EP2541586A1 - Low pressure discharge lamp with getter incorporated in the cathode shield - Google Patents

Low pressure discharge lamp with getter incorporated in the cathode shield Download PDF

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EP2541586A1
EP2541586A1 EP12004799A EP12004799A EP2541586A1 EP 2541586 A1 EP2541586 A1 EP 2541586A1 EP 12004799 A EP12004799 A EP 12004799A EP 12004799 A EP12004799 A EP 12004799A EP 2541586 A1 EP2541586 A1 EP 2541586A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
discharge lamp
pressure discharge
low
carrier body
shielding ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12004799A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Torsten Seifert
Tino Göhler
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.)
Narva Lichtquellen GmbH and Co KG
Original Assignee
Narva Lichtquellen GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Narva Lichtquellen GmbH and Co KG filed Critical Narva Lichtquellen GmbH and Co KG
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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01J61/26—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering; Means for preventing blackening of the envelope
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J61/02—Details
    • H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J61/28—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the lamp
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
    • H01J61/72—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a main light-emitting filling of easily vaporisable metal vapour, e.g. mercury

Definitions

  • the invention relates to a low-pressure discharge lamp comprising: a tubular bulb, at least two electrodes and at least one shield ring in the vicinity of the electrodes and a method for producing the low-pressure discharge lamps.
  • the tubular pistons are connected to a device for evacuation and a gas atmosphere of low pressure and necessary gas composition is drawn into the tube. Even within the low pressure gas atmosphere, the caps are applied to the ends of the tube and sealed. In this method, it is complex in terms of apparatus to apply the caps within the gas atmosphere of the low-pressure discharge lamp. On the other hand, in this method, it is not necessary to treat the low-pressure discharge lamps after assembly to set the proper gas atmosphere inside the tubular bulb.
  • Another method provides for accommodating in a later part of the tubular piston a carrier body which is both a getter material contains as well as mercury of a predetermined amount.
  • the tubular body must also be evacuated and capped, but not in the later atmosphere of the low-pressure discharge lamp.
  • the carrier body is inductively heated, wherein the getter evaporates into the gas space of the low-pressure discharge lamp, there harmful guest components precipitated by chemical reaction and wherein the evaporates in the carrier body in a predetermined amount of mercury. After use of the substances releasing carrier body of the part of the piston is welded.
  • this method it is advantageous that the gas atmosphere of the low-pressure discharge lamp does not have to be generated externally, which greatly simplifies handling in the production of the low-pressure discharge lamp.
  • this method has the disadvantage that the part of the piston carrying the carrier body has to be welded off.
  • the mercury and also the getter material to be provided on a strip-shaped body within the low-pressure discharge lamp, the strip-shaped body being inductively heated after assembly of all the individual parts.
  • the inductive heating is not quite easy, because the inductive heating may refer only to the strip, so as not to damage the electrode or the leads of the electrode by heating.
  • pamphlet EP0888634B1 discloses to accommodate the getter material and also the mercury depending on different legs of a substantially roof or U-shaped support body in the vicinity of the electrodes. By the aligned to the longitudinal axis of the tubular body sheets inductive heating at a small distance from the electrodes is possible. However, the correct arrangement of the sheets in space is necessary in order to achieve selective heating of the carrier body.
  • High-quality low-pressure discharge lamps with a pre-optimized geometry of a shielding ring are thus limited in terms of the choice of the manufacturing method. If the geometry of the shielding ring is changed in order to apply getter material and mercury, wherein the change in geometry is necessary primarily for selective heating of the carrier body, the parameters which negatively influence the life of the low-pressure discharge lamp change. If, on the other hand, the material of the shielding ring is changed, the parameters of the actual shielding also change.
  • the thus pre-optimized low-pressure discharge lamp can thus be produced only by the method described first, should be dispensed with a Absch disturben a part of the tubular piston, which can be detrimental to the stability and appearance of the piston.
  • the object of the invention is therefore to provide a low-pressure discharge lamp which has a Ablering, and can be prepared by means of the subsequent evaporation of mercury and getter.
  • the low-pressure discharge lamp according to the invention combines two advantages that were hitherto difficult to reconcile. On the one hand, it allows an optimized positioning and design of a shielding ring in the vicinity of the electrodes, on the other hand, it allows the accommodation of a carrier body also in the vicinity of the electrodes, which has getter material and optionally mercury for subsequent adjustment of the mercury atmosphere with low pressure in the low-pressure discharge lamp. As a result, this low-pressure discharge lamp can also be produced in such a way that the quality of the carrier gas can be subsequently adjusted in the production process and, if necessary, not handled with mercury vapor atmosphere, which considerably simplifies production in terms of occupational safety.
  • the special feature of the low-pressure discharge lamp according to the invention is that the shielding ring, which is insensitive to moderate heating, is used as a heating element for heating the carrier body.
  • the slight modification of the shielding ring for receiving the carrier body has so little effect on the parameters determining the service life of the low-pressure discharge lamp that this modification leads to the abovementioned combination of advantages.
  • a modification of the shielding ring with a gettermaterial- and possibly mercury-containing surface would not be possible because the material for shielding the precipitate of the evaporated electrode material would be changed too much.
  • the carrier body does not exclusively have a getter material, but optionally also mercury, in order to get along with the getter material To remove interfering oxygen and other heat reactive with the electrode material and / or the mercury vapor gases from the tubular piston and to introduce the necessary amount of mercury in the piston of the low-pressure discharge lamp.
  • an elongate carrier body is considered as carrier body which is aligned with its longitudinal axis in a tangential direction to the longitudinal axis of the tubular body. Because when heated by means of the high-frequency magnetic field only selected bodies within the flask are heated. For example, the leads to the electrodes, which are oriented substantially in the longitudinal direction of the longitudinal axis of the tubular body, should not be heated. But probably the shielding ring. This is, as is known from the prior art, achieved in that the heating is generated by a high-frequency magnetic field whose magnetic field lines are aligned parallel to the longitudinal axis of the tubular body.
  • the carrier body is advantageously clamped in the shielding ring.
  • the pinching makes a spot weld advantageously unnecessary. Namely, the spot welding would lead to a brief heating of the carrier body, wherein the amount of mercury contained on the support body would change due to the evaporation, whereby the amount of mercury is unpredictable and therefore, the amount of mercury in the vapor space of the tubular piston of the low-pressure discharge lamp between different lamps to one have large standard deviation, whereby the quality of the thus produced low-pressure discharge lamp is reduced.
  • the suspension is spot-welded to the shield ring and therefore the suspension provides a good and effective heat sink, which is rather undesirable at the location of the support body, since the heat sink counteracts the heating of the support body.
  • the positioning of the shield ring is an important parameter for suitability as a shielding ring.
  • it is offset on the longitudinal axis of the tubular body with respect to the electrode coil in the direction of the current flow through the gas space.
  • the precipitate of the undesired evaporated electrode material does not settle in the immediate vicinity of the electrode, but added to it. That the shielding ring is arranged offset relative to the electrode coil, has In addition, the advantage that when using the high-frequency magnetic field, the electrode coil is not in the center of the changing magnetic field lines and thus less heated.
  • this has a shielding ring, which has no tendency to evaporate even at 900 ° C in a vacuum, at least at a greatly reduced pressure. This prevents getter material and the evaporated material of the shielding ring from chemically combining and therefore the getter material is no longer available for knocking down the gases that are undesirably present in the gas space during production.
  • the low-pressure discharge lamp is provided evacuating a tubular body, closing the two ends of the tubular body, each with a cap, the caps have electrodes and Ableringe and a gettermaterial- and possibly mercury-containing carrier body, then heating the Ableringes by a high-frequency Magnetic field in the closed state of the low-pressure discharge lamp, wherein the shielding ring is heated to about 900 ° C and thereby evaporate the getter and possibly the mercury from the carrier body.
  • the carrier body remains in the tubular bulb of the low-pressure discharge lamp and this is not removed by welding. As a result, the manufacturing process is cheaper, because the Absch spaen deleted.
  • the longitudinal axis of the tubular piston is the midpoint line the glass wall of the piston coincides with the center line in a straight tube with a circular profile.
  • FIG. 1 an electrode arrangement 1 of a low-pressure discharge lamp is shown, comprising two leads 2 and 3 of an electrode double helix 4, of which only the secondary, second helix is shown here by drawing due to the resolution of the drawing.
  • the electrode double helix 4 again has a helix with a much smaller radius of curvature.
  • a carrier body 6 having a getter material and optionally mercury is clamped in the shielding ring 5.
  • the shielding ring 5 is heated with the aid of a high-frequency magnetic field. Since the shielding ring 5 is annular, a high induced electric current flows in the shielding ring 5, which strongly heats the shielding ring 5.
  • the elevated temperature of the shielding ring 5 is deposited on the support body 6, whereby the materials contained therein are activated or released. After heating the shielding ring 5 and activating and releasing the material contained in the carrier body 6, the carrier body 6 remains in place.
  • the manufacturing process for the low-pressure discharge lamp provided here is simplified considerably, because it is not necessary to work with an external source of mercury, yet getter material and mercury are introduced into the tubular bulb of the low-pressure discharge lamp, and yet instead of activating the getter material, possibly mercury on a dedicated one vorgeh Set carrier body in the form of a sheet, which hardly ever has an effect after a single use as in operation no longer active element, an active shielding 5 is present.
  • the here after one-time use ineffective carrier body 6 surprisingly does not interfere with the action of the shield 6 in the operation of the low-pressure discharge lamp.

Abstract

The discharge lamp has a tubular piston and electrodes (4). A screen ring (5) is arranged in the vicinity of electrodes. A support structure (6) made of mercury is arranged on the screen ring. The screen ring is vaporized at a temperature of 900 [deg] C. The support structure is arranged with respect to the longitudinal axis of the tubular piston. An independent claim is included for method for manufacturing low-pressure discharge lamp.

Description

Die Erfindung betrifft eine Niederdruckentladungslampe aufweisend: einem röhrenförmigen Kolben, mindestens zwei Elektroden und mindestens einem Abschirmring in der Nähe der Elektroden und ein Verfahren zur Herstellung der Niederdruckentladungslampen.The invention relates to a low-pressure discharge lamp comprising: a tubular bulb, at least two electrodes and at least one shield ring in the vicinity of the electrodes and a method for producing the low-pressure discharge lamps.

Zur Herstellung von bekannten Niederdruckentladungslampen werden auf der Innenseite mit einem Leuchtstoff beschichtete röhrenförmige Kolben zu je einer Seite mit einer Kappe verschlossen, die eine Elektrode aufweisen. Damit im Kolben die notwendige Niederdruckatmosphäre mit der korrekten Zusammensetzung vorliegt, sind verschiedene Verfahren bekannt, die Niederdruckentladungslampen herzustellen.For the production of known low-pressure discharge lamps coated on the inside with a fluorescent tube-shaped pistons are each closed on one side with a cap having an electrode. So that the necessary low-pressure atmosphere with the correct composition is present in the piston, various methods are known for producing the low-pressure discharge lamps.

Bei einem ersten Verfahren werden die röhrenförmigen Kolben an eine Vorrichtung zur Evakuierung angeschlossen und eine Gasatmosphäre mit geringem Druck und notwendiger Gaszusammensetzung wird in die Röhre gezogen. Noch innerhalb der Gasatmosphäre mit geringem Druck werden die Kappen auf die Enden der Röhre aufgebracht und verschlossen. Bei diesem Verfahren ist es apparativ aufwändig, innerhalb der Gasatmosphäre der Niederdruckentladungslampe die Kappen aufzubringen. Andererseits ist es bei diesem Verfahren nicht notwendig, die Niederdruckentladungslampen nach deren Zusammenbau zu behandeln, um innerhalb des röhrenförmigen Kolbens die richtige Gasatmosphäre einzustellen.In a first method, the tubular pistons are connected to a device for evacuation and a gas atmosphere of low pressure and necessary gas composition is drawn into the tube. Even within the low pressure gas atmosphere, the caps are applied to the ends of the tube and sealed. In this method, it is complex in terms of apparatus to apply the caps within the gas atmosphere of the low-pressure discharge lamp. On the other hand, in this method, it is not necessary to treat the low-pressure discharge lamps after assembly to set the proper gas atmosphere inside the tubular bulb.

Ein anderes Verfahren sieht vor, in einem später abzutrennenden Teil des röhrenförmigen Kolbens einen Trägerkörper unterzubringen, der sowohl ein Gettermaterial enthält als auch Quecksilber einer vorbestimmten Menge. Zur Herstellung der Niederdruckentladungslampe muss der röhrenförmige Körper ebenfalls evakuiert und mit der Kappe verschlossen werden, jedoch nicht in der späteren Atmosphäre der Niederdruckentladungslampe. Zur Einstellung der notwendigen Gasatmosphäre wird der Trägerkörper induktiv erhitzt, wobei das Gettermaterial in den Gasraum der Niederdruckentladungslampe verdampft, dort schädliche Gastanteile durch chemische Reaktion ausfällt und wobei das im Trägerkörper in vorbestimmter Menge vorhandene Quecksilber verdampft. Nach Einsatz des die Stoffe freisetzenden Trägerkörpers wird der Teil des Kolbens abgeschweißt. Bei diesem Verfahren ist es von Vorteil, dass die Gasatmosphäre der Niederdruckentladungslampe nicht extern erzeugt werden muss, was die Handhabung bei der Herstellung der Niederdruckentladungslampe wesentlich vereinfacht. Allerdings ist dieses Verfahren mit dem Nachteil verbunden, dass der den Trägerkörper tragende Teil des Kolbens abgeschweißt werden muss.Another method provides for accommodating in a later part of the tubular piston a carrier body which is both a getter material contains as well as mercury of a predetermined amount. To manufacture the low-pressure discharge lamp, the tubular body must also be evacuated and capped, but not in the later atmosphere of the low-pressure discharge lamp. To set the necessary gas atmosphere, the carrier body is inductively heated, wherein the getter evaporates into the gas space of the low-pressure discharge lamp, there harmful guest components precipitated by chemical reaction and wherein the evaporates in the carrier body in a predetermined amount of mercury. After use of the substances releasing carrier body of the part of the piston is welded. In this method, it is advantageous that the gas atmosphere of the low-pressure discharge lamp does not have to be generated externally, which greatly simplifies handling in the production of the low-pressure discharge lamp. However, this method has the disadvantage that the part of the piston carrying the carrier body has to be welded off.

Noch andere Verfahren, die zum Zeitpunkt dieser Anmeldung üblich sind, sehen vor, das Quecksilber und auch das Gettermaterial auf einem streifenförmigen Körper innerhalb der Niederdruckentladungslampe vorzusehen, wobei der streifenförmige Körper nach Zusammenfügung aller Einzelteile induktiv erhitzt wird. Allerdings ist die induktive Erhitzung nicht ganz problemlos, denn die induktive Erhitzung darf sich nur auf den Streifen beziehen, um nicht die Elektrode oder die Zuleitungen der Elektrode durch Erhitzung zu schädigen.Still other methods, which are common at the time of this application, provide for the mercury and also the getter material to be provided on a strip-shaped body within the low-pressure discharge lamp, the strip-shaped body being inductively heated after assembly of all the individual parts. However, the inductive heating is not quite easy, because the inductive heating may refer only to the strip, so as not to damage the electrode or the leads of the electrode by heating.

Druckschrift EP0888634B1 offenbart, das Gettermaterial und auch das Quecksilber je auf unterschiedlichen Schenkeln eines im Wesentlichen dach- oder U-förmigen Trägerkörpers in der Nähe der Elektroden unterzubringen. Durch die zur Längsachse des röhrenförmigen Körpers ausgerichteten Bleche ist eine induktive Erhitzung in geringfügiger Entfernung von den Elektroden möglich. Die korrekte Anordnung der Bleche im Raum ist aber notwendig, um eine selektive Erhitzung des Trägerkörpers zu erreichen.pamphlet EP0888634B1 discloses to accommodate the getter material and also the mercury depending on different legs of a substantially roof or U-shaped support body in the vicinity of the electrodes. By the aligned to the longitudinal axis of the tubular body sheets inductive heating at a small distance from the electrodes is possible. However, the correct arrangement of the sheets in space is necessary in order to achieve selective heating of the carrier body.

Neben den bekannten Trägerkörpern für Gettermaterial und Quecksilber ist es auch bekannt, die Elektroden mit Hilfe eines Abschirmringes vor vorzeitiger Verdampfung zu schützen, zumindest aber, um ein Abscheiden des verdampften Elektrodenmaterials auf der inneren, mit einer Leuchtschicht beschichteten Oberfläche des ringförmigen Kobens zu verhindern. Der Ort und die Geometrie des Abschirmringes sind für die erwünschte Wirkung aber sehr wichtige Parameter. Weder darf der Ring zu nah an der Elektrode platziert sein, noch darf der Ring zu stark von einer optimalen Geometrie abweichen, um nicht sogar die Lebenszeit der Niederdruckentladungslampe unerwünscht zu verkürzen, statt sie zu verlängern. In der deutschen Auslegeschrift DE1217497 wird eine derartige Abschirmung nebst den wichtigen Parametern zur Einstellung der erwünschten Funktion beschrieben.In addition to the known carrier bodies for getter material and mercury, it is also known to protect the electrodes by means of a Abschirmringes from premature evaporation, but at least to prevent deposition of the evaporated electrode material on the inner, coated with a luminescent layer surface of the annular Kobens. However, the location and geometry of the shield ring are very important parameters for the desired effect. Neither may the ring be placed too close to the electrode, nor should the ring deviate too much from an optimal geometry, so as not to undesirably shorten, rather than lengthen, the life of the low pressure discharge lamp. In the German Auslegeschrift DE1217497 Such a shield is described in addition to the important parameters for setting the desired function.

Qualitativ hochwertige Niederdruckentladungslampen mit einer voroptimierten Geometrie eines Abschirmringes sind somit in Bezug auf die Wahl des Herstellungsverfahrens eingeschränkt. Wird die Geometrie des Abschirmringes verändert, um darauf Gettermaterial und Quecksilber aufzubringen, wobei die Geometrieänderung hauptsächlich zur selektiven Erhitzung des Trägerkörpers notwendig ist, so ändern sich die Parameter, welche die Lebensdauer der Niederdruckentladungslampe negativ beeinflussen. Wird hingegen das Material des Abschirmringes verändert, so ändern sich auch die Parameter der tatsächlichen Abschirmung. Die so voroptimierte Niederdruckentladungslampe kann somit nur mit dem eingangs zuerst beschrieben Verfahren hergestellt werden, soll auf ein Abschweißen eines Teils des röhrenförmigen Kolbens verzichtet werden, was nachteilig für die Stabilität und das äußere Erscheinungsbild des Kolbens sein kann.High-quality low-pressure discharge lamps with a pre-optimized geometry of a shielding ring are thus limited in terms of the choice of the manufacturing method. If the geometry of the shielding ring is changed in order to apply getter material and mercury, wherein the change in geometry is necessary primarily for selective heating of the carrier body, the parameters which negatively influence the life of the low-pressure discharge lamp change. If, on the other hand, the material of the shielding ring is changed, the parameters of the actual shielding also change. The thus pre-optimized low-pressure discharge lamp can thus be produced only by the method described first, should be dispensed with a Abschweißen a part of the tubular piston, which can be detrimental to the stability and appearance of the piston.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Niederdruckentladungslampe zur Verfügung zu stellen, die einen Abschirmring aufweist, und mit Hilfe des nachträglichen Verdampfens von Quecksilber und Getter hergestellt werden kann.The object of the invention is therefore to provide a low-pressure discharge lamp which has a Abschirmring, and can be prepared by means of the subsequent evaporation of mercury and getter.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an dem Abschirmring ein gettermaterialhaltiger Trägerkörper angeordnet ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Das dazu korrespondierende Verfahren zur Herstellung der Niederdruckentladungslampe wird in den Ansprüchen 9 bis 10 angegeben.The object according to the invention is achieved in that a support material-containing carrier body is arranged on the shielding ring. Further advantageous embodiments are specified in the subclaims. The corresponding method for producing the low-pressure discharge lamp is specified in claims 9 to 10.

Die erfindungsgemäße Niederdruckentladungslampe eint zwei Vorteile, die bisher schwer in Einklang zu bringen waren. Einerseits erlaubt sie eine optimierte Positionierung und Ausgestaltung eines Abschirmringes in der Nähe der Elektroden, andererseits erlaubt sie die Unterbringung eines Trägerkörpers ebenfalls in der Nähe der Elektroden, der zur nachträglichen Einstellung der Quecksilberatmosphäre mit geringem Druck in der Niederdruckentladungslampe Gettermaterial und ggf. Quecksilber aufweist. Dadurch kann auch diese Niederdruckentladungslampe so hergestellt werden, dass in dem Herstellungsprozess die Qualität des Trägergases nachträglich eingestellt werden kann und ggf. nicht mit Quecksilberdampfatmosphäre hantiert werden muss, was die Herstellung in Bezug auf die Arbeitssicherheit erheblich vereinfacht. Das Besondere an der erfindungsgemäßen Niederdruckentladungslampe ist, dass der Abschirmring, der unempfindlich gegenüber moderater Erhitzung ist, als Aufheizkörper zur Aufheizung des Trägerkörpers verwendet wird. Überraschender Weise hat sich nämlich herausgestellt, dass die geringfügige Modifikation des Abschirmringes zur Aufnahme des Trägerkörpers so geringe Auswirkung auf die die Lebensdauer der Niederdruckentladungslampe bestimmenden Parameter hat, dass diese Modifikation zu der oben genannten Kombination von Vorteilen führt. Wie bereits erwähnt, wäre eine Modifikation des Abschirmringes mit einer gettermaterial- und ggf. Quecksilberhaltigen Oberfläche nicht möglich, da das Material zur Abschirmung des Niederschlags des verdampften Elektrodenmaterials zu stark verändert würde.The low-pressure discharge lamp according to the invention combines two advantages that were hitherto difficult to reconcile. On the one hand, it allows an optimized positioning and design of a shielding ring in the vicinity of the electrodes, on the other hand, it allows the accommodation of a carrier body also in the vicinity of the electrodes, which has getter material and optionally mercury for subsequent adjustment of the mercury atmosphere with low pressure in the low-pressure discharge lamp. As a result, this low-pressure discharge lamp can also be produced in such a way that the quality of the carrier gas can be subsequently adjusted in the production process and, if necessary, not handled with mercury vapor atmosphere, which considerably simplifies production in terms of occupational safety. The special feature of the low-pressure discharge lamp according to the invention is that the shielding ring, which is insensitive to moderate heating, is used as a heating element for heating the carrier body. Surprisingly, it has been found that the slight modification of the shielding ring for receiving the carrier body has so little effect on the parameters determining the service life of the low-pressure discharge lamp that this modification leads to the abovementioned combination of advantages. As already mentioned, a modification of the shielding ring with a gettermaterial- and possibly mercury-containing surface would not be possible because the material for shielding the precipitate of the evaporated electrode material would be changed too much.

Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass der Trägerkörper nicht ausschließlich ein Gettermaterial aufweist, sondern optional auch Quecksilber, um mit dem Gettermaterial störende Reste von Sauerstoff und andere bei Hitze mit dem Elektrodenmaterial und/oder dem Quecksilberdampf reagierende Gase aus dem röhrenförmigen Kolben zu entfernen und um die notwendige Menge Quecksilber in den Koben der Niederdruckentladungslampe einzubringen.It is provided according to the invention that the carrier body does not exclusively have a getter material, but optionally also mercury, in order to get along with the getter material To remove interfering oxygen and other heat reactive with the electrode material and / or the mercury vapor gases from the tubular piston and to introduce the necessary amount of mercury in the piston of the low-pressure discharge lamp.

Als Trägerkörper kommt insbesondere ein länglicher Trägerkörper in Betracht, der mit seiner Längsachse in tangentialer Richtung zur Längsachse des röhrenförmigen Körpers ausgerichtet ist. Denn bei der Erhitzung mit Hilfe des hochfrequenten Magnetfeldes sollen nur ausgewählte Körper innerhalb des Kolbens erhitzt werden. Beispielsweise sollen die Zuleitungen zu den Elektroden, die im Wesentlichen in Längsrichtung der Längsachse des röhrenförmigen Körpers ausgerichtet sind, nicht erhitzt werden. Wohl aber der Abschirmring. Dies wird, das ist aus dem Stand der Technik bekannt, dadurch erreicht, dass die Erhitzung durch ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt wird, dessen Magnetfeldlinien parallel zur Längsachse des röhrenförmigen Körpers ausgerichtet sind. Da ein durch ein sich änderndes Magnetfeld induzierter elektrischer Strom senkrecht zur Magnetflussrichtung ausgerichtet ist, wird in den im Wesentlichen parallel zu den hochfrequenten Magnetfeldlinien ausgerichteten Zuleitungen ein nur geringer Teil der magnetisch induzierten Energie umgesetzt. Ein hoher Teil der magnetisch eingebrachten Energie wird also in dem Abschirmring umgesetzt, der sich stark erhitzt und somit den Trägerkörper aufheizt. Diese Platzierung ist deshalb von Vorteil, weil dadurch die eigentlich unerwünschte Erhitzung anderer Elemente als dem Trägerkörper besser kontrolliert werden kann. Da der Trägerkörper relativ klein ist, setzt dieser eine geringere Energie aus dem magnetischen Wechselfeld um. Würde man den Träger so platzieren, dass sich dieser aus dem eigenen Empfang von magnetisch induzierter Energie aufheizt, so würden andere Elemente wie bspw. der Abschirmring aufgrund der Größe und der Geometrie zu stark aufgeheizt werden. Die gewählte Platzierung ermöglicht also eine Erhitzung des Trägerkörpers auf 900 °C, wobei der Abschirmring ebenfalls nur auf diese Temperatur erhitzt wird.In particular, an elongate carrier body is considered as carrier body which is aligned with its longitudinal axis in a tangential direction to the longitudinal axis of the tubular body. Because when heated by means of the high-frequency magnetic field only selected bodies within the flask are heated. For example, the leads to the electrodes, which are oriented substantially in the longitudinal direction of the longitudinal axis of the tubular body, should not be heated. But probably the shielding ring. This is, as is known from the prior art, achieved in that the heating is generated by a high-frequency magnetic field whose magnetic field lines are aligned parallel to the longitudinal axis of the tubular body. Since an electric current induced by a changing magnetic field is oriented perpendicular to the magnetic flux direction, only a small part of the magnetically induced energy is converted in the feed lines oriented essentially parallel to the high-frequency magnetic field lines. A high part of the magnetically introduced energy is thus converted into the shielding ring, which heats up strongly and thus heats the carrier body. This placement is advantageous because it allows the unwanted heating of other elements than the carrier body can be better controlled. Since the carrier body is relatively small, this converts a lower energy from the alternating magnetic field. If one were to place the carrier in such a way that it heats up from its own reception of magnetically induced energy, other elements such as, for example, the shielding ring would be overheated due to the size and the geometry. The chosen placement thus allows heating of the carrier body at 900 ° C, wherein the shielding ring is also heated only to this temperature.

Der Trägerkörper ist in vorteilhafter Weise in den Abschirmring eingeklemmt. Das Einklemmen macht eine Punktschweißverbindung in vorteilhafter Weise entbehrlich. Die Punktschweißung würde nämlich zu einer kurzzeitigen Erhitzung des Trägerkörpers führen, wobei sich die Menge des auf dem Trägerkörper enthaltenen Quecksilbers aufgrund der Verdampfung verändern würde, wodurch die Quecksilbermenge unvorhersehbar ist und daher würde die Quecksilbermenge im Dampfraum des rohrförmigen Kolbens der Niederdruckentladungslampe zwischen verschiedenen Lampen eine zu große Standardabweichung aufweisen, wodurch die Qualität der so hergestellten Niederdruckentladungslampe verringert wird.The carrier body is advantageously clamped in the shielding ring. The pinching makes a spot weld advantageously unnecessary. Namely, the spot welding would lead to a brief heating of the carrier body, wherein the amount of mercury contained on the support body would change due to the evaporation, whereby the amount of mercury is unpredictable and therefore, the amount of mercury in the vapor space of the tubular piston of the low-pressure discharge lamp between different lamps to one have large standard deviation, whereby the quality of the thus produced low-pressure discharge lamp is reduced.

Um die Erhitzung des Trägerkörpers einerseits besser zu kontrollieren und um zu verhindern, dass ein zu großer Teil der Wärmeenergie statt an den Trägerkörper an eine am Abschirmring vorhandene Aufhängung abgegeben wird, ist nach der Erfindung vorgesehen, den Trägerkörper räumlich gegenüber der Aufhängung unterzubringen. Die Aufhängung ist nämlich mit dem Abschirmring punktverschweißt und daher bietet die Aufhängung eine gute und effektive Wärmesenke, die am Ort des Trägerkörpers eher unerwünscht ist, da die Wärmesenke der Aufheizung des Trägerkörpers entgegenwirkt.In order to better control the heating of the support body on the one hand and to prevent that too much of the heat energy is delivered to a support on the shielding instead of the support body, it is provided according to the invention to accommodate the support body spatially relative to the suspension. Namely, the suspension is spot-welded to the shield ring and therefore the suspension provides a good and effective heat sink, which is rather undesirable at the location of the support body, since the heat sink counteracts the heating of the support body.

Die Positionierung des Abschirmringes stellt einen wichtigen Parameter zur Eignung als Abschirmring dar. In vorteilhafter Weise ist dieser auf der Längsachse des röhrenförmigen Körpers gegenüber der Elektrodenwendel in Richtung der Stromflusses durch den Gasraum versetzt. Bei der Wanderung des ionisierten Gases setzt sich der Niederschlag des unerwünscht verdampften Elektrodenmaterial nicht in unmittelbarer Nähe der Elektrode ab, sondern dazu versetzt. Dass der Abschirmring gegenüber der Elektrodenwendel versetzt angeordnet ist, hat zudem den Vorteil, dass bei Anwendung des hochfrequenten Magnetfeldes die Elektrodenwendel nicht im Zentrum der sich ändernden Magnetfeldlinien liegt und sich dadurch weniger stark aufheizt.The positioning of the shield ring is an important parameter for suitability as a shielding ring. Advantageously, it is offset on the longitudinal axis of the tubular body with respect to the electrode coil in the direction of the current flow through the gas space. During the migration of the ionized gas, the precipitate of the undesired evaporated electrode material does not settle in the immediate vicinity of the electrode, but added to it. That the shielding ring is arranged offset relative to the electrode coil, has In addition, the advantage that when using the high-frequency magnetic field, the electrode coil is not in the center of the changing magnetic field lines and thus less heated.

In bevorzugter Ausgestaltung der Niederdruckentladungslampe weist diese einen Abschirmring auf, der auch bei 900 °C im Vakuum, zumindest bei stark vermindertem Druck, keine Neigung zum Verdampfen aufweist. Dadurch wird verhindert, dass sich Gettermaterial und das verdampfte Material des Abschirmringes chemisch vereinigen und daher das Gettermaterial nicht mehr zum niederschlagen der bei Herstellung unerwünscht im Gasraum vorhandenen Gase zur Verfügung steht.In a preferred embodiment of the low-pressure discharge lamp, this has a shielding ring, which has no tendency to evaporate even at 900 ° C in a vacuum, at least at a greatly reduced pressure. This prevents getter material and the evaporated material of the shielding ring from chemically combining and therefore the getter material is no longer available for knocking down the gases that are undesirably present in the gas space during production.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Niederdruckentladungslampe ist vorgesehen das Evakuieren eines röhrenförmigen Körpers, Verschließen der beiden Enden des röhrenförmigen Körpers mit je einer Kappe, wobei die Kappen Elektroden und Abschirmringe und einen gettermaterial- und ggf. quecksilberhaltigen Trägerkörper aufweisen, ein anschließendes Erhitzen des Abschirmringes durch ein hochfrequentes Magnetfeld im geschlossenen Zustand der Niederdruckentladungslampe, wobei das Abschirmring auf etwa 900 °C erhitzt wird und dadurch das Gettermaterial und ggf. das Quecksilber aus dem Trägerkörper verdampfen. Im Gegensatz zu anderen Herstellungsverfahren mit einem Trägerkörper für Gettermaterial und ggf. Quecksilber verbleibt der Trägerkörper in dem röhrenförmigen Kolben der Niederdruckentladungslampe und dieser wird nicht durch Abschweißen entfernt. Dadurch verbilligt sich das Herstellungsverfahren, weil auch das Abschweißen entfällt.To produce the low-pressure discharge lamp according to the invention is provided evacuating a tubular body, closing the two ends of the tubular body, each with a cap, the caps have electrodes and Abschirmringe and a gettermaterial- and possibly mercury-containing carrier body, then heating the Abschirmringes by a high-frequency Magnetic field in the closed state of the low-pressure discharge lamp, wherein the shielding ring is heated to about 900 ° C and thereby evaporate the getter and possibly the mercury from the carrier body. In contrast to other production methods with a carrier body for getter material and optionally mercury, the carrier body remains in the tubular bulb of the low-pressure discharge lamp and this is not removed by welding. As a result, the manufacturing process is cheaper, because the Abschweißen deleted.

Im Rahmen dieser Offenbarung wird wiederholt auf die Längsachse des röhrenförmigen Kolbens hingewiesen. Sofern die Längsachs deswegen nicht existiert, weil der Kolben eine gebogene Röhre ist, so ist als Längsachse die Mittelpunktslinie der Glaswand des Kolbens gemeint, die bei einer geraden Röhre mit kreisförmigem Profil mit der Mittelinie zusammenfällt.In the context of this disclosure, reference is repeatedly made to the longitudinal axis of the tubular piston. If the longitudinal axis does not exist because the piston is a bent tube, then the longitudinal axis is the midpoint line the glass wall of the piston coincides with the center line in a straight tube with a circular profile.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following figure.

Es zeigt:

Figur 1
eine perspektivische Ansicht auf die Elektrodenanordnung einer erfindungsgemäßen Niederdruckentladungslampe
It shows:
FIG. 1
a perspective view of the electrode assembly of a low-pressure discharge lamp according to the invention

In Figur 1 ist eine Elektrodenanordnung 1 einer Niederdruckentladungslampe dargestellt, aufweisend zwei Zuleitungen 2 und 3 einer Elektrodendoppelwendel 4, von der hier aufgrund der Auflösung der Zeichnung nur die sekundäre, zweite Wendel zeichnerisch dargestellt ist. Innerhalb der hier dargestellten Wendel weist der Elektrodendoppelwendel 4 abermals eine Wendel mit weit geringerem Krümmungsradius auf.In FIG. 1 an electrode arrangement 1 of a low-pressure discharge lamp is shown, comprising two leads 2 and 3 of an electrode double helix 4, of which only the secondary, second helix is shown here by drawing due to the resolution of the drawing. Within the coil shown here, the electrode double helix 4 again has a helix with a much smaller radius of curvature.

Die beim Starten der Niederdruckentladungslampe durch elektrischen Stromfluss zwischen den beiden Zuleitungen 2 und 3 und im Betrieb durch den Strom, der nur durch eine der Zuleitungen und durch den Gasraum zur jeweils anderen, hier nicht dargestellten Elektrodendoppelwendel fließt, erhitzte Elektrode setzt Elektronen frei, wobei durch eine Bestromung mit Wechselstrom, die beiden Elektroden einer Niederdruckentladungslampe jeweils abwechselnd als Kathode und als Anode arbeiten. In der hier dargestellten Elektrodenanordnung 1 ist noch ein Abschirmring 5 dargestellt, der zum Schutz der Elektrodenwendel 4 als Kathode arbeitet, um die positiv geladenen, also ionisierten Gasteilchen aufzunehmen. Dadurch wird der Beschuss der Wendel mit ionisiertem Gas vermieden, wodurch sich die Lebensdauer der Elektrodenanordnung und damit der gesamten Niederdruckentladungslampe erhöht. Die Positionierung und die Geometrie des Abschirmringes 5 haben großen Einfluss auf die Optimierung seiner Wirkung.The at the start of the low pressure discharge lamp by electric current flow between the two leads 2 and 3 and in operation by the current flowing only through one of the leads and through the gas space to each other, not shown here electrode double helix, heated electrode releases electrons, through an energization with alternating current, the two electrodes of a low-pressure discharge lamp alternately work as a cathode and as an anode. In the electrode arrangement 1 shown here, a shielding ring 5 is still shown, which operates to protect the electrode coil 4 as a cathode to receive the positively charged, ie ionized gas particles. As a result, the bombardment of the helix with ionized gas is avoided, which increases the life of the electrode assembly and thus the entire low-pressure discharge lamp. The positioning and the geometry of the shielding ring 5 have a great influence on the optimization of its effect.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass ein Trägerkörper 6 aufweisend ein Gettermaterial und ggf. Quecksilber in den Abschirmring 5 eingeklemmt ist. Zum Aktivieren des Gettermaterials und zur Freisetzung des ggf. vorhandenen Quecksilbers wird der Abschirmring 5 mit Hilfe eine hochfrequenten Magnetfeldes erhitzt. Da der Abschirmring 5 ringförmig ist, fließt in dem Abschirmring 5 ein hoher induzierter elektrischer Strom, der den Abschirmring 5 stark aufheizt. Die erhöhte Temperatur des Abschirmringes 5 schlägt sich auf dem Trägerkörper 6 nieder, wodurch die darin enthaltenen Materialien aktiviert oder freigesetzt werden. Nach Erhitzung des Abschirmrings 5 und Aktivierung und Freisetzung des im Trägerkörper 6 enthaltenen Materials verbleibt der Trägerkörper 6 an Ort und Stelle. Das Herstellungsverfahren für die hier hegestellte Niederdruckentladungslampe vereinfacht sich stark, weil nicht mit einer externen Quecksilberquelle gearbeitet werden muss, dennoch Gettermaterial und Quecksilber in den röhrenförmigen Kolben der Niederdruckentladungslampe eingebracht wird, und dennoch statt eines nach Aktivierung des Gettermaterials, ggf. Quecksilbers auf einem eigens dafür vorgehsehen Trägerkörpers in Form eines Bleches, das nach einmaligem Einsatz als im Betrieb nicht mehr aktives Element kaum noch eine Wirkung entfaltet, ein aktiver Abschirmring 5 vorhanden ist. Der hier nach einmaligem Einsatz wirkungslos gewordene Trägerkörper 6 stört überraschender Weise nicht die Wirkung des Abschirmringes 6 im Betrieb der Niederdruckentladungslampe.According to the invention, it is now provided that a carrier body 6 having a getter material and optionally mercury is clamped in the shielding ring 5. To activate the getter material and to release any mercury present, the shielding ring 5 is heated with the aid of a high-frequency magnetic field. Since the shielding ring 5 is annular, a high induced electric current flows in the shielding ring 5, which strongly heats the shielding ring 5. The elevated temperature of the shielding ring 5 is deposited on the support body 6, whereby the materials contained therein are activated or released. After heating the shielding ring 5 and activating and releasing the material contained in the carrier body 6, the carrier body 6 remains in place. The manufacturing process for the low-pressure discharge lamp provided here is simplified considerably, because it is not necessary to work with an external source of mercury, yet getter material and mercury are introduced into the tubular bulb of the low-pressure discharge lamp, and yet instead of activating the getter material, possibly mercury on a dedicated one vorgehsehen carrier body in the form of a sheet, which hardly ever has an effect after a single use as in operation no longer active element, an active shielding 5 is present. The here after one-time use ineffective carrier body 6 surprisingly does not interfere with the action of the shield 6 in the operation of the low-pressure discharge lamp.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Elektrodenanordnungelectrode assembly
22
Zuleitungsupply
33
Zuleitungsupply
44
ElektrodendoppelwendelElectrodes coiled coil
55
Abschirmringshielding
66
Trägerkörpersupport body

Claims (10)

Niederdruckentladungslampe aufweisend: - einem röhrenförmigen Kolben, - mindestens zwei Elektroden (4), und - mindestens einem Abschirmring (5) in der Nähe der Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Abschirmring (5) ein gettermaterialhaltiger Trägerkörper (6) angeordnet ist. Low pressure discharge lamp comprising: a tubular piston, - At least two electrodes (4), and - At least one shielding ring (5) in the vicinity of the electrodes, characterized in that
on the shielding ring (5) a gettermaterialhaltiger carrier body (6) is arranged. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (6) auch Quecksilber aufweist.Low-pressure discharge lamp according to Claim 1,
characterized in that
the carrier body (6) also has mercury. Niederdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (6) länglich ist und mit seiner Längsachse in tangentialer Richtung zur Längsachse des röhrenförmigen Kolbens ausgerichtet ist.Low-pressure discharge lamp according to one of Claims 1 to 2,
characterized in that
the carrier body (6) is elongate and is aligned with its longitudinal axis in a tangential direction to the longitudinal axis of the tubular piston. Niederdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (6) in dem Abschirmring (5) eingeklemmt ist.Low-pressure discharge lamp according to one of Claims 1 to 3,
characterized in that
the carrier body (6) is clamped in the shielding ring (5). Niederdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abschirmring (5) ringförmig ausgebildet ist.Low-pressure discharge lamp according to one of Claims 1 to 4,
characterized in that
the shielding ring (5) is annular. Niederdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Trägerkörper (6) in Bezug auf die Längsachse des röhrenförmigen Kolbens der Aufhängung des Abschirmringes (5) gegenüber angeordnet ist.Low-pressure discharge lamp according to one of Claims 1 to 5,
characterized in that
the carrier body (6) is arranged opposite to the longitudinal axis of the tubular piston of the suspension of the shielding ring (5). Niederdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der Abschirmring (5) auf der Längsachse des röhrenförmigen Kolbens gegenüber der Position der Elektrode (4) versetzt ist.Low-pressure discharge lamp according to one of claims 1 to 6, the shielding ring (5) on the longitudinal axis of the tubular piston is offset from the position of the electrode (4). Niederdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abschirmring (6) frei ist von Materialien, die im Vakuum, zumindest bei geringfügigem Druck, bei einer Temperatur von 900°C verdampfen.Low-pressure discharge lamp according to one of Claims 1 to 7,
characterized in that
the shielding ring (6) is free from materials which evaporate under vacuum, at least at slight pressure, at a temperature of 900 ° C. Verfahren zur Herstellung einer Niederdruckentladungslampe aufweisend die folgenden Schritte: - Evakuieren eines röhrenförmigen Körpers, - Verschließen der beiden Enden des röhrenförmigen Körpers mit je einer Kappe, wobei die Kappen Elektroden (4) und Abschirmringe (5) und einen gettermaterial- und quecksilberhaltigen Trägerkörper (6) aufweisen, gekennzeichnet durch
Erhitzen des Abschirmringes (5) durch ein hochfrequentes Magnetfeld im geschlossenen Zustand der Niederdruckentladungslampe, wobei der Abschirmring (5) auf etwa 900 °C erhitzt wird und dadurch das Gettermaterial und das ggf. vorhandene Quecksilber aus dem Trägerkörper (6) verdampfen. Method for producing a low-pressure discharge lamp comprising the following steps: - evacuate a tubular body, - Closing the two ends of the tubular body, each with a cap, said caps having electrodes (4) and shielding rings (5) and a gettermaterial- and mercury-containing carrier body (6), characterized by
Heating the Abschirmringes (5) by a high-frequency magnetic field in the closed state of the low-pressure discharge lamp, wherein the Abschirmring (5) is heated to about 900 ° C and thereby vaporize the getter material and any mercury from the carrier body (6). Verfahren nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch
Belassen des Trägerkörpers (6) in der Niederdruckentladungslampe nach Erhitzen.Method according to claim 9,
marked by
Leave the carrier body (6) in the low-pressure discharge lamp after heating.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1217497B (en) 1959-05-11 1966-05-26 Gen Electric Low pressure discharge lamp
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