EP0735568B1 - Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe - Google Patents

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EP0735568B1
EP0735568B1 EP96103668A EP96103668A EP0735568B1 EP 0735568 B1 EP0735568 B1 EP 0735568B1 EP 96103668 A EP96103668 A EP 96103668A EP 96103668 A EP96103668 A EP 96103668A EP 0735568 B1 EP0735568 B1 EP 0735568B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
low
opening
pressure mercury
discharge lamp
lamp according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96103668A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0735568A1 (de
Inventor
Hubert Schafnitzel
Friedrich Lauter
John W. Shaffer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP0735568A1 publication Critical patent/EP0735568A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0735568B1 publication Critical patent/EP0735568B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01J9/38—Exhausting, degassing, filling, or cleaning vessels

Definitions

  • the invention relates to a low-pressure mercury discharge lamp the preamble of claim 1.
  • the mercury is either introduced into the lamp in liquid or solid form, in particular as amalgam.
  • the amalgam lamps can be of different designs to have. For example, it can involve conventional fluorescent lamps act as a rod-shaped discharge vessel, or also compact fluorescent lamps with bent tubes, e.g. B. U-shaped or H-shaped, or spherical, electrodeless, low-pressure discharge lamps.
  • Such compact fluorescent lamps are for example from EP-A 373 567 known.
  • the amalgam is introduced into the pump tube, the discharge-side opening is slightly narrowed.
  • the pump tube themselves have a narrowing, see e.g. EP-A 161 725.
  • a spherical electrodeless low-pressure discharge lamp is for example known from EP-B 119 666.
  • the main amalgam is in one introduced like a hollow.
  • a variant of this lamp is in "News from the technology" No. 1/86 described, the main amalgam is in a closed pump stem, the top of which is one has slight asymmetrical narrowing. This is said to be avoided that the amalgam gets into the flask and the phosphor layer or damage other parts, or not the corresponding working temperature reached.
  • the present invention adopts the basic technologies of EP-A 581 160 and EP-A 228 005, the contents of which are hereby expressly stated is referenced.
  • the latter describes a storage element for dosing and introducing mercury as liquid metal or liquid or solid amalgam, the storage element being formed by a porous pressed body, especially of iron.
  • the former describes a fixed one Amalgam body or amalgam former body with a ferromagnetic Component.
  • a quick pumping and filling with safe retention of the Mercury is used in a low-pressure mercury discharge lamp a pump tube attached to the discharge vessel, the outer end of which is melted and the inner discharge end is open, thereby achieved that the mercury (Hg) metallic or as amalgam (im hereinafter generally referred to as Hg body) in the pump tube is.
  • the discharge-side opening of the pump tube is narrowed.
  • a solid is introduced into the pump tube so that it the opening of the pump tube as a plug for the mercury body partially closes.
  • the solid body can preferably be made of ferromagnetic material (especially iron) so that it turns on during the pumping and filling process can be held anywhere in the pump nozzle by means of a magnet can. This has proven to be even more economical than that Proven use of a ferromagnetic amalgam (former) body, which, however, is not excluded.
  • ferromagnetic material especially iron
  • the solid body can be spherical, ellipsoidal or irregular be designed, the pump opening being a different one Shape, in particular an asymmetrical shape.
  • the solid forms at least approximately a circular cylinder (e.g. rounded exactly or in tablet form or slightly elliptically distorted) with assigned diameter and assigned height.
  • Good results can be achieved if the diameter of the solid between 50 and 90%, in particular 60 and 80%, of Corresponds to the inner diameter of the pump tube, so that there is enough space between Solid and pump tube wall remains.
  • the height of the solid be smaller than its diameter, in particular it should correspond to about 50 to 80% of the diameter of the solid. This According to experience, dimension is particularly favorable for a smooth Function of the filling process with regard to a randomly changing Orientation of the solid in the pump tube. Tilting or damage is minimized.
  • the solid can flow freely in the pump tube rotate.
  • a Embodiment may open the pump tube with a circular solid (Ball or circular cylinder) should not be circular, but should define a largest longitudinal and transverse dimension, with the longitudinal dimension is larger than the transverse dimension.
  • the geometric dimensions to be selected serve in the case of a circular cylindrical solid that either the largest transverse dimension larger, in particular 0.1 to 0.4 mm larger than the height of the solid is or that the largest longitudinal dimension is larger than the diameter of the solid.
  • Advantageous if only one is observed of these conditions is that the narrowing of the opening extends beyond a certain Height (typically 1 to 2 mm) extends. Because of the different Even in this case, the solid can never have the shape of the opening Close the opening completely. Ideally, both conditions are met at the same time.
  • the largest transverse dimension of the opening is particularly advantageously smaller than the diameter of the solid.
  • the opening can preferably be an elliptical or have a crescent-like cross-section. It can also be similar to one "8" or crescent-shaped. It can be any asymmetrical Have shape.
  • the opening does not matter whether the opening is attached centrally or decentrally with respect to the pump tube, however a decentralized, especially close to the edge, cheaper opening because it leaves more design options for the opening and makes it easier allows the narrowing to be greater in both the longitudinal and transverse directions than the height and diameter of the solid. The reason is that because of the close wall of the pump tube, the opening and the solid do not get the best possible coverage.
  • the optimal range is one Axis ratio of the narrowing between 1.1 and 2.0, the (shorter) Cross dimension should be greater than 1.0 mm so as not to impede diffusion.
  • the circular opening of the pump tube leave.
  • the effective cross section is narrowed by the fact that a piece of wire or similar spanned the opening transversely and thus as a barrier works.
  • the foam is at least partially open-pored, to allow diffusion of mercury into the discharge vessel.
  • the foam can also be a contain a high proportion of closed pores, but the opening does not is completely closed by the glass foam plug, but one The remaining opening for the diffusion of mercury remains.
  • the solid not only as a plug, but also as a sponge for the mercury body Act.
  • the solid forms a porous one Matrix as a basic body, which contains liquid mercury or contains liquid amalgam.
  • one for the formation of the Amalgam's cheaper amalgam partner in liquid or solid form behind be introduced into the solid.
  • amalgam can also be used, which is solid at room temperature.
  • the solid is filled into the pump tube first and only then Amalgam, so that the latter with respect to the discharge-side pump opening lies behind the solid.
  • the nature of the solid plays no role, but still its geometric dimensions.
  • FIG. 1 shows a discharge vessel 1 for a compact fluorescent lamp, the Is bent into a U-shape. It has two ends 2a, 2b in which electrodes (not visible) are squeezed. One end 2a is in the middle with a pump tube 3 equipped, the discharge-side narrowed end 4 in the discharge vessel 1 protrudes while the distal circular end 5 is accessible from the outside.
  • a pump connector 9 and a seal 9a are initially both pump ends 4, 5 open.
  • a solid 6, which consists of iron, is through one Magnet 7 held in the middle of the pump nozzle 9. Behind it is a fluid one or solid amalgam (or liquid mercury) 8 into the pump tube brought in. After filling the discharge vessel with inert gas, the Magnet 7 removed so that the solid 6 and the amalgam 8 (or Hg) slide to the discharge end 4 of the pump tube. Then will the end of the pump tube remote from the discharge was shortened and melted.
  • FIG. 2 shows an enlarged illustration of the squeezing area 2a.
  • the Discharge-side pump tube end 4 is narrowed, so that the solid 6 Opening blocked despite orientation oriented and that Amalgam 8 prevents it from escaping into the discharge space. That far from discharge Pump end 5 'has melted.
  • FIG 3a shows that the solid body 6 shown here transversely and the pump opening 4 are coordinated.
  • the pump tube 3 has an inner diameter of about 2.5 mm and a wall thickness of 0.75 mm.
  • the Pump opening 4 is arranged elliptically and centrally with respect to the pump tube 3.
  • the largest longitudinal dimension is about 1.70 mm (corresponding to the Double the major semiaxis), the largest transverse dimension (accordingly double the small semiaxis) is about 1.4 mm.
  • the solid is a circular cylinder with a diameter of 1.8 mm and a height of 1.2 mm.
  • the Formation of the opening extends over a height h of approximately 1.6 mm (Fig. 2). Due to the different shape of the opening, the solid can Do not close the opening even if it is lying crosswise.
  • FIG. 3b shows the case mirrored to Fig. 3a, that the longitudinal dimension the opening is larger than the diameter of the solid.
  • Figure 3c shows the theoretical (because of the unimpeded diffusion) best case that the largest longitudinal or transverse dimension of the opening are larger than the diameter or the height of the solid. Indeed this opening is very difficult to make. A plasma torch is advantageous for this used.
  • Such regular pump openings are produced by two opposite gas burners with different intensities are directed towards the originally circular opening of the pump tube.
  • the melted glass contracts and forms a non-circular (here elliptical) opening.
  • the pump opening is 10 decentrally arranged and asymmetrically shaped. It is partial again blocked by the solid body 11, which here is a porous compact with a circular cylindrical Shape is. It contains liquid mercury in its matrix.
  • Fig. 5 shows that the pump opening 10 has a crescent shape.
  • the inner diameter of the pump tube is 2.5 mm.
  • the largest longitudinal dimension the opening is 2.5 mm, the largest transverse dimension is 1.5 mm.
  • the compact has a diameter of 1.8 mm and a height of 1.2 mm.
  • Such irregular pump openings are produced by a gas or plasma torch that is one-sided on the area of the original circular opening is directed to that of the later crescent Opening is opposite.
  • FIG. 6 there is 15 behind the solid body a body 16 made of solid amalgam or solid amalgam partner.
  • a body 16 made of solid amalgam or solid amalgam partner As is known per se, it consists of a bismuth / indium alloy in a ratio of approx. 2: 1 or a bismuth / lead / tin alloy.
  • Other examples are alloys made of Bi-Pb or Bi-Pb-In or Bi-Pb-Ag. In addition, they each contain a few percent mercury. It with regard to the amalgams used, for example, on EP-A 373 567, EP-A 327 346, DE-OS 35 10 156, EP-A 157 440 and US-A 4 093 889 referenced.
  • FIG. 7a schematically shows the top view of a pump opening 20 with a crescent shape Shape
  • Figure 7b is an "8" like shape of the pump opening 21 shown.
  • the crosspiece 22 of the "8" is made of process engineering Reasons not fully trained.
  • FIG. 8 shows the top view of a pump opening 25 with a circular shape, wherein a piece of wire 26 transversely narrows the opening 25.
  • Figure 9a shows the top view of a pump opening 30 with a circular Shape, with a glass foam plug 31 completely closes the opening 30.
  • the foam consists of open pores.
  • the thickness of the plug is, for example, on the order of about 2 to 10 mm.
  • Figure 9b shows the top view of a pump opening 30 with a circular Shape, with a glass foam plug 35 partially opening (30%) closes. The remaining opening 40 allows sufficient diffusion even if the glass foam is mostly closed Pores.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Niederdruckquecksilberentladungslampe entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Quecksilber ist entweder in flüssiger oder fester Form , insbesondere als Amalgam, in die Lampe eingebracht. Dabei können die Amalgamlampen unterschiedliche Ausführung haben. Beispielsweise kann es sich um konventionelle Leuchtstofflampen mit stabförmigem Entladungsgefäß handeln, oder auch um Kompaktleuchtstofflampen mit gebogenen Rohren, z. B. U-förmig oder H-förmig gebogen, oder auch um kugelförmige elektrodenlose Niederdruckentladungslampen.
Derartige Kompaktleuchtstofflampen sind beispielsweise aus der EP-A 373 567 bekannt. Das Amalgam ist dabei im Pumprohr eingebracht, dessen entladungsseitige Öffnung leicht verengt ist. Alternativ kann auch das Pumprohr selbst eine Verengung aufweisen, siehe z.B. EP-A 161 725.
Eine kugelförmige elektrodenlose Niederdruckentladungslampe ist beispielsweise aus der EP-B 119 666 bekannt. Das Hauptamalgam ist in einer kuhlenartigen Vertiefung eingebracht. Eine Variante dieser Lampe ist in "Neues aus der Technik" Nr. 1/86 beschrieben, wobei das Hauptamalgam sich in einem geschlossenen Pumpstengel befindet, dessen Oberseite eine geringfügige asymmetrische Verengung aufweist. Dadurch soll vermieden werden, daß das Amalgam in den Kolben gelangt und die Leuchtstoffschicht oder andere Teile beschädigen kann, bzw. nicht die entsprechende Arbeitstemperatur erreicht.
Problematisch ist jedoch, daß das Amalgam in das Entladungsgefäß gelangen kann, wenn die Öffnung wie im bisher beschriebenen Stand der Technik relativ weit ist, so daß ein sicheres Pumpen und Füllen gewährleistet ist. Andererseits hat man früher die Öffnung des Pumprohr zu einer Kapillare verengt, um das Entweichen des Amalgams sicher zu verhindern (siehe DD-DWP 70 661). Bei den heutigen modernen Hochleistungsfertigungslinien wäre aber damit das Pumpen und Füllen zu zeitaufwendig. Derartige Kapillaren müßten nämlich einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,5 mm haben.
Aus den Patent Abstracts of Japan, Bd. 10, No. 69, betrifft JP-A-60.218757, ist es bekannt, das Amalgam im Pumprohr mittels einer darin eingepaßten Nickelhülse und einer in der Mitte des Pumprohres umlaufenden Verengung zu haltern.
Aus den Patent Abstracts of Japan, Bd. 12, No. 184, betrifft JP-A-62.287546, ist es bekannt, zwei Pumprohre zu benützen, von denen eines zum Füllen verwendet wird, während das andere ein Amalgam enthält, dem entladungsseitig eine massive stab ähnliche Sperre vorgelagert ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Lampe anzugeben die ein schnelles und sicheres Pumpen und Füllen ermöglicht, bei der aber andererseits sichergestellt ist, daß kein Amalgam in den Entladungsraum entweichen kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung macht sich die Basistechnologien der EP-A 581 160 und der EP-A 228 005 zunutze, auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich bezug genommen wird. Letztere beschreibt ein Speicherelement zum Dosieren und Einbringen von Quecksilber als flüssiges Metall oder flüssiges oder festes Amalgam, wobei das Speicherelement durch einen porösen Preßkörper, insbesondere aus Eisen, gebildet wird. Erstere beschreibt einen festen Amalgamkörper oder Amalgambildnerkörper mit einem ferromagnetischen Bestandteil.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Basistechnologien bei geeigneter Abwandlung eine ideale Voraussetzung liefern um einen Kompromiß zwischen den beiden Extremen, die oben als Stand der Technik angesprochen wurden, zu erreichen.
Ein schnelles Pumpen und Füllen bei gleichzeitigem sicheren Rückhalt des Quecksilbers wird bei einer Niederdruckquecksilberentladungslampe mit einem am Entladungsgefäß angebrachten Pumprohr, dessen äußeres Ende abgeschmolzen ist und dessen inneres entladungsseitiges Ende offen ist, dadurch erzielt, daß das Quecksilber (Hg) metallisch oder als Amalgam (im folgenden allgemein als Hg-Körper bezeichnet) im Pumprohr eingebracht ist. Die entladungsseitige Öffnung des Pumprohrs ist verengt. Zusammen mit dem Hg-Körper ist ein Festkörper im Pumprohr so eingebracht, daß dieser gleichsam als Stöpsel für den Hg-Körper die Öffnung des Pumprohrs teilweise verschließt. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung, bei der der Festkörper in jeder Orientierung einen anderen Querschnitt als die Pumpöffnung besitzt. Auf diese Weise wird im Betrieb die effektive Öffnung für die Quecksilberdiffusion zwischen Pumprohr und Entladungsgefäß sehr groß gehalten, ohne daß jedoch der Festkörper oder der Hg-Körper in das Entladungsgefäß eindringen kann. Gleichzeitig ermöglicht die spezielle Form der Verengung Quecksilberdiffusion zwischen Pumprohr und Entladungsraum.
Bevorzugt kann der Festkörper aus ferromagnetischem Material sein (insbesondere Eisen), so daß er während des Pump- und Füllvorgangs an beliebiger Stelle im Pumpstutzen mittels eines Magneten festgehalten werden kann. Dies hat sich als verarbeitungstechnisch noch günstiger als die Verwendung eines ferromagnetischen Amalgam(bildner)körpers erwiesen, die jedoch nicht ausgeschlossen wird.
Der Festkörper kann kugelförmig, ellipsoidförmig oder auch unregelmäßig gestaltet sein, wobei die Pumpöffnung eine davon abweichende andere Form, insbesondere eine asymmetrische Form, aufweisen soll.
In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Festkörper zumindest näherungsweise einen Kreiszylinder (z. B. exakt oder tablettenförmig abgerundet oder leicht elliptisch verzerrt) mit zugeordnetem Durchmesser und zugeordneter Höhe. Gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der Durchmesser des Festkörpers zwischen 50 und 90%, insbesondere 60 und 80 %, des Innendurchmessers des Pumprohrs entspricht, so daß genügend Platz zwischen Festkörper und Pumprohrwand verbleibt. Insbesondere sollte dabei die Höhe des Festkörpers kleiner als sein Durchmesser sein, insbesondere soll er etwa 50 bis 80 % des Durchmessers des Festkörpers entsprechen. Diese Abmessung ist nach der Erfahrung besonders günstig für ein reibungsloses Funktionieren des Füllverfahrens im Hinblick auf eine zufällig wechselnde Orientierung des Festkörpers im Pumprohr. Ein Verkanten oder eine Beschädigung wird dadurch minimiert. Der Festkörper kann frei im Pumprohr rotieren.
Der Festkörper bildet gleichsam einen Stöpsel, der die Pumpöffnung lediglich unvollständig verschließt. Um dies sicherzustellen, müssen Festkörper und Pumpöffnung eine voneinander abweichende Form besitzen. In einer Ausführungsform darf die Öffnung des Pumprohrs bei kreisförmigem Festkörper (Kugel oder Kreiszylinder) eben nicht kreisförmig sein, sondern soll eine größte Längs- und Querabmessung definieren, wobei die Längsabmessung größer als die Querabmessung ist.
Entsprechend ist es im Prinzip auch umgekehrt möglich, einen nicht kreisförmigen Festkörper (Ellipsoid, Würfel oder Quader) mit einer kreisförmigen Öffnung zu kombinieren.
Als Anhaltspunkt für die zu wählenden geometrischen Abmessungen kann für den Fall eines kreiszylindrischen Festkörpers dienen, daß entweder die größte Querabmessung größer, insbesondere um 0,1 bis 0,4 mm größer, als die Höhe des Festkörpers ist, oder daß die größte Längsabmessung größer als der Durchmesser des Festkörpers ist. Vorteilhaft bei Einhaltung nur einer dieser Bedingungen ist, daß die Verengung der Öffnung sich über eine gewisse Höhe hin (typisch 1 bis 2 mm) erstreckt. Wegen der abweichenden Form der Öffnung kann der Festkörper trotzdem auch in diesem Fall nie die Öffnung vollständig verschließen. Im Idealfall sind beide Bedingungen gleichzeitig erfüllt.
Besonders vorteilhaft ist die größte Querabmessung der Öffnung kleiner als der Durchmesser des Festkörpers.
Bei kreisförmigem Festkörper kann die Öffnung bevorzugt einen ellipsenoder halbmond-ähnlichen Querschnitt aufweisen. Sie kann auch ähnlich einer "8" oder sichelförmig geformt sein. Sie kann eine beliebige asymmetrische Form aufweisen. Dabei spielt es prinzipiell keine Rolle, ob die Öffnung zentral oder dezentral in bezug auf das Pumprohr angebracht ist, jedoch ist eine dezentrale, insbesondere möglichst randnahe, Öffnung günstiger, weil sie mehr Gestaltungsmöglichkeiten für die Öffnung beläßt und es leichter ermöglicht, daß die Verengung sowohl in Längs- als auch Querrichtung größer als Höhe und Durchmesser des Festkörpers ist. Der Grund ist, daß sich wegen der nahen Wand des Pumprohrs die Öffnung und der Festkörper nicht zur bestmöglichen Deckung bringen lassen.
Bei einer elliptischen Verengung soll zumindest eine Abmessung (Quer- oder Längsabmessung) größer (um ca. 0,1 bis 0,3 mm) als die Höhe bzw. der Durchmesser des Festkörpers sein. Der optimale Bereich liegt bei einem Achsverhältnis der Verengung zwischen 1,1 und 2,0, wobei die (kürzere) Querabmessung größer 1,0 mm sein sollte, um die Diffusion nicht zu behindern.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die kreisförmige Öffnung des Pumprohrs belassen. Der effektive Querschnitt wird jedoch dadurch verengt, daß ein Drahtstück o. ä. querliegend die Öffnung überspannt und so als Sperre wirkt.
Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines Glasschaumpfropfens, der in die an sich kreiszylindrische Öffnung des Pumprohrs eingebracht ist. In einer ersten Ausführungsform ist der Schaum zumindest teilweise offenporig, um eine Diffusion von Quecksilber in das Entladungsgefäß zu ermöglichen. In einer zweiten Ausführungsform kann der Schaum auch einen hohen Anteil geschlossener Poren enthalten, wobei aber die Öffnung nicht vollständig durch den Glasschaumpfropfen verschlossen ist, sondern eine Restöffnung für die Diffusion des Quecksilbers verbleibt. Schließlich sind auch Mischformen aus beiden Ausführungsformen möglich.
In einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Festkörper nicht nur als Stöpsel, sondern auch als Schwamm für den Hg-Körper wirken. In diesem Fall bildet der Festkörper, wie an sich bekannt, eine poröse Matrix als Grundkörper, die in ihren Hohlräumen flüssiges Quecksilber oder flüssiges Amalgam enthält. Zusätzlich dazu kann ein für die Bildung des Amalgams günstiger Amalgampartner in flüssiger oder fester Form hinter dem Festkörper eingebracht werden.
In einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform kann auch Amalgam verwendet werden, das bei Zimmertemperatur fest ist. In diesem Fall wird zuerst der Festkörper in das Pumprohr eingefüllt und danach erst das Amalgam, so daß letzteres in bezug auf die entladungsseitige Pumpöffnung hinter dem Festkörper liegt. In diesem Fall spielt die Beschaffenheit des Festkörpers keine Rolle, wohl aber nach wie vor seine geometrische Dimensionierung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Figur 1
eine schematisierte Darstellung eines Entladungsgefäßes
Figur 2
eine vergrößerte Darstellung der Quetschdichtung mit dem Pumpstengel
Figur 3
eine Draufsicht auf die Pumpöffnung mit schematisierter Darstellung des Festkörpers in drei Varianten
Figur 4
eine vergrößerte Darstellung der Quetschdichtung mit dem Pumpstengel bei einer zweiten Ausführungsform
Figur 5
eine Draufsicht auf die Pumpöffnung des zweiten Ausführungsbeispiels
Figur 6
eine vergrößerte Darstellung der Quetschdichtung mit dem Pumpstengel bei einer dritten Ausführungsform
Figur 7
zwei weitere Ausführungsformen der Pumpöffnung
Figur 8
eine weitere Ausführungsform der verengten Pumpöffnung
Figur 9
zwei weitere Ausführungsformen der Pumpöffnung
Figur 1 zeigt ein Entladungsgefäß 1 für eine kompakte Leuchtstofflampe, das U-förmig gebogen ist. Es besitzt zwei Enden 2a, 2b in denen Elektroden (nicht sichtbar) eingequetscht sind. Ein Ende 2a ist mittig mit einem Pumprohr 3 ausgestattet, dessen entladungsseitiges verengtes Ende 4 in das Entladungsgefäß 1 hineinragt, während das entladungsferne kreisförmige Ende 5 von außen zugänglich ist. Während des Evakuierens und Füllens mit Hilfe eines Pumpstutzens 9 und einer Dichtung 9a sind zunächst noch beide Pumpenden 4, 5 offen. Ein Festkörper 6, der aus Eisen besteht, ist durch einen Magneten 7 in der Mitte des Pumpstutzens 9 gehaltert. Dahinter ist ein flüssiges oder festes Amalgam (oder flüssiges Quecksilber) 8 in das Pumprohr eingebracht. Nach dem Füllen des Entladungsgefäßes mit Edelgas wird der Magnet 7 entfernt, so daß der Festkörper 6 und das Amalgam 8 (bzw. Hg) zum entladungsseitigen Ende 4 des Pumprohrs rutschen. Anschließend wird das entladungsferne Ende des Pumprohrs gekürzt und abgeschmolzen.
Figur 2 zeigt ein vergrößerte Darstellung des Quetschungsbereichs 2a. Das entladungsseitige Pumprohrende 4 ist verengt, so daß der Festkörper 6 die Öffnung trotz hochkant ausgerichteter Orientierung versperrt und das Amalgam 8 am Austritt in den Entladungsraum hindert. Das entladungsferne Pumprohrende 5' ist abgeschmolzen.
Figur 3a zeigt, daß der hier querliegend gezeigte Festkörper 6 und die Pumpöffnung 4 aufeinander abgestimmt sind. Das Pumprohr 3 besitzt einen Innendurchmesser von etwa 2,5 mm und eine Wandstärke von 0,75 mm. Die Pumpöffnung 4 ist elliptisch und in bezug auf das Pumprohr 3 zentral angeordnet. Die größte Längsabmessung ist etwa 1,70 mm (entsprechend dem Doppelten der großen Halbachse), die größte Querabmessung (entsprechend dem Doppelten der kleinen Halbachse) ist etwa 1,4 mm. Der Festkörper ist ein Kreiszylinder von 1,8 mm Durchmesser bei einer Höhe von 1,2 mm. Die Ausbildung der Öffnung erstreckt sich über eine Höhe h von ca. 1,6 mm (Fig. 2). Aufgrund der abweichenden Form der Öffnung kann der Festkörper die Öffnung auch im Falle des Querliegens nicht verschließen.
Wie Figur 3b und 3c zeigt, ist es jedoch auch möglich, andere Abmessungen zu wählen. Fig. 3b zeigt den zu Fig. 3a spiegelverkehrten Fall, daß die Längsabmessung der Öffnung größer als der Durchmesser des Festkörpers ist. Figur 3c zeigt den theoretisch (wegen der ungehinderten Diffusion) günstigsten Fall, daß die größte Längs- bzw. Querabmessung der Öffnung größer als der Durchmesser bzw. die Höhe des Festkörpers sind. Allerdings ist diese Öffnung sehr schwer herzustellen. Vorteilhaft wird dazu ein Plasmabrenner benutzt.
Die Herstellung derartiger regelmäßiger Pumpöffnungen erfolgt durch zwei einander gegenüberliegende Gasbrenner, die mit unterschiedlicher Intensität auf die ursprünglich kreisförmige Öffnung des Pumprohrs gerichtet sind. Das angeschmolzene Glas zieht sich zusammen und bildet eine unrunde (hier elliptische) Öffnung.
In einer zweiten Ausführungsform (Fig. 4 und 5) ist die Pumpöffnung 10 dezentral angeordnet und asymmetrisch geformt. Sie ist wieder teilweise durch den Festkörper 11 versperrt, der hier ein poröser Preßling mit kreiszylindrischer Gestalt ist. Er enthält flüssiges Quecksilber in seiner Matrix. Fig. 5 zeigt, daß die Pumpöffnung 10 eine halbmondförmige Gestalt besitzt. Der Innendurchmesser des Pumprohrs ist 2,5 mm. Die größte Längsabmessung der Öffnung ist 2,5 mm, die größte Querabmessung ist 1,5 mm. Der Preßling hat einen Durchmesser von 1,8 mm und eine Höhe von 1,2 mm.
Die Herstellung derartiger unregelmäßiger Pumpöffnungen erfolgt durch einen Gas- oder Plasmabrenner, der einseitig auf den Bereich der ursprünglich kreisförmigen Öffnung gerichtet ist, der der späteren halbmondförmigen Öffnung gegenüberliegt.
In einem dritten Ausführungsbeispiel (Fig.6) ist hinter dem Festkörper 15 noch ein Körper 16 aus festem Amalgam oder festem Amalgampartner angeordnet. Er besteht, wie an sich bekannt, aus einer Wismut/Indium-Legierung im Verhältnis von ca. 2:1 oder auch einer Wismut/Blei/Zinn-Legierung. Weitere Beispiele sind Legierungen aus Bi-Pb oder Bi-Pb-In oder Bi-Pb-Ag. Zusätzlich enthalten sie jeweils einige Prozent Quecksilber. Es wird bezüglich der verwendeten Amalgame beispielsweise auf EP-A 373 567, EP-A 327 346, DE-OS 35 10 156, EP-A 157 440 sowie US-A 4 093 889 verwiesen.
Figur 7a zeigt schematisch die Draufsicht auf eine Pumpöffnung 20 mit sichelförmiger Gestalt, in Fig. 7b ist eine ,,8"-ähnliche Form der Pumpöffnung 21 gezeigt. Der Quersteg 22 der "8" ist dabei aus verfahrenstechnischen Gründen nicht vollständig ausgebildet.
Figur 8 zeigt die Draufsicht auf eine Pumpöffnung 25 mit kreisförmiger Gestalt, wobei ein Drahtstück 26 querliegend die Öffnung 25 verengt.
Figur 9a zeigt die Draufsicht auf eine Pumpöffnung 30 mit kreisförmiger Gestalt, wobei ein Glasschaumpfropfen 31 die Öffnung 30 vollständig verschließt. Der Schaum besteht aus offenen Poren. Die Dicke des Pfropfens liegt beispielsweise in der Größenordnung von etwa 2 bis 10 mm.
Figur 9b zeigt die Draufsicht auf eine Pumpöffnung 30 mit kreisförmiger Gestalt, wobei ein Glasschaumpfropfen 35 die Öffnung 30 teilweise (75%) verschließt. Die verbleibende Restöffnung 40 gestattet eine ausreichende Diffusion auch dann, wenn der Glasschaum überwiegend aus geschlossenen Poren besteht.
Für die Herstellung eines derartigen Glasschaumpfropfens wird beispielsweise Wasserglas verwendet, dem das Wasser schlagartig durch Erhitzen ausgetrieben wird. Der entweichende Wasserdampf veranlaßt ein Aufschäumen des Glases, wodurch Poren gebildet werden.

Claims (20)

  1. Niederdruckquecksilberentladungslampe mit einem Entladungsgefäß (1), wobei am Entladungsgefäß (1) ein Pumprohr (3) angebracht ist, dessen äußeres Ende (5') abgeschmolzen ist und dessen inneres Ende (4) offen ist, wobei Quecksilber (Hg) metallisch oder als Amalgam im Pumprohr (3) eingebracht ist, wobei die entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) verengt ist und wobei zusammen mit dem Quecksilber ein Festkörper (6; 11; 15) im Pumprohr eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper (6; 11; 15) im Pumprohr so eingebracht ist, daß er die entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) teilweise verschließt.
  2. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper (6;11;15) in jeder Orientierung einen anderen Querschnitt als die entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) besitzt.
  3. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper (6;11;15) zumindest näherungsweise einen Kreiszylinder mit zugeordnetem Durchmesser und zugeordneter Höhe bildet.
  4. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Festkörpers (6;11;15) zwischen 50 und 90%, insbesondere 60 und 80 %, des Innendurchmessers der entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) entspricht.
  5. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Festkörpers (6;11;15) kleiner als sein Durchmesser ist, wobei die Höhe insbesondere etwa 50 - 80 % des Durchmessers des Festkörpers (6;11;15) entspricht.
  6. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) eine größte Längs- und Querabmessung definiert, wobei die Längsabmessung größer als die Querabmessung ist, insbesondere um einen Faktor 1,1 bis 2,0.
  7. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Querabmessung größer, insbesondere um 0,1 bis 0,4 mm größer, als die Höhe des Festkörpers (6;11;15) ist.
  8. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Längsabmessung größer als der Durchmesser des Festkörpers (6;11;15) ist.
  9. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Querabmessung kleiner als der Durchmesser des Festkörpers (6;11;15) ist.
  10. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) ellipsen-, halbmond-, sichel- oder "8"-- ähnlich geformt ist.
  11. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper (6;11;15) ferromagnetisch ist.
  12. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper (6;11;15) eine poröse Matrix als Grundkörper besitzt.
  13. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Quecksilber oder sein Amalgam flüssig ist und insbesondere in der Matrix eingelagert ist.
  14. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Amalgam bei Zimmertemperatur fest ist und bezogen auf die entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) hinter dem Festkörper (6;11;15) angeordnet ist.
  15. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumprohr (3) an einem Ende (2a) des Entladungsgefäßes (1) angeordnet ist.
  16. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (2a) mittels einer Quetschung verschlossen ist.
  17. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung der entladungsseitige Öffnung (4a) des Pumprohrs (3) mittels eines querliegenden Drahtstücks (26) erfolgt.
  18. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumprohr (3) mittels eines Glasschaumpfropfens (31; 35) verschlossen ist, wobei die verengte Öffnung (30) dadurch gebildet ist, daß zumindest ein Teil der Poren des Glasschaumpfropfens (31) offen ist und/oder daß eine freie Restöffnung (40) verbleibt.
  19. Niederdruckquecksilberentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (10) des Pumprohrs (3) dezentral angeordnet ist.
  20. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtstofflampe dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumprohr (3) mit verengter Öffnung (4a) hergestellt wird, das in eine Öffnung des Entladungsgefäßes (1) eingedichtet wird, anschließend ein Festkörper (6;11;15) und evtl. ein weiterer Körper in den Pumpstutzen (9) eingebracht wird, anschließend der Entladungsraum über den Pumpstutzen (9) und dem damit verbundenen Pumprohr (3) evakuiert wird, wobei der Festkörper (6;11;15) im Pumpstutzen (9) gehaltert wird, und anschließend ein Inertgas bei niedrigem Druck in das Entladungsgefäß (1) eingefüllt wird, anschließend der Festkörper (6;11;15) und evtl. der weitere Körper in das Pumprohr (3) eingebracht wird und schließlich das Pumprohr (3) verschlossen wird.
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