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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Leuchtstofflampen und insbesondere
einen Amalgambehälter
und insbesondere enthaltend ein verbessertes Amalgam zur Verwendung
innerhalb eines Pumpstengels einer Leuchtstofflampe und eine den
Amalgambehälter
enthaltende Leuchtstofflampe. Die Leuchtstofflampe kann beispielsweise
linear oder kompakt und mit oder ohne Elektroden sein.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Die
Lichtausgabe von Leuchtstofflampen hängt kritisch vom Quecksilberdampfdruck
(Dampfdichte) innerhalb des Lampenkolbens ab. Der Quecksilberdampfdruck
wiederum wird durch die Temperatur von überschüssigem flüssigem Quecksilber gesteuert,
das am kältesten
Teil des Lampenkolbens kondensiert, dem sogenannten "kalten Fleck". Die Leuchtstofflampen
enthalten in der Regel mindestens einen Stengel, der eine Öffnung in
das Innere des Lampenkolbens aufweist und der bei der Herstellung
der Lampe als ein Pump- und Füllstengel verwendet
wird. Bei Abschluß der
Herstellung wird die Spitze des Pumpstengels hermetisch abgebrochen
("tipped off"), und das reduzierte
Ende wird in der Regel der "kalte
Fleck" der Lampe.
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Das
Amalgam befindet sich üblicherweise am
kalten Fleck des Pumpstengels. Solche Amalgame reduzieren den Quecksilberdampfdruck
relativ zu dem von reinem Quecksilber bei jeder gegebenen Temperatur
und gestatten dadurch eine optimale Lichtabgabe bei erhöhten Temperaturen.
Solche Amalgame liefern auch eine verbreiterte Spitze in der Lichtabgabe-Temperatur-Kurve, so daß über einen erweiterten
Bereich von Umgebungstemperaturen eine fast optimale Lichtabgabe
erreicht wird.
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Wenn
Lampen bei Temperaturen betrieben werden, die unter oder über der
optimalen Umgebungstemperatur liegen, nimmt die Lichtabgabe relativ
zum Spitzenwert um bis zu 30% oder mehr ab. Dies ist ein üblicher
Fall, wenn Lampen in geschlossenen oder halbgeschlossenen Halterungen
betrieben werden. Zusätzlich
zur reduzierten Lichtabgabe variiert die Farbe des Lichts infolge
des variierenden Beitrags der blauen Spektralemission von dem Quecksilberdampf
in der Entladung.
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Das
Problem der Quecksilberdampfdrucksteuerung unter variierenden Temperaturbedingungen
wird zumindest teilweise durch die Verwendung von verschiedenen
Legierungen gelöst,
die Quecksilber aus seiner Gasphase absorbieren können. Legierungen
aus bei einer niedrigen Temperatur schmelzenden Metallen werden
oftmals in Leuchtstofflampen plaziert, um mit überschüssigem Quecksilber zu amalgamieren
und den Quecksilberdampfdruck innerhalb der Lampe zu regeln. Zu
Legierungen, von denen bekannt ist, daß sie sich beim Ausbilden von Amalgamen
mit Quecksilber besonders eignen, zählen eine Blei-Eismut-Zinn-Legierung, eine Eismut-Indium-Legierung,
eine Eismut- und Zinnlegierung und eine Zink-, Indium- und Zinnlegierung,
siehe beispielsweise
WO 96/37909 und
EP 373567 . Andere nützliche
Amalgame können
mit reinem Indium, reinem Blei und reinem Zink gebildet werden.
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Die
Lampe wird in der Regel mit einer überschüssigen Menge an Quecksilberamalgam
ausgestattet, das heißt
mehr Amalgam, als erforderlich ist, um das Quecksilber zu liefern,
das verdampft, wenn die Lampe einen stabilisierten Arbeitszustand
erreicht. Mit Alterung der Lampe wird ein Teil des überschüssigen Amalgams
benötigt,
um das Quecksilber zu ersetzen, das anderweitig chemisch in der
Lampe während
der Lebensdauer der Lampe gebunden wird.
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Wenn
eine Amalgam-Leuchtstofflampe abgeschaltet wird, kühlt sich
das Amalgam ab und der Quecksilberdampf innerhalb der Lampe wird
allmählich
in das Amalgam absorbiert. Wenn die Lampe eingeschaltet wird, ist
die Lumenausgabe signifikant reduziert, bis das Amalgam bis zu einem
Punkt erwärmt
ist, bei dem das Amalgam ausreichend Quecksilberdampf emittiert,
um einen effizienten Lampenbetrieb zu gestatten.
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Bei
einigen Lampenarten, insbesondere elektrodenlosen Leuchtstofflampen
oder kompakten Leuchtstofflampen mit Elektroden ist es wichtig,
daß das
Amalgam daran gehindert wird, sich innerhalb der Lichtbogenumgebung
in dem Lampenkolben abzusetzen, wo das Amalgam abträgliche Änderungen an
der Lumenausgabe und der Lumen-Temperatur-Leistung der Lampe verursachen
kann.
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Bei
Lampen mit dem Sockel nach oben besteht ein besonderes Problem darin,
daß das
verschmolzene Ende des Stengels, das in den Lampenkolben öffnet, unter
dem Amalgam angeordnet ist und das Amalgam dazu tendiert, durch
die Schwerkraft nach unten in den Lampenkolben zu fallen, wo eine
viel höhere
Temperatur vorliegt, die einen plötzlichen Anstieg bei dem Quecksilberdampfdruck
und einen Anstieg bei der Lampenspannung verursacht, was zu dem
Auftreten von schwarzen Flecken in dem Glaskolben führt. Wenn
die Lampenspannung die maximale Erhaltungsspannung des in der Lampe vorgesehenen
Vorschaltgeräts übersteigt,
geht die Lampe aus. Es ist somit ein Mittel erforderlich zum Festhalten
von flüssigem
Amalgam in dem Stengel, das aber gestattet, daß Quecksilberdampf aus dem Stengel
austritt und in den Lampenkolben fließt.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf an einem Amalgambehälter, der ein verbessertes
Amalgam enthält
und/oder ein verbessertes Amalgamhaltemittel oder einen Käfig zum
Begrenzen des Amalgams zu dem zugeschmolzenen Endgebiet des Stengels.
Es besteht weiterhin ein Bedarf an einer Leuchtstofflampe, die mit
einem derartigen Amalgambehälter
und/oder einem Amalgamrückhaltemittel
ausgestattet ist. Solche Rückhaltemittel
sind beispielsweise aus
US-A
5,757,129 einschließlich
dem dort angeführten
Stand der Technik bekannt.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Bereitstellung eines
Amalgambehälters,
der ein verbessertes Amalgam zum Anordnen in einem Pumpstengel einer
Leuchtstofflampe aufweist, um die Migration von flüssigem Amalgam
in den Lampenkolben zu verhindern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
elektrodenlosen Leuchtstofflampe mit einem Amalgambehälter darin,
der ein verbessertes Amalgam und/oder ein verbessertes Amalgamrückhaltemittel
in dem Pumpstengel aufweist.
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Angesichts
der obigen und weiteren Aufgaben, wie sie hierin erscheinen werden,
besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
eines Amalgambehälters
für eine
Leuchtstofflampe wie in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1
umrissen. Bevorzugte Ausführungsformen sind
in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Aus
JP-A-11/185704 ist
eine Leuchtstofflampe mit einem Amalgamfesthaltemittel bekannt,
dessen Oberfläche
derart behandelt ist, daß die
Benetzbarkeit für
flüssiges
Amalgam reduziert ist.
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Der
Behälter
umfaßt
einen Glaspumpstengel, der sich in der Regel in Richtung eines Sockelabschnitts
der Lampe erstreckt, wobei der Stengel an einem Ende davon, in der
Regel neben dem Lampensockelabschnitt, geschlossen ist, und eine
Festhaltestruktur, die in dem Stengel angeordnet ist, wobei eine
Festhaltestruktur bevorzugt ein gequetschter Abschnitt des Stengels
ist.
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Ein
Quecksilberamalgamkörper
ist in dem Stengel zwischen der Festhaltestruktur und dem geschlossenen
Stengelende angeordnet, der Amalgamkörper enthält ein Mittel zum Benetzen
innerer Oberflächen
innerhalb des Glasstengels, um zu bewirken, daß das Amalgam an den inneren
Oberflächen
haftet, wenn der Amalgamkörper
verflüssigt wird,
und um dadurch zu verhindern, daß der Amalgamkörper an
der Festhaltestruktur vorbei und in das Innere des Lampenkolbens
fließt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Benetzungsmittel Lithium, das zum Benetzen innerer Oberflächen des Glasstengels
verwendet wird, um zu bewirken, daß das Amalgam an den inneren
Stengeloberflächen haftet,
wenn der Amalgamkörper
verflüssigt
wird, und um dadurch zu verhindern, daß der Amalgamkörper an
der Festhaltestruktur vorbei und in den Lampenkolben fließt.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Amalgambehälter für eine Leuchtstofflampe
bereitgestellt. Der Behälter
umfaßt
einen Glaspumpstengel, der sich in Richtung eines Sockelabschnitts
der Lampe erstreckt, wobei der Stengel an einem Ende davon neben
dem Lampensockelabschnitt geschlossen ist, und eine Schicht aus
lithiumhaltigem Metall haftet an einer inneren Oberfläche des
Pumpstengels, um als ein Benetzungsmittel zu wirken. Ein Quecksilberamalgamkörper ist
in dem Stengel zwischen dem geschlossenen Stengelende und einem
gequetschten Abschnitt des Stengels angeordnet. Beim Verflüssigen des
Amalgamkörpers haftet
das flüssige
Amalgam an der Schicht, um dadurch das Amalgam daran zu hindern,
das es an dem gequetschten Stengelabschnitt vorbei und in den Lampenkolben
fließt.
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Gemäß noch einem
weiteren Merkmal der Erfindung wird eine spezielle Ausführungsform
einer elektrodenlosen Leuchtstoffbaugruppe bereitgestellt, umfassend:
einen lichtdurchlässigen
Kolben, der eine ionisierbare gasförmige Füllung enthält zum Aufrechterhalten einer
Lichtbogenentladung, wenn einem magnetischen Hochfrequenzfeld ausgesetzt, und
zum Emittieren von Ultraviolettstrahlung als Ergebnis davon, wobei
der Kolben in der Regel eine innere Leuchtstoffbeschichtung zum
Emittieren von sichtbarer Strahlung bei Anregung durch die Ultraviolettstrahlung – natürlich läßt sich
die Baugruppe auch für
Quecksilberniederdrucklampen ohne einen fluoreszierenden Leuchtstoff
verwenden – aufweist, wobei
der Kolben einen darin ausgebildeten einspringenden Hohlraum aufweist.
Eine Anregungsspule ist innerhalb des einspringenden Hohlraums enthalten zum
Bereitstellen des magnetischen Hochfrequenzfelds bei Anregung durch
eine Hochfrequenzstromversorgung. Ein Glaspumpstengel erstreckt
sich durch den einspringenden Hohlraum und in den Kolben, wobei
der Pumpstengel ein geschlossenes Ende bei einem Sockelabschnitt
der Lampe aufweist. Eine gequetschte Konfiguration ist in dem Pumpstengel
in einem vorbestimmten Abstand von dem geschlossenen Stengelende
ausgebildet, und eine Festhaltestruktur ist in dem Stengel angeordnet
und wird von der gequetschten Konfiguration festgehalten. Ein Quecksilberamalgamkörper ist
in dem Stengel zwischen der Festhaltestruktur und dem geschlossenen
Stengelende angeordnet, wobei der Amalgamkörper Lithium enthält zum Benetzen
von inneren Oberflächen
des Glasstengels, die von dem Amalgam berührt werden, um zu bewirken,
daß das Amalgam
an den inneren Stengeloberflächen
haftet, wenn der Amalgamkörper
verflüssigt
wird, und um dadurch den Amalgamkörper daran zu hindern, an der
Festhaltestruktur und in den Lampenkolben zu fließen.
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Gemäß noch einem
weiteren Merkmal der Erfindung wird eine elektrodenlose Fluoreszenzlampenbaugruppe
bereitgestellt, die folgendes umfaßt: einen lichtdurchlässigen Kolben,
der eine ionisierbare gasförmige
Füllung
enthält
zum Aufrechterhalten einer Lichtbogenentladung, wenn einem magnetischen
Hochfrequenzfeld ausgesetzt, und zum Emittieren von Ultraviolettstrahlung
als Ergebnis davon, wobei der Kolben eine innere Leuchtstoffbeschichtung
zum Emittieren von sichtbarer Strahlung bei Anregung durch die Ultraviolettstrahlung
aufweist, wobei der Kolben einen darin ausgebildeten einspringenden
Hohlraum aufweist. Eine Anregungsspule ist innerhalb des einspringenden
Hohlraums enthalten zum Bereitstellen des magnetischen Hochfrequenzfelds
bei Anregung durch eine Hochfrequenzstromversorgung. Ein Glaspumpstengel
erstreckt sich durch den einspringenden Hohlraum und in dem Kolben,
wobei der Pumpstengel ein geschlossenes Ende bei einem Sockelabschnitt
der Lampe aufweist. Eine gequetschte Konfiguration ist in dem Pumpstengel
in einem vorbestimmten Abstand von dem geschlossenen Stengelende
ausgebildet, und eine Festhaltestruktur ist in dem Stengel angeordnet
und wird von der gequetschten Konfiguration festgehalten. Ein Quecksilberamalgamkörper ist
in dem Stengel zwischen der Festhaltestruktur und dem geschlossenen
Stengelende angeordnet, und eine Schicht aus Lithium enthaltendem
Metall haftet an einer inneren Oberfläche des Pumpstengels, wobei beim
Verflüssigen
des Amalgamkörpers
das flüssige Amalgam
an der Schicht haftet, um dadurch das Amalgam daran zu hindern,
an der Festhaltestruktur vorbei und in den Lampenkolben zu fließen.
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Die
obigen und weiteren Merkmale der Erfindung einschließlich verschiedener
neuartiger Details hinsichtlich Konstruktion und Kombinationen von
Teilen werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
ausführlich
beschrieben und in den Ansprüchen
hervorgehoben. Es versteht sich, daß die jeweiligen, die Erfindung
verkörpernden
Einrichtungen lediglich zur Veranschaulichung und nicht als Beschränkungen
der Erfindung gezeigt sind. Die Prinzipien und Merkmale der vorliegenden
Erfindung können
in verschiedenen und zahlreichen Ausführungsformen verwendet werden,
ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Amalgambehälters, der
einen sich in Richtung eines Sockelabschnitts der Lampe erstreckenden Glaspumpstengel umfaßt, wobei
der Stengel an einem Ende neben dem Sockelabschnitt geschlossen
ist und ein Metallbecher in dem Stengel angeordnet ist und von einem bevorzugt
gequetschten Abschnitt des Stengels festgehalten wird. Der Becher
definiert eine ringförmige Außenwand
mit einem freien Rand, der sich in Richtung des geschlossenen Stengelendes
erstreckt, wobei sich ein rohrförmiger
Zentralkernabschnitt in Richtung des geschlossenen Stengelendes
erstreckt und eine ringförmige
Mulde durch den Kernabschnitt und die Außenwand ausgebildet wird. Eine
Quecksilberamalgamkugel ist zwischen dem Metallbecher und dem geschlossenen
Stengelende angeordnet, wobei ein Durchmesser der Kugel einen Innendurchmesser
des Kernabschnitts übersteigt,
und eine Beschichtung aus einem Metallbenetzungsmittel ist an inneren
Oberflächen
der Mulde angeordnet. Wenn der Amalgamkörper verflüssigt, haftet das flüssige Amalgam
an den Bechermuldenoberflächen,
und Quecksilberdampf kann durch den Becherkernabschnitt fließen.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung wird eine elektrodenlose Leuchtstofflampe
bereitgestellt, die folgendes umfaßt: einen lichtdurchlässigen Kolben,
der eine ionisierbare gasförmige Füllung enthält zum Aufrechterhalten
einer Lichtbogenentladung, wenn einem magnetischen Hochfrequenzfeld
ausgesetzt, und zum Emittieren von Ultraviolettstrahlung als Ergebnis
davon. Der Kolben ist mit einer inneren Leuchtstoffbeschichtung
versehen zum Emittieren von sichtbarer Strahlung bei Anregung durch
die Ultraviolettstrahlung und mit einem darin ausgebildeten einspringenden
Hohlraum. Eine Anregungsspule ist innerhalb des einspringenden Hohlraums
enthalten zum Bereitstellen des magnetischen Hochfrequenzfelds bei
Anregung durch eine Hochfrequenzstromversorgung. Ein Pumpstengel verläuft durch
den einspringenden Hohlraum und in den Kolben zum Evakuieren und
Füllen
der Lampe bei der Herstellung, wobei der Pumpstengel in Richtung
eines Sockelabschnitts der Lampe verläuft und bei dem Lampensockelabschnitt
ein geschlossenes Ende aufweist. Eine Vertiefungskonfiguration ist
in dem Pumpstengel in einem vorbestimmten Abstand von dem geschlossenen
Stengelende ausgebildet. Ein Metallbecher hält ein Amalgam an einer Stelle
in dem Pumpstengel zwischen dem Metallbecher und dem geschlossenen
Ende des Pumpstengels fest, wobei der Metallbecher eine ringförmige Wand
mit freiem Rand definiert, der sich in Richtung des geschlossenen
Pumpstengelendes erstreckt, einen rohrförmigen Zentralkernabschnitt,
der sich in Richtung des geschlossenen Pumpstengelendes erstreckt,
und eine durch den Kernabschnitt und die Außenwand gebildete ringförmige Mulde.
Eine Beschichtung aus einem Metallbenetzungsmittel ist an inneren
Oberflächen
der Mulde angeordnet. Wenn der Amalgamkörper verflüssigt, haftet das flüssige Amalgam
an den Bechermuldenoberflächen,
und Quecksilberdampf kann durch den Becherkernabschnitt fließen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen veranschaulichende Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt sind, aus denen sich ihre neuartigen Merkmale
und Vorteile ergeben.
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Es
zeigen:
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1 eine weggebrochene Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, einer elektrodenlosen Leuchtstofflampe nach dem Stand
der Technik (1a) und einer kompakten Leuchtstofflampe
nach dem Stand der Technik (1b);
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2 eine
schematische Schnittdarstellung eines verbesserten Amalgambehälters zum
Verhindern einer Bewegung von flüssigem
Amalgam in eine Lampe der in 1 gezeigten
Art von der bevorzugten Amalgamstelle und
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3 ähnlich 2,
jedoch eine alternative Ausführungsform,
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4 eine
Perspektivansicht eines verbesserten Käfigs zum Verhindern einer Bewegung
von flüssigem
Amalgam von der bevorzugten Amalgamstelle in eine Lampe der in 1 gezeigten Art;
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5 eine
schematische Darstellung des Käfigs
von 4, in einem Pumpstengelabschnitt einer Leuchtstofflampe
der in 1 gezeigten Art angeordnet
und
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6 ähnlich 5,
aber eine alternative Ausführungsform;
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7 eine
schematische Darstellung eines verbesserten Amalgambehälters zum
Verhindern einer Bewegung von flüssigem
Amalgam in einer Lampe der in 1 gezeigten
Art von der bevorzugten Amalgamstelle;
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8 ähnlich 7,
aber das Amalgam von 7 nach dessen Verflüssigung;
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9 ähnlich 7,
aber eine alternative Ausführungsform
des Amalgambehälters
und
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10 ähnlich 9,
aber das Amalgam von 9 nach dessen Verflüssigung.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf 1a ist zu sehen, daß eine bekannte
kompakte Leuchtstofflampe 10 mit Sockel nach oben mit einem
lichtdurchlässigen Kolben 12 versehen
ist, der eine ionisierbare gasförmige
Füllung
zum Aufrechterhalten einer Lichtbogenentladung enthält. Bei
der Herstellung wird die Lampe 10 mit der Füllung über einen
Pumpstengel 20 mit einer inneren Oberfläche 26 auf wohlbekannte
Weise dosiert. Eine geeignete Füllung
umfaßt
beispielsweise eine Mischung aus einem Edelgas (z. B. Krypton und/oder
Argon) und Quecksilberdampf. Dies ist eine elektrodenlose Konfiguration.
Eine Anregungsspule 14 befindet sich innerhalb eines einspringenden Hohlraums 16,
und davon entfernbar, innerhalb des Kolbens 12. Zu Darstellungszwecken
ist die Spule 14 schematisch so gezeigt, daß sie um
den Pumpstengel 20 gewickelt ist. Die Spule 14 kann
jedoch von dem Pumpstengel 20 beabstandet und gegebenenfalls
um einen Kern aus isolierendem Material (nicht gezeigt) gewickelt
sein oder freistehen (nicht gezeigt). Die inneren Oberflächen des
Kolbens 12 sind auf wohlbekannte Weise mit einem geeigneten Leuchtstoff 18 beschichtet.
Der Kolben 12 paßt
in ein Ende einer Sockelbaugruppe 17, die eine nicht gezeigte
Hochfrequenzstromversorgung mit einem Standardlampensockel 19 (z.
B. vom Edison-Typ) enthält. Ein ähnliches
Konzept des Stands der Technik, das eine Lampe mit Elektroden zeigt,
ist in 1b gezeigt.
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Ein
Quecksilberamalgamkörper 32 ist
an einer Stelle plaziert und wird dort festgehalten, die für das jeweilige
Amalgam in einer jeweiligen Lampe optimiert ist. Jedes Amalgam besitzt
seinen eigenen optimalen Bereich von Arbeitstemperaturen zum Liefern
eines geeigneten Quecksilberdampfdrucks.
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Ein
Festhaltemittel, beispielsweise eine Einbuchtung oder eine Vertiefung 22 befindet
sich in Richtung eines Abbruchgebiets des Pumpstengels 20.
Das Abbruchgebiet ist der Bereich an der Oberseite des Pumpstengels,
der zugeschmolzen oder "abgebrochen" wird, um das geschlossene
Ende 24 des Pumpstengels nach Evakuierung und Füllen der Lampe
dort hindurch zu bilden.
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Nachdem
die Lampe durch den Pumpstengel 20 evakuiert und gefüllt worden
ist, wird ein entsprechend bemessenes und geformtes Dosislokalisierungsglied,
das bevorzugt mindestens eine (oder mehrere) Glaskugel 40 umfaßt, durch
die Öffnung
am Abbruchgebiet in den Pumpstengel 20 eingesetzt. Aufgrund
der Anwesenheit der Vertiefung 22 und der Größe und Form
der Glaskugel 40 bleibt das Dosislokalisierungsglied auf
der Innenseite der Vertiefung von dem einspringenden Hohlraum 16 weg.
Das Amalgam 32 wird dann durch die Öffnung in dem Abbruchgebiet
in den Pumpstengel 20 eingeleitet.
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Die
Kombination aus Vertiefung 22 und Glaskugel 40 führt zur
Plazierung und zum Festhalten des Amalgams 32 an einer
vorbestimmten Stelle. Wie oben angemerkt, wird der Pumpstengel über dem Amalgam 32 abgebrochen,
damit man das geschlossene Stengelende 24 erhält.
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Im
Betrieb fließt
ein Strom in der Spule 14 infolge Anregung durch die Hochfrequenzstromversorgung.
Ein Hochfrequenzmagnetfeld wird dadurch innerhalb des Kolbens 12 erzeugt,
daß die
darin enthaltene gasförmige
Füllung
ionisiert und anregt, was zu einer torusförmigen Entladung 23 und
zum Emittieren von Ultraviolettstrahlung davon führt. Der Leuchtstoff 18 absorbiert
die Ultraviolettstrahlung und emittiert sichtbare Strahlung.
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist zu sehen, daß gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Amalgamfesthaltestruktur vorgesehen ist, die eine
oder mehrere Glaskugeln 40 umfaßt, die in dem Glasstengel 20 angeordnet
sind und von mindestens einem gequetschten Abschnitt 22 des
Stengels festgehalten werden. Der Quecksilberamalgamkörper 32 ist
zwischen den Glaskugeln 40 und dem geschlossenen Pumpstengelende 24 angeordnet,
wie in 2 gezeigt.
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Der
Amalgamkörper 32 ist
allgemein kugelförmig,
wenn er sich im festen Zustand befindet, und ist gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung mit einer Lithiumkomponente versehen. Das Lithium
gibt dem Amalgam bei Verflüssigung
die Eigenschaft, den Glasstengel 20, insbesondere die innere
Oberfläche 26,
und die Glaskugeln 40 zu benetzen. Wenn das flüssige Amalgam
das Glas benetzt hat, das heißt
an dem Glas haftet, wird das Amalgam daran gehindert, an den in
dem Stengel 20 angeordneten Glaskugeln 40 vorbeizufließen, und
dadurch daran gehindert, in den Lampenkolben 12 einzudringen.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Erfindung wird eine Schicht 34 aus einer eine Lithiumkomponente
enthaltenden Metallegierung auf einer inneren Oberfläche 26 des
Pumpstengels 20 (3) zwischen
dem geschlossenen Stengelende 24 und dem gequetschten Abschnitt 22 des
Stengels aufgebracht, das heißt
in dem Bereich des Amalgamkörpers 32.
Die Anwesenheit der Lithiumlegierungsschicht 34 verursacht,
daß das
Amalgam bei Verflüssigung
die Lithiumlegierungsschicht benetzt oder daran haftet, wodurch
das flüssige
Amalgam daran gehindert wird, an der Festhaltestruktur 40 vorbei
und in den Lampenkolben 12 zu fließen.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform wird die Metallschicht 34 während der
Herstellung des Stengels an der inneren Stengeloberfläche 26 angebracht.
Beim Betrieb der Lampe 10 haftet das flüssige Amalgam an der Schicht 34,
um das Amalgam daran zu hindern, durch Schwerkraft in den Lampenkolben 12 zu
fließen.
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Es
hat sich gezeigt, daß in
Lampen mit dem Sockel nach oben das Lokalisierungsglied 40 vom Glaskugeltyp
manchmal flüssiges
Amalgam in dem oberen Gebiet des Stengels nicht festhält. Wie
weiter oben angemerkt, kann ein Entweichen des Amalgams aus dem
geschlossenen Stengelendgebiet und in den Kolben zu einem Lampenausfall
führen.
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Unter
Bezugnahme auf 4 ist zu sehen, daß gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Amalgamkäfig bereitgestellt wird, der
einen Metallbecher 140 umfaßt, der in dem Glasstengel 20 angeordnet
ist (5) und durch mindestens einen gequetschten Abschnitt 22 des Stengels
festgehalten wird.
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Der
Becher 140 definiert eine ringförmige Außenwand 142 mit einem
freien Rand 144, der sich in Richtung des geschlossenen
Stengelendes 24 erstreckt. Der Becher 140 definiert
weiterhin einen rohrförmigen
Zentralkernabschnitt 146, der sich in Richtung des geschlossenen
Stengelendes 24 erstreckt. Der Kernabschnitt 146 ist
mit einem freien Rand 147 versehen, der sich in Richtung
des geschlossenen Stengelendes 24 weiter erstreckt als
der freie Becheraußenwandrand 144.
Eine ringförmige
Mulde 148 wird durch den Kernabschnitt 146 und
die Außenwand 142 gebildet.
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Der
Becher 140 ist mit einer Beschichtung aus Metallbenetzungsmittel
versehen, das auf Oberflächen
der Mulde 148 gegenüber
dem geschlossenen Stengelende 24 angeordnet ist. Zu entsprechenden
Beschichtungen, um als Benetzungsmittel zu dienen, zählen Silber
und Indium. Der Becher 140 paßt eng in den Stengel, und
die peripheren Außenwände 142 des
Bechers 140 nehmen die Innenwände des Stengels in Eingriff.
Bevorzugt weist der Metallbecher 140 eine blattfederartige
Qualität
auf, wobei die Wände 142 dadurch
in Eingriffnahme mit den Stengelinnenwänden vorgespannt werden. Es
hat sich herausgestellt, daß rostfreier
Stahl und Eisen-Nickel-Legierungen geeignete Materialien für den Becher 140 sind.
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Der
Quecksilberamalgamkörper 32 ist
zwischen dem Metallbecher 140 und dem geschlossenen Pumpstengelende 24 angeordnet,
wie in 5 gezeigt. Der Amalgamkörper 32 ist im allgemeinen kugelförmig und
besitzt einen Durchmesser, der den Innendurchmesser des Kernabschnitts 146 des
Bechers 140 übersteigt.
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Wenn
die Lampe fertiggestellt ist und in Betrieb genommen wird, verflüssigt der
Amalgamkörper 32 und
wird durch das Benetzungsmittel darin an die Bechermulde 148 angezogen.
Somit überlegt
das flüssige
Amalgam die Mulde in einer ringförmigen
Anordnung, während
Quecksilberdampf durch den Becherkernabschnitt hindurchtreten kann.
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Unter
Bezugnahme auf 6 ist zu sehen, daß der Metallbecher 140 in
Kombination mit einer oder mehreren Glaskugeln 40 verwendet
werden kann, so daß die
Glaskugel 40 ihrer üblichen
Funktion dient, das flüssige
Amalgam festzuhalten, effektiv aber von dem Metallbecher 140 "unterstützt" wird, der etwaiges Amalgam,
das an der Glaskugel vorbeigelangt, anzieht und festhält.
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Wieder
unter Bezugnahme auf 1 hat sich herausgestellt,
daß die
Kombination aus gequetschtem Stengelabschnitt 22 und Glaskugeln 40 zwar
dazu dient, während
des größten Teils
der Zeit das Amalgam am geschlossenen Ende des Stengels festzuhalten,
es Gelegenheiten gibt, wenn das flüssige Amalgam seinen Weg um
die Glaskugeln herum und in den Lampenkolben findet, was eine Fehlfunktion
und/oder einen Ausfall der Lampe verursacht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist eine Schicht 226 aus einem metallischen
Quecksilberbenetzungsmittel an einer inneren Oberfläche 228 des
Stengels 20 in einen Bereich zwischen dem gequetschten
Abschnitt 22 und dem geschlossenen Ende 24 des
Stengels angeordnet. Die Benetzungsmittelschicht 26 kann
aus Indium oder Silber oder Gold oder Legierungen mit mindestens
einem solcher Metalle als Komponente davon bestehen. Die Benetzungsmittelschicht 226 kann
in einem Band 230 angeordnet sein, wie in 7 gezeigt.
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Wenn
der Amalgamkörper 32 in
einer Lampe mit dem Sockel nach oben verflüssigt, fließt das flüssige Amalgam im allgemeinen
nach unten und gelegentlich um den oder die Glaskörper 40 herum,
was zu Flecken 232 auf der Oberfläche 234 der Körper 40 führt und
in den Lampenkolben 12. Bei angeordnetem Benetzungsmittelband 30 jedoch
wird das flüssige
Amalgam an das Band 30 angezogen und haftet dort (8),
und es wird dadurch verhindert, daß es sich weiter in Richtung
des Lampenkolbens 12 bewegt.
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Unter
Bezugnahme auf 9 ist zu sehen, daß bei einer
alternativen Ausführungsform
das metallische Quecksilberbenetzungsmittel an der Oberfläche 234 des
oder der in dem Stengel 20 angeordneten Glaskörper 40 angeordnet
ist. Wenn das Amalgam verflüssigt,
wird es an die Glaskörper 40 angezogen
und hängt
sich in einem unstrukturierten Cluster 233 daran (10),
anstatt um die Glaskörper
herum und in Richtung des Lampenkolbens zu fließen.
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Es
versteht sich, daß viele
zusätzliche Änderungen
hinsichtlich Details, Materialien und Anordnung von Teilen, die
hierin beschrieben und dargestellt worden sind, um die Natur der
Erfindung zu erläutern,
vom Fachmann innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung wie in den
beigefügten
Ansprüchen
definiert vorgenommen werden können.