EP0369371A2 - Verfahren zur Herstellung eines Lampengafässes - Google Patents
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- EP0369371A2 EP0369371A2 EP89120990A EP89120990A EP0369371A2 EP 0369371 A2 EP0369371 A2 EP 0369371A2 EP 89120990 A EP89120990 A EP 89120990A EP 89120990 A EP89120990 A EP 89120990A EP 0369371 A2 EP0369371 A2 EP 0369371A2
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- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
- H01J9/32—Sealing leading-in conductors
- H01J9/323—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device
- H01J9/326—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device making pinched-stem or analogous seals
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- H01J9/40—Closing vessels
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- H—ELECTRICITY
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- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K3/00—Apparatus or processes adapted to the manufacture, installing, removal, or maintenance of incandescent lamps or parts thereof
- H01K3/26—Closing of vessels
Definitions
- the invention relates to a method for producing a lamp vessel with the features designated in the preamble of the main claim.
- the invention is suitable for the production of low-power metal halide discharge lamps, the body emitting the visible radiation being the discharge vessel and the lamp vessel to be produced being the envelope bulb of the lamp.
- the invention is also applicable to incandescent lamps for general lighting, which can be designed with or without an envelope bulb.
- Such lamps are known from U.S. Patents 4,278,050, 4,658,177, 4,717,852 and 4,851,735.
- the manufacture of such lamp vessels was carried out in such a way that a pump tube was attached to the tapered end of a quartz tube and the quartz tube was sealed at the other end with the power supply lines for the discharge vessel or the halogen burner by a pinch.
- the envelope flask was then evacuated at the rinsing pumping station and then the pump tube was briefly removed. This process has several disadvantages.
- the object of the invention is to avoid the disadvantages described above by means of another manufacturing process.
- the process for producing a lamp vessel is characterized according to the invention by the process steps listed in the main claim.
- the further details for the manufacture of the lamp vessel result from the subclaims.
- the function of the pump tube is taken over by the two cannulas or capillaries, which, after the squeeze has been carried out, run on both sides in the plane of the power supply lines stand.
- These cannulas are created by the special design of the main and side jaws.
- the method also has the advantage that the actual sealing, i.e. the melting of the cannulas, can take place after the pumping time has elapsed at the pump nozzle by means of a pointed punctiform flame in the center of the side cheek of the pinch seal, so that the thermal load on the pump rubbers sealing the pump nozzle remains low.
- the method described is also suitable for mechanized production, so that, in addition to the qualitative advantages, a larger quantity and moreover can be produced even more economically.
- the manufacturing process is particularly suitable for pump-tube-free manufacture of envelope pistons squeezed on one side for discharge vessels, but also for halogen incandescent lamps.
- 1 to 4 first describe the method steps for closing an envelope bulb for a high pressure metal halide discharge lamp.
- FIGS. 1a and 1b Different processing steps on the squeezing machine are shown in FIGS. 1a and 1b.
- a discharge vessel 2 is arranged, on the pair of inner power supply lines 3, a pair of sealing foils 4 and in turn a pair of outer power supply lines 5 is attached.
- the outer pair of power leads 5 is clamped in an interchangeable receptacle 6.
- the interchangeable receptacle 6 is provided on its outer surface with resilient elements (not shown) known to those skilled in the art. These are quasi supported on the inner wall of the envelope bulb 1 and thereby hold the exchangeable receptacle by themselves.
- the defined position of the discharge vessel 2 within the enveloping bulb 1 is achieved by lowering a plunger as far as a stop for inserting the exchangeable receptacle 6 into the enveloping bulb 1 is, wherein the envelope piston 1 is held within the holder 7.
- This process is also well known to the person skilled in the construction of fixtures and is therefore not shown separately.
- the envelope is now piston 1 in the area of the sealing films 4 is heated and at the same time flushed with nitrogen N2 through a flushing cannula 9 which projects through an axial opening through the interchangeable receptacle 6 into the interior of the envelope piston 1 (FIG. 1a).
- the rinsing process is carried out for a period of approx. 10 s and a quantity of approx. 50 1 / h to approx. 500 1 / h (depending on the vessel volume). This is intended to remove contaminants within the lamp vessel.
- the squeezing process is carried out by moving the squeeze jaws 10 (FIG. 1b) together.
- the pinch 11 comprises only the immediate area of the sealing foils 4, so that the discharge vessel 2 is securely held, but a capillary 12 remains in the edge region of the envelope bulb 1 adjacent to the sealing foils 4.
- the illustration of the shape of the squeeze jaws 10 and the cross-sectional shape of the squeeze 11 thus obtained is shown in FIGS. 2a to 2c.
- the crimping jaws 10 consist of an opposing pair of main crimping jaws 10 'and a pair of side jaws 10' arranged laterally for this purpose, which in the closed state, that is to say during the crimping process (FIG. 2b), prevent quartz glass from escaping from the crimp 11 at the side should.
- the arrows indicate the direction of movement of the crimping jaws 10 during the crimping process.
- the opposing ones Active crushing surfaces of the main crushing jaws 10 have a course which, starting from the center, is initially guided in parallel and then shows approximately in the outer third with a steep slope (preferably angled at approximately 60 °) to the edge widening or recess 14.
- conventional main crushing jaws have a step-shaped edge recess in the outer sixth of the active crushing surface.
- the side jaws 10 ⁇ of the present invention have a flat squeeze surface 15. In this way, the two capillaries 12 (FIG. 2c) remain in the edge region of the pinch seal 11 and on the level of the sealing foils 4, which replace the previously used pump tube and through which the envelope piston 1 is later evacuated.
- the envelope piston 1 provided with the pinch 11 and the capillaries 12 is then clamped in a pump connection 16 (FIG. 3).
- the pump rubber 17 is used for sealing during the pumping process.
- the pump nozzle 16 is connected to a vacuum pump VC, by means of which the envelope piston 1 is evacuated via the capillaries 12.
- the enveloping piston 1 is heated from the outside in the side cheeks 11 'of the pinch 11 and thus the still open capillaries 12 are closed.
- the lamp according to 19 (Fig. 4) is now evacuated and sealed. Only the two melting points 20 remain in the pinching area. Neither the discharge vessel 2 nor the envelope bulb 1 have a disruptive pump tube. After removal from the pump nozzle 16, this is now over the pinch 11 protruding pipe section 1 ⁇ of the envelope piston 1 separated.
- the lamp vessel 19 thus obtained in the example described having a discharge vessel 2 with a metal halide filling, is provided in FIG. 5a with a base 21 of the G12 type.
- a getter 22 is also fastened here within the envelope piston 1 and is intended to absorb any residual impurities.
- FIG. 5b shows the envelope bulb 22 of a halogen incandescent lamp with filament 19b as the lamp vessel produced as described above.
- the halogen glow burner 10 ' is made of tempered glass.
- the envelope flask (made of quartz glass) is also evacuated. It is equipped with a base 32 of type E 27.
- FIG. 6 shows the only bulb of an incandescent lamp made of tempered glass as the lamp vessel 22 produced as described above.
- the two power supply lines 14 ' are in one piece and without sealing films through the pinch seal.
- the required lamp filling consisting of inert gas, possibly with the addition of halogen components, can also be supplied via the capillaries after evacuation.
- the filling procedure is essentially the same as in the parallel application with the same title (Az .: VPA 88 P 5522 E).
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lampengefäßes mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs bezeichneten Merkmalen. Insbesondere eignet sich die Erfindung für die Herstellung von Metallhalogenidentladungslampen niederer Leistung, wobei der die sichtbare Strahlung emittierende Körper das Entladungsgefäß ist und das herzustellende Lampengefäß der Hüllkolben der Lampe ist.
- Des weiteren ist die Erfindung aber auch anwendbar bei Glühlampen für Allgemeinbeleuchtung, die mit oder ohne Hüllkolben ausgeführt sein können.
- Derartige Lampen sind aus den US-PS 4 178 050, 4 658 177, 4 717 852 und 4 851 735 bekannt. Die bisher verwendeten Lampengefäße, insbesondere auch die Hüllkolben von Entladungsgefäßen oder Glühlampenbrennern, benötigten zum Evakuieren ein Pumprohr. Die Herstellung solcher Lampengefäße erfolgte deswegen derart, daß an das verjüngte Ende eines Quarzrohres ein Pumprohr angestengelt und am anderen Ende das Quarzrohr mit den Stromzuführungen für das Entladungsgefäß oder den Halogenbrenner durch eine Quetschung abgedichtet wurden. Anschließend wurde der Hüllkolben am Spül-Pumpstand evakuiert und danach das Pumprohr kurz abgezogen. Dieses Verfahren bringt einige Nachteile mit sich. Zum einen ist das Anstengeln des Pumprohres an das Quarzrohr größeren Durchmessers ein erheblicher Mehraufwand an Zeit und Arbeit, zum anderen führt die unterschiedliche Materialverteilung an der Pumprohrabziehstelle zu optischen Verzerrungen, was insbesondere den Betrieb der Lampen in optisch hochwertigen Leuchtensystemen beeinträchtigt.
- Aufgabe der Erfindung ist, die zuvor beschriebenen Nachteile durch ein anderes Herstellverfahren zu vermeiden.
- Das Verfahren zur Herstellung eines Lampengefäßes ist erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch aufgeführten Verfahrensschritte gekennzeichnet. Die weiteren Details zur Herstellung des Lampengefäßes ergeben sich aus den Unteransprüchen. Durch das Verkuppen des Lampengefäßes, ohne daß ein Pumprohr an dieses angesetzt wird und das in der gleichbetitelten Parallelanmeldung Nr. (Az.: VPA 88P5522 E) der gleichen Anmelderin bereits ausführlich beschrieben wurde, ergibt sich eine im wesentlichen homogene Wanddickenverteilung im Bereich der Kuppe. Hierdurch werden optische Verzerrungen durch das Lampengefäß vermieden, wodurch die Lampe für den Betrieb in hochwertigen Reflektorleuchten besonders geeignet ist. Darüber hinaus kann die Kuppe des Lampengefäßes im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens mit einer linsenartigen Gestalt versehen werden, um damit spezielle optische Effekte zu erreichen. Die Funktion des Pumprohres wird bei der vorliegenden Erfindung durch die beiden Kanülen oder Kapillaren übernommen, die nach dem Ausführen der Quetschung beidseitig in der Ebene der Stromzuführungen ent stehen. Diese Kanülen entstehen durch die spezielle Gestaltung der Haupt- und Seitenquetschbacken. Das Verfahren hat weiterhin den Vorteil, daß das eigentliche Abdichten, also das Zuschmelzen der Kanülen, nach abgelaufener Pumpzeit am Pumpstutzen mittels einer spitzen punktförmigen Flamme mittig in der Seitenwange der Quetschung erfolgen kann, so daß die Wärmebelastung der den Pumpstutzen abdichtenden Pumpgummis gering bleibt. Das beschriebene Verfahren ist auch für eine mechanisierte Fertigung geeignet, so daß neben den qualitativen Vorteilen auch eine größere Quantität und zudem noch wirtschaftlicher gefertigt werden kann. Das Herstellverfahren ist in besonderem Maße zur pumprohrlosen Herstellung von einseitig gequetschten Hüllkolben für Entladungsgefäße, aber auch für Halogenglühlampenbrenner geeignet.
- Das Herstellverfahren gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand von 6 schematisch dargestellten Figuren näher erläutert.
- Figuren 1a und 1b zeigen eine Lampe in der Quetschmaschine
- Figuren 2a bis 2c zeigen die Quetschbacken und eine Quetschung im Querschnitt
- Figur 3 zeigt eine Lampe in der Pumpmaschine
- Figur 4 zeigt ein abgedichtetes Lampengefäß
- Figur 5a zeigt eine fertige Metallhalogenidhochdruckentladungslampe mit Hüllkolben
- Figur 5b zeigt eine fertige Halogenglühlampe mit Hüllkolben
- Figur 6 zeigt eine fertige Halogenglühlampe ohne Hüllkolben
- In Figur 1 bis 4 werden zunächst die Verfahrensschritte zum Verschließen eines Hüllkolbens für eine Metallhalogenidhochdruckentladungslampe beschrieben.
- In den Figuren 1a und 1b sind unterschiedliche Bearbeitungsschritte auf der Quetschmaschine dargestellt. Innerhalb des zu verschließenden, einendig mit einer Kuppe 1′ versehenen rohrförmigen Hüllkolbens 1 aus Quarzglas ist ein Entladungsgefäß 2 angeordnet, an dessen Paar von inneren Stromzuführungen 3 ein Paar von Dichtungsfolien 4 und an diesen wiederum ein Paar von äußeren Stromzuführungen 5 befestigt ist. Das äußere Paar von Stromzuführungen 5 ist klemmend in einer Wechselaufnahme 6 befestigt. Die Wechselaufnahme 6 ist an ihrer Mantelfläche mit dem Fachmann bekannten federnden Elementen (nicht dargestellt) versehen. Diese stützen sich quasi an der Innenwand des Hüllkolbens 1 ab und haltern die Wechselaufnahme 6 dadurch von selbst. Die definierte Position des Entladungsgefäßes 2 innerhalb des Hüllkolbens 1 wird erreicht, indem zum Einführen der Wechselaufnahme 6 in den Hüllkolben 1 ein Stempel bis zu einem Anschlag abgesenkt wird, wobei der Hüllkolben 1 innerhalb der Halterung 7 festgehalten wird. Auch dieser Vorgang ist dem Fachmann im Vorrichtungsbau hinreichend bekannt und deshalb nicht gesondert dargestellt. Mittels der Flammen 8 wird jetzt der Hüll kolben 1 im Bereich der Dichtungsfolien 4 erwärmt und gleichzeitig durch eine Spülkanüle 9, die durch eine axiale Öffnung durch die Wechselaufnahme 6 in das Innere des Hüllkolbens 1 hineinragt, mit Stickstoff N₂ gespült (Fig. 1a). Der Spülvorgang wird während ca. 10 s Dauer und einer Menge von ca. 50 1/h bis ca. 500 1/h vorgenommen (abhängig vom Gefäßvolumen). Hiermit sollen Verunreinigungen innerhalb des Lampengefäßes beseitigt werden.
- Nachdem der Hüllkolben 1 im Bereich der Dichtungsfolien 4 seine für die Verformung erforderliche Temperatur von ca. 2200 °C erreicht hat, wird der Quetschvorgang ausgeführt, indem die Quetschbacken 10 (Fig. 1b) zusammengefahren werden. Die Quetschung 11 umfaßt jedoch erfindungsgemäß nur den unmittelbaren Bereich der Dichtungsfolien 4, so daß das Entladungsgefäß 2 sicher gehaltert wird, jedoch im Randbereich des Hüllkolbens 1 benachbart der Dichtungsfolien 4 jeweils eine Kapillare 12 verbleibt.
- Die Veranschaulichung der Form der Quetschbacken 10 und der damit erhaltenen Querschnittsform der Quetschung 11 ist in den Figuren 2a bis 2c dargestellt. Dabei bestehen die Quetschbacken 10 aus einem sich gegenüberstehenden Paar von Hauptquetschbacken 10′ und einem dazu seitlich angeordneten Paar von Seitenbacken 10˝, die im geschlossenen Zustand, also während des Quetschvorgangs (Fig. 2b), ein seitliches Austreten von Quarzglas aus der Quetschung 11 verhindern sollen. Die Pfeile geben die Bewegungsrichtung der Quetschbacken 10 während des Quetschvorgangs an. Die sich gegenüberstehenden aktiven Quetschflächen der Hauptquetschbacken 10′ weisen einen Verlauf auf, der von der Mitte ausgehend zunächst parallel geführt ist und dann etwa im äußeren Drittel mit einer starken Schräge (bevorzugt etwa um 60° abgewinkelt) zur Randerweiterung oder Ausnehmung 14 zeigt. Herkömmliche Hauptquetschbacken weisen im Gegensatz hierzu eine stufenförmige Randausnehmung im äußeren Sechstel der aktiven Quetschfläche auf. Im Gegensatz zu den herkömmlich verwendeten Seitenbacken, die mittig auf der aktiven Quetschfläche eine vorspringende Nase besitzen, weisen die Seitenbacken 10˝ der vorliegenden Erfindung eine ebene Quetschfläche 15 auf. Auf diese Weise verbleiben im Randbereich der Quetschung 11 und auf der Ebene der Dichtungsfolien 4 die beiden Kapillaren 12 (Fig. 2c), die das früher übliche Pumprohr ersetzen und durch die der Hüllkolben 1 später evakuiert wird.
- Der mit der Quetschung 11 und den Kapillaren 12 versehene Hüllkolben 1 wird anschließend in einen Pumpstutzen 16 (Fig. 3) eingespannt. Der Pumpgummi 17 dient zur Abdichtung während des Pumpvorgangs. Der Pumpstutzen 16 ist an eine Vakuumpumpe VC angeschlossen, mittels derer der Hüllkolben 1 über die Kapillaren 12 evakuiert wird. Anschließend wird mittels der Punktbrenner 18 der Hüllkolben 1 von außen in den Seitenwangen 11′ der Quetschung 11 erwärmt und damit die noch offenen Kapillaren 12 verschlossen. Das Lampengemäß 19 (Fig. 4) ist jetzt evakuiert und abgedichtet. Im Quetschungsbereich verbleiben lediglich die beiden Einschmelzstellen 20. Weder das Entladungsgefäß 2 noch der Hüllkolben 1 weisen ein störendes Pumprohr auf. Nach der Entnahme aus dem Pumpstutzen 16 wird jetzt das über die Quetschung 11 hinausragende Rohrstück 1˝ des Hüllkolbens 1 abgetrennt.
- Das so erhaltene Lampengefäß 19, im beschriebenen Beispiel mit einem Entladungsgefäß 2 mit Metallhalogenidfüllung, ist in der Figur 5a mit einem Sockel 21 vom Typ G12 versehen. Innerhalb des Hüllkolbens 1 ist hier noch ein Getter 22 befestigt, das eventuelle Restunreinheiten aufnehmen soll.
- In Figur 5b ist als das wie oben beschrieben hergestellte Lampengefäß der Hüllkolben 22 einer Halogenglühlampe mit Wendel 19b gezeigt. Der Halogenglühbrenner 10′ besteht aus Hartglas. Der Hüllkolben (aus Quarzglas) ist ebenfalls evakuiert. Er ist mit einem Sockel 32 vom Typ E 27 bestückt.
- In Figur 6 ist als das wie oben beschrieben hergestellte Lampengefäß 22 der einzige Kolben einer Glühlampe aus Hartglas dargestellt. Die beiden Stromzuführungen 14′ sind hierbei einstückig und ohne Dichtungsfolien durch die Quetschdichtung geführt. Bei diesem Lampentyp kann nach dem Evakuieren auch die etwaige erforderliche Lampenfüllung, bestehend aus Inertgas, evtl. mit Zusatz an Halogenkomponenten, über die Kapillaren zugeführt werden. Das Füllverfahren läuft im wesentlichen wie in der gleichbetitelten Parallelanmeldung Nr. (Az.: VPA 88 P 5522 E) ab.
Claims (12)
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