WO2008095771A2 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES KERAMISCHEN ENTLADUNGSGEFÄßES UND ZUGEHÖRIGE HOCKDRUCKENTLADUNGSLAMPE - Google Patents

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES KERAMISCHEN ENTLADUNGSGEFÄßES UND ZUGEHÖRIGE HOCKDRUCKENTLADUNGSLAMPE Download PDF

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Claus Allgeier
Dieter Trypke
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H01J9/266—Sealing together parts of vessels specially adapted for gas-discharge tubes or lamps specially adapted for gas-discharge lamps

Definitions

  • the invention is based on a method for producing a ceramic discharge vessel for a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1 and an associated high-pressure discharge lamp. It is in particular a discharge vessel for metal halide lamps or sodium high-pressure discharge lamps.
  • the discharge vessel is generally housed in an outer bulb.
  • a ceramic discharge vessel which is composed of two halves.
  • the connection of both halves takes place via a sintering process.
  • Such a connection is time-consuming and less dimensionally stable.
  • the object of the present invention is to specify a method for producing a discharge vessel, that is simple and not very time-consuming and produces little commons.
  • both halves are designed as half-shells whose mutually facing edges do not have to be specially structured as in EP 1 089 321.
  • a high-performance laser in particular a CO2 laser, melts the ceramic shells at their edges, which act as contact surfaces , The molten material connects both ceramic halves.
  • the two ceramic bodies which are preferably symmetrical half-shells or unbalanced shell parts, are initially prefabricated and indeed as end-sintered components. This means that even the electrode systems are already fused or directly sintered at their ends, preferably the electrode systems are melted or sintered in capillaries at the ends of the components.
  • a filling in a first set up vertically as a shell shell part it is introduced a filling in a first set up vertically as a shell shell part.
  • the filling is frozen.
  • the filling is often composed of mercury and metal halides and possibly a buffer gas such as xenon, krypton or argon. This technique of freezing is well known per se.
  • the filled shell part is introduced into a process chamber.
  • the second shell part is introduced into the process chamber.
  • the desired pressure of the buffer gas is set in the process chamber. In this case, either the buffer gas is first added or evaporated from the lower shell part.
  • the two shell parts are brought together mechanically, in particular they can also have a structure on the end faces that they can be put together similar to EP 1 089 321. Subsequently, an area around the frontal contact surfaces by means of the laser, which preferably emits infrared, fused together. There remains a weld in the area of the former end faces.
  • the capillary is connected at the end of the Schlaenteils with this by means of laser welding.
  • the sealing of the electrode system in the capillary can be done by means of laser welding, as known per se. It is also possible to use a short capillary.
  • FIG. 2 shows the filling of a first shell part
  • FIG. 3 shows the introduction of the shell parts in a process chamber ⁇ ;
  • Fig. 5 is a finished lamp.
  • a metal halide lamp with a ceramic discharge vessel can be produced as follows:
  • cup-shaped ceramic body 1 and 2 which are preferably symmetrical half-shells (Fig. Ia) or unbalanced shell parts with a larger cup part 1 'and a smaller shell part 2' (Fig. Ib), initially prefabricated and indeed as an end-sintered components.
  • the shell parts are each equipped with sealed ends, in particular, the electrode systems 3 are already at the ends in each case ⁇ molten or sintered directly.
  • the electrode systems are melted or sintered in capillaries 4 at the ends of the components.
  • a non-gaseous filling 5 is introduced as a solid or, if appropriate, as drops into a first shell part 1 set up vertically as a shell.
  • the filling is frozen in the form of metal halides.
  • the mercury if such is to be added at all, can be introduced, for example, as a drop or amalgam.
  • the filling is often composed of mercury and metal halides and possibly a buffer gas such as xenon, krypton or argon. Also the buffer gas can be frozen deep-frozen. This technique of freezing is well known per se.
  • the filled shell part 1 is introduced into a process chamber 10 according to FIG.
  • the second shell part 2 is introduced into the process chamber 10 above the first shell part 1 and in axial alignment thereto.
  • the desired pressure of the buffer gas usually a noble gas or a mixture of noble gases, adjusted. In this case, either the buffer gas is first added or evaporated from the lower shell part 1.
  • the two shell parts are brought together mechanically, preferably by the above-mounted shell part 2 is placed on the lower shell part 1, see arrow.
  • the two shell parts can also have a structure on the end faces as father and mother pieces, so that they can be assembled similar to EP 1 089 321.
  • a high-power laser is positioned on a window in the process chamber and a region around the frontal contact surfaces is fused together by means of the laser or a plurality of lasers distributed around the discharge vessel in a ring-like manner, which preferably emit infrared. There remains a circumferential weld seam 11 in the region of the former end faces.
  • the finished discharge vessel 12 is now used for example in an outer bulb 13 and then a socket 14 attached.
  • a material for the ceramic components is primarily AI 2 O 3 or similar material such as PCA, sapphire, AlN etc.
  • the process control of the laser is such that a high power is coupled in over a short period of a few msec.

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Abstract

Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus: a) Bereitstellen zweier schalenförmiger Bauteile mit jeweils einer zueinander passenden Stirnfläche; b) Befüllen eines ersten dieser schalenförmigen Bauteile mit einer nichtgasförmigen Füllung, wobei dazu das Bauteil vertikal aufgestellt wird; c) Einbringen des befüllten Bauteils in eine Prozesskammer und Positionieren des zweiten Bauteils in axialer Ausrichtung zum ersten Bauteil; Einstellen des gewünschten Füllgasdrucks in der Prozesskammer und mechanisches Kontaktieren der beiden Bauteile im bereich der Stirnflächen; d) Verschmelzen der beiden Bauteile im Bereich der Stirnflächen mittels eines Lasers, wobei eine Schweißnaht entsteht.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines keramischen Entladungsgefäßes und zugehörige Hochdruckentladungslampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines keramischen Entladungsgefäß für eine Hoch- druckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine zugehörige Hochdruckentladungslampe. Es handelt sich dabei insbesondere um ein Entladungsgefäß für Metallhalogenidlampen oder auch Natrium- Hochdruckentladungslampen. Das Entladungsgefäß ist im allgemeinen in einem Außenkolben untergebracht.
Stand der Technik
Aus der EP 1 089 321 ist ein keramisches Entladungsgefäß bekannt, das aus zwei Hälften zusammengesetzt ist. die Verbindung beider Hälften erfolgt über einen Sintervorgang. Eine derartige Verbindung ist zeitaufwendig und we- nig maßhaltig.
Aus der US 6 620 272 ist eine modifiziertes Verfahren bekannt, bei dem die beiden Hälften als Grünkörper verbunden und im grünen Zustand mittels Laserschweißen verbunden werden, ein derartiges Verfahren ist etwas weniger zeitaufwendig, aber immer noch umständlich.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Entladungsgefäßes anzugeben, das einfach und wenig zeitaufwendig ist und wenig Aus- schuss produziert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß sind beide Hälften als Halbschale ausgebildet, deren zueinander gewandte Ränder nicht besonders strukturiert sein müssen wie in EP 1 089 321. ein leis- tungsstarker Laser, insbesondere ein CO2-Laser, schmilzt die Keramischen Halbschalen an ihren Rändern, die als Kontaktflächen wirken, auf. Das aufgeschmolzene Material verbindet beide Keramikhälften.
Die einzelnen Schritte sind wie folgt:
a) die beiden Keramikkörper, die bevorzugt symmetrische Halbschalen oder auch unsymmetrische Schalenteile sind, werden zunächst vorgefertigt und zwar als endgesinterte Bauteile. Das bedeutet, dass auch die Elektrodensysteme bereits an deren Enden jeweils eingeschmolzen oder direkt eingesintert sind, bevorzugt sind die Elektrodensystemen in Kapillaren an den Enden der Bauteile eingeschmolzen oder eingesintert.
b) es wird eine Füllung in ein erstes vertikal als Schale aufgestelltes Schalenteil eingebracht. Üblicherweise ist die Füllung gefroren. Konkret ist die Füllung oft aus Quecksilber und Metallhalogeniden zusammengesetzt sowie evtl. einem Puffergas wie Xenon, Krypton oder Argon. Diese Technik des Einfrierens ist an sich wohlbekannt. c) das befüllte Schalenteil wird in eine Prozesskammer eingebracht. Ebenso wird das zweite Schalenteil in die Prozesskammer eingebracht. Anschließend wird in der Prozesskammer der gewünschte Druck des Puffergases einge- stellt. Dabei wird entweder das Puffergas überhaupt erst zugegeben oder aus der unterem Schalenteil verdampft.
d) die beiden Schalenteile werden mechanisch zusammengeführt, insbesondere können sie auch eine Struktur an den Stirnflächen aufweisen, dass sie sich ähnlich wie in EP 1 089 321 zusammenfügen lassen. Anschließend wird ein Bereich um die stirnseitigen Kontaktflächen mittels des Lasers, der bevorzugt Infrarot emittiert, miteinander verschmolzen. Es verbleibt eine Schweißnaht im Bereich der vormaligen Stirnflächen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird auch die Kapillare am Ende des Schlaenteils mit diesem mittels Laserschweißen verbunden. Insbesondere kann schließlich auch die Abdichtung des Elektrodensystems in der Kapillare mittels Laserschweißen erfolgen, wie an sich bekannt. Dabei kann auch eine kurze Kapillare verwendet werden .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 zwei Schalenteile, die mit Elektrodensystemen be- stückt sind;
Fig. 2 das befüllen einer ersten Schalenteils; Fig. 3 das Einbringen der Schalenteile in eine Prozess¬ kammer;
Fig. 4 das Verschweißen der beiden Schalenteile in der Prozesskammer;
Fig. 5 eine fertige Lampe.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Eine Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß lässt sich folgendermaßen herstellen:
a) es werden zunächst zwei schalenförmige Keramikkörper 1 und 2, die bevorzugt symmetrische Halbschalen (Fig. Ia) oder auch unsymmetrische Schalenteile mit einem größeren Becherteil 1' und einem kleineren Schalenteil 2' (Fig. Ib) sind, zunächst vorgefertigt und zwar als endgesinterte Bauteile. Zusätzlich sind die Schalenteile jeweils mit abgedichteten Enden ausgestattet, insbesondere sind die Elektrodensysteme 3 bereits an deren Enden jeweils einge¬ schmolzen oder direkt eingesintert. Bevorzugt sind die Elektrodensysteme in Kapillaren 4 an den Enden der Bauteile eingeschmolzen oder eingesintert.
b) es wird eine nichtgasförmige Füllung 5 als Feststoff bzw. ggf. als Tropfen in ein erstes vertikal als Schale aufgestelltes Schalenteil 1 eingebracht. Üblicherweise ist die Füllung in Form von Metallhalogeniden gefroren. Das Quecksilber, falls ein solches überhaupt zugegeben werden soll, kann beispielsweise als Tropfen oder auch Amalgam eingebracht sein. Konkret ist die Füllung oft aus Quecksilber und Metallhalogeniden zusammengesetzt sowie evtl. einem Puffergas wie Xenon, Krypton oder Argon. Auch das Puffergas kann tiefgekühlt eingefroren werden. Diese Technik des Einfrierens ist an sich wohlbekannt.
c) das befüllte Schalenteil 1 wird gemäß Figur 3 in eine Prozesskammer 10 eingebracht. Ebenso wird das zweite Schalenteil 2 in die Prozesskammer 10 oberhalb des ersten Schalenteils 1 und in axialer Ausrichtung dazu eingebracht. Anschließend wird in der Prozesskammer 10 der gewünschte Druck des Puffergases, in aller Regel ein Edelgas oder eine Mischung von Edelgasen, eingestellt. Dabei wird entweder das Puffergas überhaupt erst zugegeben oder aus der unterem Schalenteil 1 verdampft.
d) die beiden Schalenteile werden mechanisch zusammengeführt, bevorzugt indem das oben angebrachte Schalenteil 2 auf das unten liegende Schalenteil 1 aufgesetzt wird , siehe Pfeil. Insbesondere können die beiden Schalenteile auch eine Struktur an den Stirnflächen als Vater- und Mutterstücke aufweisen, so dass sie sich ähnlich wie in EP 1 089 321 zusammenfügen lassen. Anschließend wird gemäß Figur 4 ein Hochleistungslaser an einem Fenster in der Prozesskammer positioniert und es wird ein Bereich um die stirnseitigen Kontaktflächen mittels des Lasers oder auch mehrerer ringartig um das Entladungsgefäß herum verteilter Laser , der bevorzugt Infrarot emittiert, miteinander verschmolzen. Es verbleibt eine umlaufende Schweiß- naht 11 im Bereich der vormaligen Stirnflächen.
Das fertige Entladungsgefäß 12 wird nun beispielsweise in einen Außenkolben 13 eingesetzt und anschließend ein Sockel 14 angesetzt. Als Material für die keramischen Bauteile eignet sich in erster Linie AI2O3 oder ähnliches Material wie PCA, Saphir, AlN etc.
Die Prozessführung des Lasers ist so, dass über einen kurzen Zeitraum von wenigen msec eine hohe Leistung eingekoppelt wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Entladungsgefäßes aus Keramik für eine Hochdruckentladungslampe, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen zweier schalenförmiger Bauteile mit jeweils einer zueinander passenden Stirnfläche; b) Befüllen eines ersten dieser schalenförmigen Bauteile mit einer nichtgasförmigen Füllung, wobei dazu das Bauteil vertikal aufgestellt wird; c) Einbringen des befüllten Bauteils in eine Prozess- kammer und Positionieren des zweiten Bauteils in axialer Ausrichtung zum ersten Bauteil; Einstellen des gewünschten Füllgasdrucks in der Prozesskammer und mechanisches Kontaktieren der beiden Bauteile im be- reich der Stirnflächen; d) Verschmelzen der beiden Bauteile im Bereich der Stirnflächen mittels eines Lasers, wobei eine Schweißnaht entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schalenteile symmetrisch sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenteile jeweils mit abgedichteten Enden ausgestattet sind.
4. Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß aus Keramik, das nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt worden ist.
PCT/EP2008/050713 2007-02-07 2008-01-22 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES KERAMISCHEN ENTLADUNGSGEFÄßES UND ZUGEHÖRIGE HOCKDRUCKENTLADUNGSLAMPE WO2008095771A2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011045696A3 (en) * 2009-10-16 2011-06-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Discharge lamp with distortion reduced discharge vessel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1089321A1 (de) * 1999-09-29 2001-04-04 Osram Sylvania Inc. Keramische Bogenröhre
US20020117249A1 (en) * 2001-02-23 2002-08-29 Osram Sylvania Inc. Method of assembling a ceramic body
JP2003346723A (ja) * 2002-05-30 2003-12-05 Toshiba Lighting & Technology Corp 放電ランプおよびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1089321A1 (de) * 1999-09-29 2001-04-04 Osram Sylvania Inc. Keramische Bogenröhre
US20020117249A1 (en) * 2001-02-23 2002-08-29 Osram Sylvania Inc. Method of assembling a ceramic body
EP1385679A2 (de) * 2001-02-23 2004-02-04 Osram Sylvania Inc. Verfahren zur montage eines keramikkörpers
JP2003346723A (ja) * 2002-05-30 2003-12-05 Toshiba Lighting & Technology Corp 放電ランプおよびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011045696A3 (en) * 2009-10-16 2011-06-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Discharge lamp with distortion reduced discharge vessel

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