NO131043B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av et elektrisk utladningsrør

eller en elektrisk lampe.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til fremstilling av et elektrisk utladningsrør eller en elektrisk lampe, hvor det gås ut fra en kolbe i hvilken det innføres et eller flere stoffer som er innesluttet i en i kolben anordnet glassbeholder, ved oppvarming av beholderen ved hjelp av en ytre induksjonskilåe for å åpne denne. Fremgangsmåten er særlig godt egnet for fremstilling av en lav-trykkskvikksølvdamputladningslampe.

Ved innføring av et kvantum stoff i en kolbe, f.eks.

et vakuumutladningsrør, gassutladningsrør og elektriske utlandnings-lamper, som i ferdig tilstand er lukket og som eventuelt foruten et i kolben anbrakt stoff inneholder en bestemt gassfylling,opptrer

det i praksis mange vanskeligheter, særlig når et meget nøyaktig kvantum av dette stoff og en meget nøyaktig sammensetning av gass— atmosfæren er nødvendig, slik som f.eks. ved lavtrykkskvikksølv-damputladningslamper.

Ved fremstilling av slike lavtrykkskvikksølvdamputlad-ningslamper blir det kvikksølv som er ønskelig i lampen vanlig inn-ført i kolben ved hjelp av et doseringsapparat som danner en del av en såkalt pumpemaskin. Denne pumpemaskin tilføres fullstendig sammenmonterte lamper hvis indre står i forbindelse med den omgivende atmosfære ved hjelp av et pumperør i den ene eller begge ender av lampen. Pumpemaskinen foretar da forskjellige ytterligere arbeidsoperasjoner som oppvarming av lampekolben og elektrodene, aktivisering av elektrodene, utpumping av kolben og fylling av en tenningsgass før igjensmeltningen av kolben. Før gjensmeltningen fører kvikksølvdoseringsapparatet et kvantum kvikksølv inn i kolben gjennom et pumperør. Denne kjente fremgangsmåte har mange ulemper. For det første blir pumpemaskinens konstruksjon meget komplisert

på grunn av kvikksølvdoseringsapparatet. For det annet blir kvikk-sølvet ført inn i kolben som er brakt på en høy temperatur og som står i åpen forbindelse med pumpemaskinen. Av den grunn kan det ikke unngås at en del av det innførte kvikksølv fordamper og for-svinner ut av kolben eller driver en del av fyllgassen ut av kolben. Videre foreligger det ved innføring av kvikksølvet gjennom pumpe-røret den fare at kvikksølvet kan klebe til pumperøret slik at ved gjenameltning av lampekolben inneholder denne for lite eller slett ikke noe kvikksølv. Av dissé grunner blir det vanligvis tilført et stort overskudd av kvikksølv, nemlig flere ganger den ønskede mengde. Sluttelig er det ved arbeider med kvikksølv i forbindelse med pumpemaskinen nødvendig med ekstra sikkerhetsforanstaltninger av helse-messige grunner. Disse ulemper kan unngås hvis det stoff som skal innføres i kolben anordnes i en lukket beholder i kolben, hvor-etter kolben forsynes med den ønskede gassfylling og lukkes. Deretter blir beholderen åpnet etterat pumpeoperasjonen er utført. En slik fremgangsmåte er kjent f.eks. fra britisk patentskrift 926.387 hvor et kvantum kvikksølv innføres i et glimutladningsrør. Ifølge dette patentskrift blir beholderen som inneholder kvikksølvet åpnet ved strømgjennomgang gjennom en i beholderen innsmeltet glødetråd som er forbundet med en strømkilde ved hjelp av strømtilførselsledere

som er ført gjennom rørveggen. Denne kjente fremgangsmåte har imidlertid den store ulempe at det er nødvendig med ekstra gjennom-føringer i rørveggen. Denne ulempe kan unngås ved at beholderen, hvis den er av metall, oppvarmes ved anvendelse av transformatorprinsippet. Beholderen utformes da som en del av en sluttet, elektrisk ledende krets som er anordnet inne i kolben. Ved hjelp av en utenfor kolben anordnet spole som det flyter en strøm gjennom, induseres en sekundærstrøm i den sluttede krets inne i kolben og denne sekundærstrøm bringer beholderen til å smelte. Slike an-ordninger er kjent fra britisk patentskrift nr. 748.906 og tysk patentskrift nr. 1.186.557.

Den åpenbare ulempe ved disse kjente fremgangsmåter

er at det bare kan anvendes beholdere av metall og at det består fare for at dråper av det smeltede metall kan nå uønskede steder i kolben.

I US-patentskrift nr. 1.996.506 er beskrevet en anord-ning for innføring av kvikksølv i et elektronrør, hvor det likeldes anvendes en spole utenfor røret gjennom hvilken det flyter en strøm. I røret befinner det seg en liten flaskeformet, lukket beholder i hvilket kvikksølvet befinner seg. For åpning av denne beholder blir kvikksølvet ved hjelp av hvirvelstrømmen som induseres av spolen, oppvarmet så sterkt at beholderen springer som følge av trykk-økningen ved oppvarmingen og kvikksølvet trer ut i røret. Når beholderen springer vil uvilkårlig glassplinter av beholderen slynges til alle sider i røret og kan derved beskadige vitale deler inne i røret, f.eks. katoder. Hvirvelstrømmene krever også meget sterk strøm gjennom spolen.

Ifølge oppfinnelsen presses et varmeelement lokalt mot utsiden av glassbeholderveggen ved hjelp av minst ett fjærende element som sammen med varmeelementet danner en sluttet elektrisk ledende krets i hvilken den ytre induksjonskilde induserer en elektrisk strøm, idet varmeelementet og det resp. de fjærende elementer dimensjoneres slik at bare varmeelementet oppnår en temperatur som er tilstrekkelig til å smelte og gjennomtrenge glassbeholderveggen og åpne denne til den omgivende kolbes indre.

Ved en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen anvendes også transformatorprinsippet, idet det frembringes en spenning for varmeelementet inne i kolben, slik at strømtilførselstråder ikke behøver føres gjennom kolbeveggen. Ifølge oppfinnelsen kan beholderen åpnes på et vilkårlig tidspunkt under fremstillingen ved at primærspolen rundt kolben forbindes med en vekselspenningskilde.

Videre gir fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sammenlignet med britisk patentskrift nr. 748.906 og tysk patentskrift nr. 1.186.557, den fordel at det kan anvendes en glassbeholder. For å føre inn reaktive stoffer er vanligvis glassbeholdere bedre egnet enn metallbeholdere. Når det gjelder kvikksølv er valget av metall meget begrenset fordi kvikksølv som bekjent lett danner amalgam med mange metaller. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil ikke beholderen smelte idet det bare frembringes et snitt på et meget begrenset sted i beholderen, og en utslynging av glass-splinter s.om ved fremgangsmåten ifølge US-patentskrift 1.996.506 unngås.

De i kolben anordnede ledere kan danne en sekundærspole som er forbundet med varmeelementet. Ved passende valg av veksel-spenningen i primærspolen, kan det anvendes en sekundærspole som består av en enkelt vinding som er dannet av en fjærende metallstrimmel med hvis ender varmeelementet er forbundet. Beholderen blir da fastklemt mellom strimmelen og varmeelementet slik at strimmelens fjærkraft utnyttes.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen kan f.eks. anvendes for innføring av getterstoff i vakuumutladningsrør eller for inn-føring av en bestemt bestanddel av en gassblanding i et gassutlad-ningsrør.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen er særlig fordel-aktig ved fremstilling av lavtrykkskvikksølvdamputladningslamper som inneholder en utladningskolbe med to elektroder og en beholder inneholder den ønskede mengde kvikksølv som skal innføres. De fjærende elementer er da fortrinnsvis utført som en åpen, ringformet vinding som er anordnet tilnærmet koaksialt med utladningskolben og hvis ender er forbundet med varmeelementet.

En sluttet ring er i og for seg kjent og befinner seg

i mange lavtrykkskvikksølvdamputladningslamper for å hindre svert-ing av lamper med forstøvet elektrodemateriale under lampens drift og for minskning av elektrodetap. Ved anvendelse av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen behøver denne ring, som er isolert over-for elektroden, bare endres lite. Særlig er det nødvendig at ringen ikke er sluttet, slik at ringens ender kan forbindes med

varmeelementet.

Ringens posisjon, i lampen, nemlig rundt en elektrode

i nærheten av en ende av lampen, er særlig gunstig, fordi det da lett kan induseres strøm i ringen ved at enden av lampen anbringes i spolen.

Ved egnet valg av elektrisk motstand i ringen og varmeelementet, vil varmeelementet ved strømgjennomgang i primærspolen, oppnå en slik temperatur åt det lokalt i glassbeholderen smeltes et hull, mens selve ringen holdes på en forholdsvis lav temperatur slik at uønsket gassutvikling fra ringen unngås.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for fremstilling av en lavtrykkskvikksølvdamputladningslampe har vesentlige fordeler sammenlignet med de kjente fremgangsmåter, hvor det anvendes en pumpemaskin som er utstyrt med et apparat for dosering av kvikksølv. Ifølge oppfinnelsen kan det oppnås en meget nøyaktigere dosering

og allerede et meget lite kvantum kvikksølv er tilstrekkelig fordi intet kvikksølv går tapt. Dessuten inneholder det i lampen innførte kvikksølv meget lite forurensninger. Et kvikksølvdoseringsapparat på pumpemaskinen kan derfor sløyfes slik at maskinen blir enklere og arbeider sikrere. Sluttelig er det av stor betydning at kvikk-sølvet først frigjøres i lampen når det er nødvendig, nemlig etter gjensmeltningen av lampen. Derved hindres at kvikksølvet bevirker uønsket endring av fyllingstrykket under lampens fremstilling.

Fortrinnsvis er metallstrimmelen utformet slik at kantene av endene av den åpne ring danner lager for beholderen som inneholder kvikksølvet. Varmeelementet trykker derved beholderen mot lageret ved at den åpne rings fjærkraft utnyttes. Ved en gunstig utførelsesform av utladningskolben er i det minste den ene ende av ringen forsynt med en ombøyet kant som danner anleggsflate for beholderen, slik at det hindres at beholderen forskyver seg mellom ringens ender og løsner inne i kolben.

Varmeelementet kan fortrinnsvis bestå av en glødetråd f.eks. av molybden og/eller wolfram. Det kan også bestå av et smalt metallbånd f.eks. av kromjern.eller kromnikkel.. ^

Ved en,-utf ørelsesform ..som i visse tilfelle er å fore-trekke,,- har b.eho:lderenT,hovedsakelig < sylind:risk-ff orrn^-og er fastklemt til ringen ved-hj^lpjr av.- toef rariringen -utpr.essede. jStr-imler. I be-hol-deryeggen .kan; det^ hvis.2ønskelig,£anordnes ringformede innsnev-ringerv}i,■_ hvilke d-isse s£rimlerr.1grig.er ,,inn.- - .301,

Ved fremstilling av en lavtrykkskvikksølvdamputladnings-lampe kan beholderen foruten kvikksølv også inneholde en inert gass, f.eks. et kvantum gass som i lampen tjener som tenngass og/eller fyllingsgass. Dette har den fordel at kvikksølvbeholderen er lett å fremstille og lett kan åpnes inne i lampekolben.

Oppfinnelsen betyr således en vesentlig fordel ved fremstilling av lavtrykkskvikksølvdamputladningslamper som inneholder et metall som sammen med kvikksølv danner et amalgam. For slike lamper er en nøyaktig dosering av kvikksølvet meget avgjør-ende .

Noen utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser i sideriss en elektrisk leder, et varmeelement og en beholder for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et snitt langs linjen II-II på fig. 1.

Fig. 3 viser delvis i snitt den ene ende av en utladningskolbe for en lavtrykkskvikksølvdamputladningslampe ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser et snitt langs linjen IV-IV på fig. 3. Fig. 5 viser i sideriss et varmeelement og en beholder for anvendelse ved en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen til fremstilling av en lavtrykkskvikksølvdamputladningslampe.

Fig. 6 viser et snitt langs linjen VI-VI på fig. 5.

På fig. 1 og 2 er vist en ettergivende metallstrimmel

1 hvis ender 4 og 5 er forbundet med en glødetråd 2 som danner varmeelementet. Glødetråden 2 er utspent stramt langs strimmelen 1. Ved bøyning av strimmelen 1 dannes det en sluttet vinding som består av strimmelen 1 og glødetråden 2 mellom hvilke er anbrakt en glassbeholder 3. Beholderen 3 klemmes fast ved hjelp av fjærkraften i strimmelen 1 og inneholder et kvantum edelgass. Denne enhet som er vist på fig. 1 og 2 kan anvendes for innføring av en bestanddel av gassblandingen i et gassutladningsrør. Fig. 3 og 4 viser en del av en rørvegg 6 for en lav-trykkskvikksølvdamputladningslampe hvis ende er forsynt med en lampesokkel 7 med strømtilførselskontakter 8. Strømtilførselskon-taktene 8 er forbundet med strømtilførselstråder 10 som er smeltet inn i en lampefot 9 som bærer en elektrode 11. Rundt elektroden 11 er det anordnet en ring 12 som består av en stålstrimmel med en bredde på 6 mm og en tykkelse på 0,15 mm. Ringen 12 er forbundet med en støttetråd 13 som er innsmeltet i lampefoten og elektrisk isolert fra elektroden 11. Ringen 12 er ikke sluttet og har i den ene ende en bøyet kant 16 som danner anleggsflate for en sylindrisk glassbeholder 15. Beholderen 15 inneholder 15 mg kvikksølv og argon under et trykk på ca. 1 atmosfære. Et varmeelement 14 er spent stramt rundt beholderen 15 og med endene forbundet med ringen 12. Utenom lampekolben 6 er anordnet en primærspole 17 som ved tilslut-ning til en vekselspenningskilde induserer en spenningsforskjell mellom endene av ringen 12. Glødetråden 14 som er forbundet med ringens 12 ender, fører da en strøm og oppvarmes slik at glasset i beholderen 15 smelter lokalt. Ved ringens 12 fjærkraft sikres den mekaniske kontakt mellom glødetråden 12 og beholderen 15 og glødetråden skjærer seg ved smeltningen av glasset dypere inn i beholderen 15. Fig. 5 og 6 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen for anvendelse for innføring av kvikksølv i en lavtrykks-kvikksølvdamputladningslampe. Også i dette tilfelle er det rundt elektroden anordnet en ring 18 i form av en metallstrimmel hvis ender 19 og 20 ikke er i kontakt med hverandre. En glassbeholder 21 som inneholder len ønskede kvikksølvmengde er fastklemt mellom to av ringen utt. 'kte strimler 22 og 23 i nærheten av ringens ende 19. En glødetråd 24 er forbundet med ringens ender og blir ved ringens fjærkraft holdt i mekanisk kontakt med beholderen 21. Ved åpning av beholderen danner det seg på dette sted et innsnitt i beholderen og glødetråden griper inn i beholderveggen, slik at de to halvdeler fastholdes og faller ikke ut av ringen.

Ved anvendelse av beholderen på fig. 5 og 6 i en lampe som vist på fig. 3, viser det seg at vec åpningen av beholderen får varmeelementet en temperatur på ca. 17 0 0°C mens ringen bare får en temperatur på ca. 2 00°C, ved hvilken temperatur det ikke opptrer noen gassutvikling fra ringen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til fremstill;ng av et elektrisk utlad-ningsrør eller en elektrisk lampe, hvor det gås ut fra en kolbe i hvilken det innføres et eller flere si of :er som er innesluttet i en i kolben anordnet glassbeholder, vc d 'ppvarming av beholderen

ved hjelp av en ytre induksjonskilde for å åpne denne, karakterisert ved at et varmeelement presses lokalt mot utsiden av glassbeholderveggen ved hjelp av minst ett fjærende element som sammen med varmeelementet danner en sluttet elektrisk ledende krets i hvilken den ytre induksjonskilde induserer en elektrisk strøm, idet varmeelementet og det resp. de fjærende elementer dimensjoneres slik at bare varmeelementet oppnår en temperatur som er tilstrekkelig til å smelte og gjennomtrenge glassbeholderveggen og åpne denne til den omgivende kolbes indre.

2. Enhet for anvendelse ved utførelsen av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ve'd at varmeelementet består av en tråd eller et bånd, at det fjærende element tilveie-bringer et langsgående strekk i tråden eller båndet, og at de deler av tråden eller båndet som strekker seg på begge sider av anleggs-stedet på glassbeholderveggen danner en stump vinkel.

3. Enhet ifølge krav 2, hvor kretsen består av en enkelt vinding, karakterisert ved at vindingen består av et elastisk metallbånd som danner det fjærende element og med hvis ender varmeelementet er forbundet, idet beholderen er fastklemt mellom båndet og varmeelementet.

4. Enhet ifølge krav- 2, hvor kretsen består av en enkelt vinding, karakterisert ved at vindingen omfatter et åpent ringformet metallbånd hvis ender er forbundet med varmeelementet.

5. Enhet ifølge krav 4, karakterisert ved at det ringformede metallbånds ender danner en holder i hvilken beholderen er fastklemt ved hjelp av varmeelementet.

6. Enhet ifølge krav 5, karakterisert ved at i det minste den ene ende av metallbåndet er forsynt med en om-bøyet kant som danner anleggsflate for beholderen.

7. Enhet ifølge krav 4, karakterisert ved at beholderen har hovedsakelig sylinderform og er fastklemt til ringen ved hjelp av to fra ringen utstansede bånd i nærheten av en av ringens ender og at varmeelementet står i mekanisk og termisk ledende kontakt med beholderen.