DE2713702A1

DE2713702A1 - Gasentladungslampe, insbesondere blitzroehre

Info

Publication number: DE2713702A1
Application number: DE19772713702
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Dr Rech; Wolfgang Dipl Phys Dr Welsch; Josef Zimlich
Original assignee: Heimann GmbH
Current assignee: Heimann GmbH
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1977-03-28
Publication date: 1978-10-05
Also published as: IT1093878B; JPS6157653B2; DE2713702C3; IT7821492A0; FR2386136A1; FR2386136B1; DE2713702B2; JPS53122267A; GB1577982A; US4219757A

Description

HEIHAUH GMBH Unser Zeichen

Wiesbaden -^* ™ 77? SQ G 3 ERD

Gasen ti adungslacroe. insbesondere Blitzröhre

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe, insbesondere Blitzröhre, nit einem Glasrohr und mindestens zwei Elektroden, die über Zwischenglas nit den Glasrohr an den Rohrenden gasdicht verbunden sind.
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Eine solche Gasentladungslampe, wie sie beispielsweise aus "Philips' Technische Rundschau" 22. Jahrgang 1960/61, Nr. 8, S, 289-303 als Entladungsblitzröhre oder kurzer als Blitzröhre bekannt ist, besteht heute im einfachsten Fall aus einem geraden Stück Glasrohr, in das an jedem Ende jeweils eine Elektrode als Anode bzw. Kathode gasdicht eingeschmolzen ist. In allgemeinen "besteht die Anode aus Wolfram oder Ilolybdan und die Kathode aus einem Sinterkörper mit Tränksubstanzen au3 Snissionsmaterial und Gettermaterial, wie es beispielsweise in der DT-AS 23 32 588 beschrieben ist. Als Füllung des Glasrohrs dient ein Edelgas wie vorzugsweise Xenon wegen seiner den natürlichen Tageslicht entgegenkommenden spektralen Lichtverteilung. Eine zumeist außen angebrachte Zündelektrode erzeugt zur Einleitung der Gasentladung zwischen sich und der Kathode

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ein möglichst rasch ansteigendes elektrisches Feld, wodurch der vom Feld betroffenen Teil der in dem Glasrohr befindlichen Gasfüllung ionisiert wird und eine Gasentladung stattfindet. Diese Gasentladung breitet sich in Richtung der Anode aus, bis die Feldstärke des zwischen Kathode und Anode befindlichen elektrischen Feldes durch Verdrängen auf den noch nicht ionisierten Teil der Gasfüllung so groß geworden ist, daß auch dort eine Ionisierung durch das elektrische Feld stattfindet und dadurch die Hauptgasentladung zwischen Kathode und Anode ausgelöst wird. Die Einleitung der Gasentladung kann auch ohne eigene Zündelektrode erfolgen, wenn zur sog. "Überkopfzündung" die Anode einen ausreichenden Spannungsimpuls bekommt.

Das Glasrohr als Entladungsgefäß besteht aus Quarzglas oder aus Hartglas mit sehr hohem Schmelzpunkt. Das Elektrodenmaterial oder zumindest das Material der durch den gasdichten Abschluß des Glasrohrs durchführenden metallischen Zuleitungen zu den im Innern des Glasrohrs befindlichen eigentlichen Elektroden muß so gewählt werden, daß keine unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Zuleitungsmaterial und Glasrohr zu Rissen in der gasdichten Verbindung führen können. Bei der Verwendung von Hartglas für das Glasrohr ist eine diesbezügliche Anpassung durch die Wahl von Wolfram für die Elektroden oder zumindest für die durchführenden Zuleitungen möglich bzw. die Anpassung an Wolfram ist durch entsprechend zusammengesetztes Hartglas möglich. Solche angepaßten Gläser sind im Handel erhältlich. Bei Quarzglas ist eine direkte Anpassung nicht möglich. In diesem Fall sowie in dem Fall, wo zwar Hartglas für das Glasrohr, aber aus Preisgründen für die durchführenden Zuleitungen zu den eigentlichen Elektroden nicht teures Wolfram sondern beispielsweise Nickel verwendet werden, muß zur Anpassung der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ein Übergangsglied aus Zwischenglas vorgesehen werden.

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Die vorliegende Erfindung geht von der Tatsache aus, daß zwar Wolfram in Verbindung mit angepaßtem Hartglas gegenüber anderem Metall den Vorteil hat, daß keine Zwischengläser benötigt werden, daß aber der Preis für Wolfram relativ hoch ist und daß Wolfram nicht verlötbar ist. Der Kompromiß, nur für die eigentlichen Elektroden ein thermisch hochbelastbares und teures Metall bzw. für die Kathode einen Sinterkörper zu nehmen und die durchführenden Zuleitungen aus einem billigen Metall herzustellen, "bedeutet die Notwendigkeit von Zwischengläsern eine ebenfalls teure Lösung, weil aufwendige Yerfahrensschritte notwendig sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der Wahl der Materialien für das Glasrohr und für Elektrodenzuleitungen nicht durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten beeinträchtigt zu sein und dennoch eine fertigungstechnisch einfache und billige Lösung zu finden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Gasentladungslampe, insbesondere Blitzröhre, der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Elektrodenzuleitungen jeweils durch einen Sinterglaskörper durchgeführt sind und daß die Sinterglaskörper die Rohrenden verschließen.

Solche Sinterglaskörper sind maschinell billig herzustellen.

Ihre Verwendung anstelle von bekannten Zwischengläsern ersetzt teuere Glasbläserarbeit. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Fertigung solcher Sinterglaskörper in beliebiger Form mit genauen Abmessungen möglich ist. Die Zuleitungen, die gleichzeitig die mechanischen Halterungen für die eigentlichen Elektroden sind, werden in die Sinterglaskörper eingeschmolzen. Dies kann gleichzeitig mit der Herstellung der Sinterglaskörper geschehen. Das Glasrohr hat eine von Anfang an endgültige eng tolerierte Länge. Beim Verschließen des Glasrohrs mit den Sinterglaskörpern durch maßgenaues Verlöten und/ oder Verkleben erhalten die Elektroden eine eindeutig definierte

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Lage zueinander. Dadurch ist die Brennlänge und damit ein maßgebender Faktor für die bei der Gasentladung ausgestrahlte Lichtstärke schon bei der Herstellung der Gasentladungslampe genau einstellbar. Darüber hinaus ergibt die Verwendung von Glasrohren mit schon vor dem Verschließen endgültiger Länge den Vorteil, daß kein Glasabfall entsteht.

Der vorgefertigte Sinterglaskörper bringt vorteilhaft auch die Möglichkeit, ihn so auszubilden, daß er nicht nur als Verschlußkörper für das Glasrohr und als Halterung für die Elektrode mit ihrer Zuleitung dient, sondern auch als Halterung für die Gasentladungslampe selbst. Dadurch ist eine präzise Justierung der Gasentladungslampe möglich. Wenn dann eine den Verschluß bildende Verklebung des Sinterglaskörpers mit dem Glasrohr über ein die Gasdichtigkeit garantierendes Ausmaß hinaus ausgedehnt wird, ist sogar eine elastische Halterung des Glasrohrs möglich.

Zur gasdichten Verbindung der Sinterglaskörper mit dem Glasrohr kann entweder ein üblicherweise organischer Kleber oder ein Glaslot verwendet werden wobei die Verklebung auch zusätzlich zur Verlötung erfolgen kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Glaslot mit Zusätzen von beispielsweise Eisenoxid versehen und kann dann mit Hilfe von Infrarot-Strahlung zum Schmelzen gebracht werden, weil es diese Strahlung absorbiert.

Weiter ist vorteilhaft, insbesondere im Hinblick auf eine einwandfreie Justierung der Brennlänge, als Lötfläche bzw. Klebefläche die Stirnflächen der Rohrenden zu nehmen.

Schließlich sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Sinterglaskörper aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufgebaut. Dadurch ist die thermische Anpassung des gewählten Rohrglases

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an das Zuleitungsmaterial noch besser bzw. die Wahl noch freier. Durch die Sinterglaskörper können auch weitere Elektroden beispielsweise zur Zündhilfe oder zur Getterung durchgeführt werden. Eine eigene am Glasrohr angebrachte Zündelektrode kann sich damit erübrigen.

Weitere Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe sollen sich anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ergeben.

In der Zeichnung ist eine Gasentladungslampe dargestellt, wie sie als Blitzröhre einsetzbar ist. Dabei sind nur die Enden einer solchen Blitzröhre gezeichnet. Diese Enden enthalten die Kathode und die Anode und bilden den Abschluß eines den jeweiligen Anforderungen entsprechend geformten Entladungsrohres, im einfachsten Pail eines geraden Rohres. Das Rohr kann jedoch auch U-förmig oder kreisförmig gebogen sein oder kompliziertere Formen haben.

Ein Rohr 1 aus einem Borsilicat-Glas oder Quarz - es muß ein temperaturbelastbares und bei der Blitzröhre durchsichtiges Glas eein - mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt hat an seinen beiden Enden je eine ringförmige Stirnfläche 2 bzw. 3. Auf die Stirnfläche 2 ist über ein Glaslot 4 ein Sinterglaskörper 5 aufgelötet. Das Glaslot kann als Glaslotring oder mittels Siebdruck auf die Lötfläche aufgebracht sein. Dieser ist in einem äußeren Teil zylindrisch und in einem in das Rohr 1 hineinragenden inneren Teil keglig ausgebildet. Dadurch, daß sein äußerer Durchmesser im wesentlichen mindestens so groß ist wie der äußere Durchmesser des Rohres 1, entsteht

zwischen äußerem und innerem Teil des Sinterglaskörpers 5 ring

ein kreisförmiger Absatz, der als Lötfläche der Stirnfläche des Rohres 1 gegenüberliegt. Eine Einkerbung mit rechteckigem Querschnitt führt rings um den äußeren Teil des Sinterglaskörpers 5. Der Sinterglaskörper 5 ist zusammengesetzt aus zwei koaxial ineinanderliegenden Schichten 7 und 8. In seiner Achse ist eine metallische Zuleitung 9 zu einer Anode 10 eingeschmolzen,

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Die beiden Schichten 7 und 8 des Sinterglaskörpers 5 haben unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten. Dadurch ist die Anpassung der Ausdehnungskoeffizienten der Zuleitung 9 und des Rohres 1 in Schritten möglich. Durch eine Kontinuität in der Anpassung entstehen bei thermischer Belastung weniger mechanische Spannungen. Die Zuleitung 9 besteht vorzugsweise aus einer NiFe- oder NiFeCo-Legierung. Auf das innere Ende der Zuleitung 9 ist eine Anode 10 aus Wolfram oder Molybdän aufgeschweißt. Zur fertigungstechnischen Vereinfachung können auch die Zuleitung 9 und die Anode 10 aus einem einzigen Stück bestehen, wobei aus Preisgründen dann Molybdän vorzuziehen ist. Die Kerbe 6 dient zur Halterung der Blitzröhre. Die gemeinsame länge der Zuleitung 9 mit dem Sinterglaskörper 5 ist möglichst groß. Die dadurch lange Verschmelzungsstrecke verringert die Gefahr einer Haarrißbildung.

Das Rohr 1 ist an seiner anderen Stirnseite 3 und an dem daran angrenzenden Ende seiner Umfangsfläche als Beispiel für einen geklebten Verschluß mit einem entsprechend geformten Sinterglaskörper 11 verklebt. Ansonsten entspricht die Form dieses Sinterglaskörpers 11 der des Sinterglaskörpers 5. Ein Schichtenaufbau ist als Beispiel allerdings nicht vorgesehen. Jedoch ist außer einer axial eingeschmolzenen metallischen Zuleitung 12, die an ihrem inneren Ende eine Kathode 13 trägt, eine weitere metallische Zuleitung 14 eingeschmolzen, die als Zündelektrode und/oder zur Getterung dient.

Ober dieses Ausführungsbeispiel hinaus sind im Rahmen der Erfindung beliebige Ausfuhrungsformen möglich, wobei auch gerade in der Gestaltungsfreiheit bei der Form des Rohres 1 und der Sinterglaskörper 5,11 ein wichtiger Vorteil einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe liegt. Selbst bei komplizierten Formen des Rohres 1 ist ein eigener Pumpstutzen nicht nötig,

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weil das Auspumpen, das Füllen mit dem Füllgas und das gasdichte Verschließen einschließlich Elektrodeneinsetzen an einer einzigen Stelle als nacheinander ablaufende Vorgänge erfolgen können. Ferner sind über das geschilderte Ausführungsbeispiel hinaus weitere Ausführungsformen möglich hinsichtlich der Elektrodengestaltung wie z.B. für symmetrische Gasentladungslampen, Anode und Kathode aus dem gleichen Sinterkörper, oder auch das zusätzliche Anbringen einer äußeren Zündelektrode in Form einer an sich bekannten Drahtumwicklung.

13 Patentansprüche
1 Figur

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Leerseite

Claims

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1. Gasentladungslampe, insbesondere Blitzröhre, mit einem Glasrohr und mindestens zwei Elektroden, die über Zwischenglas mit dem Glasrohr an den Rohrenden gasdicht verbunden sind, d a durch gekennzeichnet , daß die Elektrodenzuleitungen (9,12,14) jeweils durch einen Sinterglaskörper (5 bzw. 11) durchgeführt sind und daß die Sinterglaskörper (5,11) die Rohrenden verschließen.

2. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sinterglaskörper (5) über ein Glaslot (4) mit dem Glasrohr (1) verbunden sind.

3. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sinterglaskörper über einen organischen Kleber mit dem Glasrohr (1) verbunden sind.

4. Gasentladungslampe nach Anspruch 2, da d u r c h gekennzeichnet , daß die Sinterglaskörper (11) zusätzlich mit dem Glasrohr verklebt sind.

5. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sinterglaskörper (5,11) mit den Stirnflächen (2,3) der Glasrohrenden verbunden sind.

6. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sinterglaskörper (5) aus Schichten (7,8) mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt sind.

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7. Gasentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sinterglaskörper (5) aus Lotglas gesintert sind.

8. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sinterglaskörper (5» 11) als Halterung für die Gasentladungslampe ausgebildet sind.

9. Gasentladungslampe nach den Ansprüchen 3 und 8, da durch gekennzeichnet , daß die Verklebung zwischen Glassinterkörper (11) und Glasrohr (1) zum Zweck einer elastischen Halterung ausgedehnt ist.

10. Gasentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Glaslot (4) aus Infrarot-Strahlung absorbierendem Glas besteht.

11. Gasentladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Glaslot (4) Zusätze von Eisenoxiden enthält.

12. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß durch mindestens einen Sinterglaskörper (11) eine zusätzliche Elektrode (14) zur Zündung und/oder Getterung durchgeführt ist.

13· Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Elektrodenzuleitungen (9,12,14) aus einer NiPe- oder NiPeCo-Legierung oder aus Molybdän besteht.

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