DE899392C - Verfahren zur Herstellung von mit Gluehkathoden versehenen, aus hochschmelzendem Material bestehenden Gas- und Dampfentladungslampen, insbesondere Quarzlampen, und Elektrode zur Verwendung bei diesem Verfahren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von mit Glühkathoden versehenen, aus hochschmelzendem Material bestehenden Gas- und Dampfentladungslampen, insbesondere Quarzlampen, und Elektrode zur Verwendung bei diesem Verfahren Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und Verfahren zur Herstellung von mit Glühkathoden, insbesondere selbstaufheizenden, aktivierten, heißen Elektroden versehenen und eine verhältnismäßig kurze röhrenförmige Hülle aus hochschmelzendem Material aufweisenden Gas-und Dampfentladungsgefäßen, insbesondere Hochdruckquecksilber-Ouarzlampen. Die Erfindung bezweckt die schnelle, einfache und massenhafte Herstellung solcher Lampen.
• Die Erfindung besteht darin, daß eine Mehrzahl von Elektroden nebst Zuführungen, Einschmelzteilen u. dgl. in eine verhältnismäßig lange Röhre eingeschoben wird, deren Länge ein Vielfaches der Länge der späteren fertiggestellten Lampen beträgt. Die Elektroden werden hierbei zweckmäßig (mit Ausnahme der an den Enden untergebrachten) paarweise und einander entgegengesetzt orientiert in der Röhre untergebracht. Je ein solches Elektrodenpaar wird von dem nächsten durch einen Abstand distanziert, der der späteren Lichtbogenlänge entspricht. Es wird dann unter einheitlicher und einmaliger Evakuierung der Röhre eingeschmolzen. Zwischen einander benachbarten Elektroden wird danach aufgeschnitten. Man erhält so aus einer einheitlichen langen Röhre etwa vier bis sechs bis acht röhrenförmige Lampenkörper, die an jedem Ende eine Elektrode tragen und nun anschließend aasgeheizt, aktiviert, mit Gas und Metalldampf gefüllt werden. Abgesehen von allen sonstigen Umständlichkeiten der Einzeleinschmelzung, Einzelevakuierung_usw. werden auch die besonders anzusetzenden Einschmelzröhrchen und dergleichen Mittel eingespart. Während dies nur das Prinzip ist, sei die Erfindung nunmehr an Hand der Abbildungen, die jedoch nur Ausführungsbeispiele darstellen, weiter erläutert.
• In Abb. i stellt i eine lange Röhre aus hochschmelzendem Glas oder OOuarz von meist 6 bis 16 mm lichter Weite dar. An dem (in der Zeichnung rechten) Ende -9 wird sie später zugeschmolzen oder durch eine geschlossene Muffe oder Stopfen 3 aus Vakuumgummi verschlossen. An dem linken Ende wird sie zweckmäßig zu einer Verjüngung 4 ausgezogen. Es wird dort später nach Einbringen der Elektroden ein mit der Pumpapparatur verbundener Vakuumschlauch 5 angeschlossen. Die Röhre weist eine Länge zweckmäßig von etwa ioo bis Zoo cm auf. Es werden weiterhin an ihr seitlich Pumpstengel 6, 7 ... angesetzt, und zwar so viel, wie später Lampen aus der Röhre geschnitten werden sollen. Die Abstände der Ansetzstellen entsprechen der späteren Lampenlänge. Diese beträgt im allgemeinen io bis 25 cm. Es werden dementsprechend möglichst vier bis acht Lampen aus einer solchen Röhre auf einmal hergestellt. Es empfiehlt sich bei Verwendung von Quarz, die Ansetzstellen der Pumpstengel nicht, wie üblich, auszublasen, sondern sie einfach, wie bei 8 und 9 gezeigt, auszubohren und darauf den Pumpstengel mehr oder weniger flach ohne wesentliches Ausblasen der Wandung mit geringstem Zeitaufwand anzusetzen. Die Endender Pumpstengel werden ebenfal@l(s durch vakuumdichte Muffen oder Stopfen io und ii abgeschlossen, oder sie werden abgezogen. In die Röhre i wird eine Mehfzahl, gegebenenfalls eine Vielzahl von Elektroden, die bereits mit Haltern, Einschmelzteilen und Zuführungsdrähten verbunden sind, eingeschoben. Man verfährt hierbei zweckmäßig so, daß in das rechts liegende Rohrende eine einzelne Elektrode 12 eingeschoben wird, wobei ihr Zuführungsdraht 13 nach außen, d. h. in der Zeichnung nach rechts dem Rohrende zu, und der Elektrodenkörper_ der Rohrmitte zu gerichtet ist. Die weiteren Elektroden werden paarweise und entgegengesetzt orientiert jeweils mit Abständen zwischen den Elektrodenpaaren, die einer späteren Lichtbogenlänge entsprechen, eingeschoben und angeordnet. Sie kommen hierbei jeweils zwischen die Ansetzstellen der Pumpröhrchen zu liegen. Die nächste Elektrode 14 von rechts ist ,demselben (späteren) Lampeninnenraum zugekehrt wie die schon erwähnte Elektrode 12. An sie schließt sich ihr Haltedraht 15, ein Einschmelzteil, z. B. eine dünne Molvb,dänfolie 16, -und ein Zuführungsdraht 17 an. Hier wird später entsprechend der punktierten Linie durchgeschnitten. An sie schließt sich unmittelbar an: die bereits zur nächsten entstehenden Lampe gehörende Elektrode 21, und zwar in umgekehrter Reihenfolge, mit dem Zuführungsdraht 18, der Molybdänfolie 19, Haltedraht 2o und dem eigentlichen Elektrodenkörper 21. Jenseits der späteren Entladungsstrecke 22 hinweg folgt dann die nächste Elektrode 23 mit Träger usw. Es wird also jeweils zwischen zwei einander benachbarten, aber entgegengesetzt orientierten Elektroden später entsprechend den punktierten Linien durchgetrennt. Es wird aus der Abbildung ersichtlich, daß hierdurch jeweils vollständige, je mit einer Elektrode an jedem Ende und mit einem seitlichen Pumpstengel versehene Lampen entstehen.
• Die Einführung der verschiedenen Elektroden erfolgt vor Ansetzen oder Anschließen der Röhre i an die Pumpapparatur mittels eines langen Drahtes oder Stabes. Der Draht wird hierzu zweckmäßig mit einem nur einseitig wirkenden Haken oder Vorsprung versehen; in einen in der Vorschubrichtung des einzuführenden Systems liegenden Vorsprung, z. B. den Reif 38, eingehakt, das System eingeschoben und der Draht etwa durch Drehen oder Zurückziehen ausgehakt und herausgezogen. Es werden dann bei gewöhnlichen Einschmelzungen, etwa Molybdändraht in sogenanntemMolybdänglas, Wolframdraht in Wolframglas, die Einschmelzstellen nacheinander eingeschmolzen. Beim Einschmelzen in Quarz, wofür vorliegendes Verfahren hauptsächlich gedacht ist, z. B. beim Einschmelzen von Molybdänfolien in ;Quarz, wird das Rohr dabei über die Schlauchleitung 5 evakuiert und nun erst, beginnend von rechts, d. h. vom geschlossenen Ende der Lampe her, Einschmelzung auf Einschmelzung unter Vakuum zusammen fallen gelassen und zweckmäßig noch gequetscht. Die nach Durchschneiden entstehenden einzelnen Röhren werden jeweils über ihren zugeordneten Pumpstengel evakuiert, aasgeheizt, aktiviert, mit einer Gas- und Dampffüllung versehen und abgeschmolzen.
• Es empfiehlt sich, als Zuführungen 17, 18 für zwei einander örtlich benachbarte Elektroden einen einheitlichen durchgehenden Draht zu wählen, und zwar insbesondere bei Verwendung von Molybdänfolien einen Molybdän- oder Wolframdraht. Derselbe kann, wie dargestellt, mit Vorteil in mehreren Windungen oder Schlaufen zusammengelegt sein. Nach Durchschneiden wird dann jedes der spiralig zusammengelegten Enden 17 bzw. 18 in Abb. 2 aus dem Rohrstutzen 24 herausgezogen. Sie können dann bequem elektrisch angeschlossen werden. Man kann dadurch gleichzeitig die hier benötigte Rohrlänge sehr kurz halten. Es können auch an den Molybdänfolien 16 und i9 kurze Molybdändrähte sitzen, oder statt dessen kann, wie bei 25 in Abb. i gezeigt, ein durchgehender gerader Molybdändraht zwei Folien verbinden, wobei für Zwecke späteren elektrischen Anschlusses parallel dazu an diesem Molybdändraht noch ein weiterer spiralig zusammengelegter Nickeldraht 26 an zwei Stellen bei 27 und 28 angeschweißt ist, der dann später herausgezogen und angeschlossen wird. Ohne Spiralisierung oder Anlegung von Schlaufen können die kuren beim Durchschneiden verbleibenden, aus den abgeschnittenen Rohrenden 29 in Abb. 3 hervorragenden Stutzen 3o der Zuführungsdrähte so angeschlossen werden, daß man eine enge längliche Metallhülse 31 oder eine entsprechend ausgebildete Drahtspirale überschiebt und verschweißt. Damit der Stutzen bzw. der Zuführungsdraht nicht abbricht, kann in jedem Falle das Rohrende 29 mit einer Füllung 32 aus Silberchlorid, Cadmium, Blei u. dgl. ausgegossen werden. Das Röhrchen 30 tritt nach außen durch einen Isolierkörper 33, der seinerseits in einer kräftigen Hülse 34 sitzt, die einheitlich über Endstutzen 29, Einschmelzung 35 und Endstück 36 der Entladungsröhre übergeschoben wird. Das Röhrchen 30 wird zweckmäßig mit einem kräftigen Draht oder einer Metallfüllung versehen und dient als Kontaktstift 37 für die Lampe.
• An den -Stellen der späteren Einschmelzungen empfiehlt es sich, wie in den Abbildungen dargestellt, das Rohr i schon vorher etwas einzuziehen. Die Halterdrähte, z. B. 15 und 2o der Elektroden, weisen gegebenenfalls Ringe oder sperrige Schlaufen 38, 39 ... oder ähnliche sperrige Gebilde auf, durch die bei und nach Einschieben des Elektrodensystems in die Röhre i die Elektroden im Lumen der Röhre zentriert bleiben, da die sehr dünnen Molybdänfolien infolge ihrer Biegsamkeit hierzu nicht imstande sind. Diese Reifen, die in Windungen gelegten Zuführungsdrähte 17, 18 ... oder Molybdänfolien, in entsprechend verengten Stellen des Rohres, können so dimensioniert sein, daß sie etwas klemmen, wodurch die einmal eingeführten Systeme an Ort bleiben und gut adjustiert werden können. Dies kann auch magnetisch bewerkstelligt werden, indem man z. B. ein Stückchen Vakuum- oder Ommeteisen in die Windungen des Zuführungsdrahtes steckt.
• Zwecks noch besserer und schnellerer Einführung der Elektroden auch in sehr lange Röhren kann man, wie in Abb. 4 dargestellt, zwei solche entgegengesetzt orientierte Elektroden 14 und 21 nebst Halter, Folien, Zuführungsdrähten usw. vermittels eines durchgehenden Quarzstäbchens 4o bzw. veirschmelzbarer Glasstäbchen, im Falle Röhre i aus Glas besteht, das je mit einem Ende an den Elektrodenhaltern 15 und 20 vermittels Schellen oder Ringen 41 und 42 festgeklemmt ist, zu einem einheitlichen und genügend starren System zusammenfassen. Das Quarzstäbchen liegt der einen, flachen Seite der Molybdänfolien auf. Der gemeinsame Zuführungsdraht 17, 18 wird in diesem Falle in flachen Schlaufen gelegt, oder es wird das Quarzröhrchen durch seine Windungen hindurchgesteckt.
• Bisher wurde angenommen, daß die späteren Lampenkörper nach vorliegendem Verfahren nur bis zum Auspumpen und Füllen, was getrennt vorgenommen wird, fertiggestellt wurden. Man kann nun noch einen Schritt weitergehen, indem man auch diese Operationen sofort anschließend vornimmt. Hierzu läßt man die seitlichen Pumpstengel 6, 7 mit Ausnahme eines weg. Die Röhre wird an beiden Enden je nachdem unter Luftdruck oder bevorzugt unter Vakuum an der ersten Einschmelzstelle zugeschmolzen. In letzterem Falle werden die in genügender Länge überstehenden Rohrenden vorher abgezogen oder mit einem vakuumdichten Stopfen versehen. Die Röhre wird darauf als Ganzes im Heizkasten oder sukzessive mittels Brennern aasgeheizt. Die Einbauteile werden mit Vorteil vermittels Hochfrequenz entgast. Die Röhre i wird mit einer Edelgasfüllung, gegebenenfalls auch zusätzlich mit einer Metal!l.dampffüllung, insbesondere Quecksilberdampf, versehen. Sämtliche in ihr enthaltenen Elektroden werden hierauf einmal oder mehrmals probegebrannt und aktiviert. Hierzu wird an die an den Enden der Röhre i hervortretenden Zuführungen eine entsprechend hohe Spannung gelegt.- Hierbei wird einmal oder mehrmals evakuiert und neu gefüllt. Darauf wird Edelgas eingelassen und nach älteren Verfahren mit dem Quecksilbervorratsgefäß abgeschmolzen. Nach einem vom Erfinder anderweitig beschriebenen Verfahren zum Füllen von Metalldampf- und insbesondere Quecksilberdampflampen verbleibt jedoch das Quecksilbervorratsgefäß an der Pumpe, und die Lampen werden an diese mit dem nötigen Solldruck quecksilberdampfgefüllt und dann nacheinander abgezogen.
• Verfahren und Vorrichtungen sind besonders geeignet für die massenhafte Herstellung von Hochdruck- und insbesondere Höchstdruckquecksilberlampen, die röhrenförmige Lampenkörper von oft nur 5 bis io cm Länge und 8 bis io cm lichter Weite aufweisen.

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von mit Glühkathoden versehenen, aus hochschmelzendem Material bestehenden Gas- und Dampfentladungslampen, insbesondere _ Ouarzlampen, dadurch gekennzeichnet, daß an einer langen, ein Vielfaches der einzelnen Lampenlänge ausmachenden Röhre in Abständen, die einer (späteren) Lampenlänge entsprechen, Pumpstengel angesetzt werden, eine Mehrzahl von zweckmäßig paarweise zusammengefaßten und entgegengesetzt orientierten Elektroden nebst Zuführungen und Einschmelzteilen im die Röhre eingeschoben wird, die Elektroden zwischen den Ansetzstellen der Pumpstengel ebenfalls in Abständen, die der späteren Entladungslänge entsprechen, voneinander distanziert werden, daß die Röhre vorzugsweise durch ein Rohrende, etwa das der Einführung der Elektroden dienende Ende (oder auch durch einen seitlichen Pumpstengel), evakuiert wird, darauf diie Einschmelzteile (zweckmäßig unter Vakuum) verschmolzen werden und schließlich die Röhre je zwischen zwei entgegengesetzt orientierten Elektroden in je eine Lampe darstellende Gebrauchsstücke auseinandergeschnitten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode, verbunden mit Halterdraht, an ihm angesetzter Molybdänfolie (bzw. sonstigem Einschmelzmittel) und einen daran angesetzten Zuführungsdraht, mittels eines Drahtes oder eines Stabes zweckmäßig-etwas klemmend eingeschoben wird.
3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an späteren Einschmelzstellen die Röhre vorverengt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Auseinanderschneiden der Röhre entstehenden hohlen Rohrstutzen nach Herausziehen des gegebenenfalls zusammengelegten Zuführungsdrahtes mit Silberchlorid, Cadmiumblei u. dgl. ausgegossen werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auseinanderschneiden auf die kurzen aufgeteilten Zuführungsdrahtstutzen längliche Blechhülsen oder Drahtspiralen aufgeschweißt werden.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Enden der einzelnen Röhren je eine von den Zuführungsdrähten isolierte Hülse aufgeschoben wird, in der ein Isolierstüclc sitzt, durch das ein äußerer Zuführungsdraht bzw. Kontaktstift eingesetzt ist.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung nur eines Pumpstengels die Röhre ausschließlich von einem Ende her evakuiert wird und die Elektrodensysteme nacheinander, beginnend vom geschlossenen Rohrende her, gegebenenfalls mit Hochfrequenz erhitzt, aktiviert, die Röhre mit Edelgas und/oder Metalldampf gefüllt wird, die Einschmelzdrähte bzw. -folien eingeschmolzen werden und die so entstandenen soweit fertigen Lampen voneinander abgetrennt werden.
8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor Abschmelzen und Einschmelzen die.sämtlichen Elektrodensysteme nach Einfüllen von Edelgas und/oder Metalldampf einmal oder mehrmals in Serie mit entsprechend höher Spannung probegebrannt und die Elektroden dabei entgast und aktiviert werden. g.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen (Doppel-) Elektroden bei einer dem späteren Betriebsdruck der Lampe entsprechenden Temperatur der Röhre und eines an ihr befindlichen Quecksilbervorratsgefäßes ein- bzw. abgeschmolzen werden. i o.
10. Elektrode zur Verwendung bei dem Verfahren nach den Ansprüchen i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise eingesetzten Elektroden in Lage hintereinander umfassen: Elektrode, Halterdraht, Einschmelzfolie (bzw. -draht), Zuführungsdraht, Zuführungsdraht, Einschme'lzfolie (bzw. -draht), Halterdraht, Elektrode, wobei zwischen den Zuführungsdrähten abgetrennt wird. iz.
11. Elektrode nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungsdraht für beide Systeme gemeinsam ist und später bei Auseinanderschneiden der Röhre geteilt wird.
12. 12. Elektrode nach Anspruch io oder ii, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsdrähte bzw. der einheitliche provisorische Zuführungsdraht) spiralisiert oder sonstwie zusammengelegt sind und erst nach Aufteilung auseinander- und aus dem abgeschnittenen Rohrstutzen herausgezogen werden.
13. 13. Elektrode nach einem der Ansprüche i o bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei entgegengesetzt angeordnete Elektroden nebst Haltern, Folien, Zuführungsdrähten usw. vermittels eines durchgehenden Ouarzstäbchens, _ das je mit einem Ende an dem einen und dem anderen Elektrodenhalter festgeklemmt wird, zu einem mechanisch einheitlichen und genügend starren System zusammengefaßt sind. 1q.. Elektrode nach einem der Ansprüche io bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Elektrodenhaltern Ringe, Schellen oder andere der Zentrierung und Festlegung der eingeschobenen Elektroden in der Röhre dienende Teile angesetzt sind.