßes ist der Einschmelzvorgang unter Sichtkontrolle möglich. Die Einschmelzung ist für Hochvakuumbelastung im Bereich des Entladungsraumes geeignet.The external power connection is already in place during the melting process 14 and the carrier pin 12 including the electrode 13 in the sleeves 5, wherein the sleeves 5 as well as the current conductor 1 are enclosed in a vacuum-tight manner by the melting tube 11 can be. However, it is also possible to have only the opposing slits Embed the ends of the sleeves 5 in the material of the melt tube 11 while the end faces facing the outside or discharge space do not enter the material of the melt tube 11 are embedded. The melting process takes place at a Temperature of approx. 20,000 C, with the layer consisting of high-melting metal 2 due to their higher melting point (molybdenum 2600 "C, tungsten 3380" C, rhenium 31800C) remains firm and cohesive. Due to the transparency of the material of the discharge vessel, the melting process is possible under visual inspection. the Melting is suitable for high vacuum loads in the area of the discharge space.

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Claims (4)

Patentansprüche: 1. Stromzuführung für eine in einem Entladungsgefäß aus Quarzglas oder hochsilikatischem Glas angeordnete Elektrode einer Gasentladungslampe, insbesondere einer Xenon-Hochdruck- und Laseranregungslampe, die als Stromleiter eine dünne Schicht aus hochschmelzendem Metall auf einem Stab aus Quarzglas oder hochsilikatischem Glas aufweist, wobei der Stab im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizenten wie das Entladungsgefäß besitzt und wobei der Stromleiter vakuumdicht in das Entladungsgefäß eingeschmolzen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß auf beiden Enden des Stabes (3) jeweils eine Kappe oder Hülse (5) aus hochschmelzendem Metall kraftschlüssig aufgesteckt ist und daß die eine Kappe oder Hülse (5) mittels eines Trägerstifts (12) mit der Elektrode (13) verbunden und die andere Kappe oder Hülse (5) mit einem äußeren Stromanschluß (14) verbunden ist. Claims: 1. Power supply for one in a discharge vessel made of quartz glass or highly silicate glass electrode of a gas discharge lamp, in particular a xenon high pressure and laser excitation lamp, which act as a conductor a thin layer of refractory metal on a rod of quartz glass or highly silicate glass, the rod having essentially the same coefficient of thermal expansion how the discharge vessel possesses and wherein the current conductor is vacuum-tight in the discharge vessel is melted, d a d u r c h marked that on both ends of the rod (3) a cap or sleeve (5) made of high-melting metal in a non-positive manner is attached and that the one cap or sleeve (5) by means of a carrier pin (12) connected to the electrode (13) and the other cap or sleeve (5) with a external power connector (14) is connected. 2. Stromzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Enden der Kappen oder Hülsen (5) mit Federzungen (6) versehen sind. 2. Power supply according to claim 1, characterized in that the facing ends of the caps or sleeves (5) provided with spring tongues (6) are. 3. Stromzuführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stromleiter dienende Schicht (2) und die Kappen oder Hülsen (5) aus dem gleichen Metall bestehen. 3. Power supply according to claim 1 or 2, characterized in that that serving as a conductor layer (2) and the caps or sleeves (5) consist of the same metal. 4. Stromzuführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus Molybdän, Wolfram, Rhenium oder einer Basislegierung eines dieser Metalle besteht. 4. Power supply according to claim 3, characterized in that the Metal made from molybdenum, tungsten, rhenium or a base alloy of one of these metals consists. Die Erfindung betrifft eine Stromzuführung für eine in einem Entladungsgefäß aus Quarzglas oder hochsilikatischem Glas angeordnete Elektrode einer Gasentladungslampe, insbesondere einer Xenon-Hochdruck-und Laseranregungslampe, die als Stromleiter eine dünne Schicht aus hochschmelzendem Metall auf einem Stab aus Quarzglas oder hochsilikatischem Glas aufweist, wobei der Stab im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizenten wie das Entladungsgefäß besitzt und wobei der Stromleiter vakuumdicht in das Entladungsgefäß eingeschmolzen ist. The invention relates to a power supply for one in a discharge vessel made of quartz glass or highly silicate glass electrode of a gas discharge lamp, in particular a xenon high pressure and laser excitation lamp, which acts as a conductor a thin layer of refractory metal on a rod of quartz glass or highly silicate glass, the rod having essentially the same coefficient of thermal expansion how the discharge vessel possesses and wherein the current conductor is vacuum-tight in the discharge vessel melted down. Aus der AT-PS 119 228 ist eine Stromzuführung für Quarzlampen bekannt, die in das Quarzglas des Entladungsgefäßes luftdicht einzuschmelzen ist. Die Stromzuführung besteht dabei aus einem Quarzglasstab, der mit einer dünnen, gut haftenden Metallschicht als Stromleiter versehen ist, welche aus einem der hochschmelzenden Metalle Platin, Iridium oder Tantal besteht. Der Überzug kann beispielsweise aufgedampft sein. Da der an seiner Oberfläche mit einem genügend dünnen und gut haftenden Metallüberzug versehene Quarzglasstab in seiner Wärmeausdehnung nicht merklich von dem Quarzglas des Entladungsgefäßes abweicht, läßt sich durch Verschmelzen von Stab und Gefäßwand eine luftdichte und spannungsfreie Durchführung erzielen. From AT-PS 119 228 a power supply for quartz lamps is known, which is to be melted airtight into the quartz glass of the discharge vessel. The power supply consists of a quartz glass rod with a thin, well-adhering metal layer is provided as a current conductor, which is made of one of the high-melting metals platinum, Consists of iridium or tantalum. The coating can, for example, be vapor-deposited. There the one on its surface with a sufficiently thin and well-adhering metal coating The thermal expansion of the quartz glass rod provided is not noticeably different from the quartz glass of the discharge vessel deviates, can be achieved by fusing the rod and the vessel wall achieve an airtight and tension-free implementation. Die Stromzuführung bildet somit einen luftdichten Stromweg von dem Außenraum in das Innere des Gefäßes und umgekehrt. Den weiteren Weg des Stromes können gewöhnliche Metalleiter bilden, welche z. B. The power supply thus forms an airtight power path from the Outside space to the inside of the vessel and vice versa. The further path of the current can form ordinary metal conductors, which z. B. mittels Anpressen an den Stromleiter befestigt werden.be attached to the conductor by pressing. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die nach außen stehenden Enden der Beschichtung auf galvanischem Wege derart zu verdicken, daß an ihnen die Verbindungsleitungen, z. B. durch Löten oder Schweißen, befestigt werden können. Entsprechend können die in das Innere des Entladungsgefäßes ragenden Enden des Stromleiters behandelt werden.It has proven to be expedient to use those standing outwards To thicken the ends of the coating by electroplating in such a way that the Connecting lines, e.g. B. by soldering or welding, can be attached. The ends of the current conductor protruding into the interior of the discharge vessel can correspondingly be treated. Es sind somit verhältnismäßig aufwendige Maßnahmen erforderlich, um einen Stromweg von den äußeren Anschlüssen bis zu den im Innenraum liegenden Elektroden aufzubauen. Relatively complex measures are therefore necessary around a current path from the outer connections to the ones in the interior Build electrodes. Aufgabe der Erfindung ist es, auf die Stromzuführung einfach aufzubringende Kontaktierungsmittel zu schaffen, welche mit dem Quarzglas oder dem hochschmelzenden silikatischen Glas eine mechanisch stabile Verbindung bilden können. Weiterhin soll es möglich sein, Stromzuführungen verschiedener Formate mit ein und derselben Vorrichtung herzustellen. The object of the invention is to be easily applied to the power supply To create contacting means, which with the quartz glass or the high-melting point silicate glass can form a mechanically stable connection. Furthermore should it will be possible to use power supply lines of different formats with one and the same device to manufacture. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further refinements of the invention emerge from the subclaims. Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die Stromzuführung aus verhältnismäßig wenigen elementaren Komponenten auf der Basis eines Stabes aus Quarzglas oder hochsilikatischem Glas zusammengesetzt werden kann, wobei deren mechanisch feste Verbindung durch die beim Einschmelzvorgang ohnehin entstehende plastische Verformung des Quarzglases oder hochsilikatischen Glasmaterials sichergestellt wird. The advantages of the invention can be seen in the fact that the power supply from relatively few elementary components on the basis of a rod Quartz glass or highly silicate glass can be composed, with their mechanical firm connection due to the plastic that is created anyway during the melting process Deformation of the quartz glass or highly silicate glass material is ensured. Durch Einsatz von Quarzglas oder hochsilikatischem Glas ist eine exakte Sichtkontrolle während des-Fertigungsvorganges möglich.Using quartz glass or highly silicate glass is an exact one Visual inspection possible during the manufacturing process. Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. la, lb und Ic näher erläutert. In the following the object of the invention is based on Fig. La, lb and Ic explained in more detail. Fig. la zeigt im Querschnitt den Stab mit aufgedampfter Metallschicht, Fig. Ib zeigt im Querschnitt und in einer Draufsicht den Stab mit einer auf einem Ende kronenartig aufgesetzten Hülse, Fig. Ic zeigt das Ende eines Gasentladungsraumes mit der Stromzuführung. Fig. La shows in cross section the rod with a vapor-deposited metal layer, Fig. Ib shows in cross section and in a plan view the rod with one on one End of a crown-like attached sleeve, Fig. Ic shows the end of a gas discharge space with the power supply. Gemäß Fig. la wird der Mantel eines zylindrischen Stromleiters 1 durch eine auf einem Stab 3 aufgedampfte Schicht 2 aus hochtemperaturbeständigem Metall gebildet. Die Zylinderachse des Stabes 3 ist mit Ziffer 4 bezeichnet. Die Schicht 2 weist im gesamten Mantelbereich eine im wesentlichen gleichmäßige Stärke auf, wobei die Schichtstärke im Bereich zwischen 15 und 60 ,um liegen kann. Als Querschnitt des Stromleiters ergibt sich daraus näherungsweise folgende Fläche: adxxs, zu d x t x s, (beid>s) wobei a die Querschnittsfläche des Stromleiters, d den Durchmesser des Stabes 3 und s die Dicke der Schicht 2 angeben. Als Stromleitermaterial wird vorzugsweise Molybdän eingesetzt. According to FIG. 1 a, the jacket of a cylindrical current conductor 1 by a vapor-deposited on a rod 3 layer 2 of high temperature resistant Metal formed. The cylinder axis of the rod 3 is denoted by the number 4. the Layer 2 has an essentially uniform thickness in the entire jacket area on, whereby the layer thickness can be in the range between 15 and 60 μm. as The cross-section of the conductor results in approximately the following area: adxxs, to d x t x s, (both> s) where a is the cross-sectional area of the conductor, d indicates the diameter of the rod 3 and s the thickness of the layer 2. As a conductor material molybdenum is preferably used.
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