DE3305468A1 - Verfahren zur herstellung von elektroden fuer hochdruck-entladungslampen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Elektroden
• für Hochdruck-Entladungslampen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Hochdruck-Entladungslampen und insbesondere zur Herstellung von stromeinleitenden Elektroden, die in Hochdruck-Entladungslichtquellen vor allem mit ge-ringer Leistung, z. B. in Metallhalogenlampen oder Duecksilberlampen, verwendet werden.
• Bei der Gestaltung und Herstellung von Elektroden mit einer Geometrie, die den aus der Glimmentladung in die Bogenentladung führenden Übergang erleichtert, ist es bereits bekannt, eine zaeischichtige Doppelwendel (DE-0S 2 718 642), eine kernlose Doppelwendel an einem Elektrodenstab (DE-DS 2 935 981), eine gepanzerte Elektrode, die bei Gleichstromentladungslampen keinen sekundären Kern erfordert (DE-OS 2 951 967), oder eine einschichtige und locker gewickelte Wendel zu verwenden, die am Fuß des Elektrodenstabes durch eine Auswölbung fixiert ist (DE-OS 2 951 966). Dabei werden auf den Elektrodenstab die separat hergestellten Wendeln nachträglich aufgezogen, was besonders bei Lampen mit niedriger Leistungsaufnahme wegen ihrer geringen Abmessungen schwierig ist.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer in Serienherstellung leicht herstellbaren, einen günstigen Glimm-Bogenübergang sichernden Elektrode.
• Diese Aufgabe wird im Gegensatz zur Herstellung von Glühlampenwendeln dadurch gelöst, daß als Kernmetall nicht Molybdän, sondern Wolfram oder thoriumhaltiges Wolfram als Material des Elektrodenstabes vorgesehen wird, auf den die Wendel mit einem Intervall gewickelt wird. Dieses'Intervall bzw. ein solcher Zwischenraum erleichtert die auf der Molybdänfolie vorzunehmende Schweißung, ohne daß eine Ver- letzungsgefahr für die Folie besteht. Dahei kann eine kontinuierlich gewickelte Wendel verwendet werden. Die Ablängung kann mit einem Laser durch Plasma oder mechanisch vorgenommen werden. Nach der Ablängung werden der Kerndraht und der Wendeldraht zweckmäßigerweise an den Enden des Entladungsraums miteinander verschweißt, was auch in der Lampe selbst durch Einführung eines starken Stroms durchgeführt werden kann.
• Aus Symmetriegründen kann eine Wendel mit zwei oder mehreren Anfangspunkten verwendet werden. Wesentlich ist dabei, daß die einzelnen Windungen nicht dicht nebeneinander, sondern locker auf den Kern gewickelt werden. Zur Vergrösserung der Oberfläche kann auf die auf den Kern gewickelte primäre Wendel eine sekundäre Wendel gewickelt werden. Vorteilhafterweise wird zwischen den einzelnen Windungen ein Abstand von o,l bis o,2 mm gehalten.
• Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Wendel auf einen Kerndraht aus Molybdän mit Intervallen bzw. Zwischenräumen gewickelt, so daß die einzelnen Wendelwindungen nicht dicht aneinanderliegen, wonach der Kern herausgelöst wird.
• Bei der Herstellung der sekundären Wendel auf die auf den Kerndraht gewickelte primäre Wendel kann es vorkommen, daß die primäre Wendel, die auf der sekundären Wendel liegt, die Molybdänfolie zerstört. Um dies zu vermeiden, wird die primäre Wendel mit einem Intervall hergestellt, das nahe am Schweißpunkt liegt. Bei dieser Art der Wicklung ist eine genaue Synchronisierung erforderlich.
• Schließlich kann auf einen Kerndraht eine Wolframwendel ausgebildet werden, die auf einen Molybdändraht gewickelt wird. Der Molybdändraht wird danach durch Lösung entfernt, so daß auf dem Stab eine Doppelwendel entsteht.
• Bei den beschriebenen Herstellungsverfahren kann die Wendel erforderlichenfalls bis zum Ende des Elektrodenstabes reichen oder noch vor dieser Stelle enden, so daß bis zur Spitze nur ein Intervalldraht verläuft. Auf diese Weise kann eine mit Spitze versehene oder spitzenlose Elektrode hergestellt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß im Gegensatz zu den bekannten Elektroden der Elektrodenstab und die Wendel nicht in zwei separaten Vorgängen hergestellt und danach montiert, sondern als Montageeinheit analog zu einer Glühlampenwendel hergestellt werden können.
• Die erfindungsgemäßen Elektroden können in Lampen mit einer Seltene Erdmetall-, Tallium- und Thorimhalogenid enthaltenden Füllung verwendet werden. Bei Verwendung von thoriumhaltigem Wolfram ist eine Zugabe von Thorium zur Lampenfüllung nicht erforderlich. Die Elektrode kann auch in Lampen mit anderen Füllungen verwendet werden.
• Anhand der Zeichnung wird die Erfindung bespielsweise naher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Elektrode.
• Fig. 2 eine Elektrodenmontageeinheit mit einer auf eine Molybdänfolie geschweißten Elektrode.
• Fig. 3 eine Elektrodenmontageeinheit wie Fig. 2 mit einer Doppelwendel.
• Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Elektrode.
• Fig. 5 die Elektrode von Fig. 4 mit entferntem Wendeldraht.
• Fig. 6 eine kerndrahtfreie Elektrodenmontageeinheit.
• Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist auf einen Kerndraht 1 aus Wolfram oder thoriumhaltigem Wolfram, der nach der Ablängung die Elektrode in der Lampe bildet, eine Wendel 2 aus Wolfram oder thoriumhaltigem Wolfram mit einem Intervallabschnitt 3 gewickelt, was mit Hilfe an sich bekannter Wendelwickelautomaten erfolgen kann. Aus dem kontinierlich hergestellten Elektrodenstrang werden dann die einzelnen Elektroden durch Abschneiden, z. B. an der Stelle A zur Bildung einer Spitzenelektrode oder an der Stelle B zur Bildung einer spitzenlosen Elektrode, hergestellt, wobei die Ablängung mechanisch durch Laser oder mit Plasma durchgeführt wird.
• Bei der in Fig. 2 gezeigten Elektrodenmontageeinheit ist die abgelängte Elektrode von Fig. 1 mit einer Schweißstelle 8 an einem Ende einer Molybdänfolie 5 aufgeschweißt. Am anderen Ende der Molybdänfolie 5 ist an einer Schweißstelle 8 ein aus Molybdän bestehender Ableitungsdraht 6 aufgeschweißt. Das der Molybdänfolie 5 gegenüberliegende Ende der aus Kerndraht 1 und Wendel 2 bestehenden und Intervalle 3 aufweisenden Elektrode ist zu einer kugelartigen Form geschweißt oder verschmolzen. Die Elektrodenmontageeinheit wird in an sich bekannter Weise in den Quarzkörper einer Quecksilberlampe oder Metallhalogenlampe eingelötet bzw.
• eingepaßt.
• Die Ausführungsvariante von Fig. 3 entspricht der von Fig. 2 mit der Ausnahme, daß auf den Kerndraht eine Wendel 2 aus zwei Drähten, also eine Doppelwendel, gewickelt ist.
• Bei der Ausführungsform von Fig. 4 wird zuerst eine primäre Wendel 4 auf einem Draht gewickelt, der danach umwickelt von der primären Wendel 4 als sekundäre Wendel auf den Kerndraht 1 gewickelt wird.
• Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsvariante besteht der zur sekundären Wendel 2 gewickelte Draht aus Molybdän.
• Dieser Draht wird durch chemische Ätzung entfernt. Auf diese Weise wird auf dem Kerndraht 1 eine in sich gewendelte Wendel positioniert, aus der nach entsprechender Ablängung eine Elektrodenmontageeinheit gemäß Fig. 2 hergestellt wird.
• Bei der in Fig. 6 gezeigten Elektrodenmontageeinheit ist im Gegensatz zu der von Fig. 2 der Kerndraht 1 aus Molybdän durch chemische Ätzung entfernt.
• Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die einzelnen Wendelwindungen nicht dicht nebeneinander, also kurzschlüssig, sondern locker nebeneinander, also mit Abstand auf den Kerndraht 1, aufgewickelt, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Wendelwindungen o,1 bis o,2 mm beträgt. Die Wendel 2 kann bis zum Ende des Elektrodenstabs auf der Seite des Entladungsraumes reichen, entsprechend der Ablängung an der Stelle B von Fig. 1, wodurch man eine Elektrode ohne Spitze erhält. Die Ablängung kann aber auch im Intervallabschnitt entsprechend der Ablängung an der Stelle A von Fig. 1 vorgenommen sein, wodurch man eine Elektrode mit Spitze erhält.
• Die Wendel 2 kann auf dem Kerndraht 1 durch Schweinen fixiert werden. Nach der Schweißung werden die Intervallabschnitte auf der Seite der Spitze entfernt, wenn die Elektrodenenden nicht rund abgeschmolzen werden.
• Anhand von Beispielen wird die Erfindung weiter erläutert.
• Beispiel 1 Gemäß der Ausführung von Fig. 1 wird eine Elektrode für eine 2,5 A Metallhalogenlampe hergestellt. Auf den thoriumhaltigen Wolframdraht 1 von o,5 mm Durchmesser wird eine Wendel 2 aus einem Wolframdraht mit o,3 mm Durchmesser gewickelt. Der Abstand zwischen den Windungen beträgt o,3 mm. Jeweils auf die siebte Windung folgt ein Intervall 3 mit 5 mm Länge, worauf die eine nächste Wendel 2 und ein Intervall 3 folgen.
• Beispiel 2 Für eine Metallhalogenlampe mit 1 bis 1,5 A Stromverbrauch wird auf einen Wolframdraht 1 von o,3 mm Durchmesser ein Wolframdraht 2 von o,2 mm Durchmesser gewickelt. Der Abstand zwischen den einzelnen Windungen beträgt o,2 mm. Auf jede sechste Windung folgt ein Intervall 3 mit einer Länge von 6,5 mm, worauf die nachste Wendel folgt.
• Beispiel 3 Für eine Metallhalogenidlampe, deren Stromverbrauch weniger als o,5 A beträgt, wird auf einen Kerndraht 1 von o,125 mm Durchmesser eine Wendel 2 aus Wolframdraht von o,o9 mm Durchmesser gewickelt. Der Abstand zwischen den Windungen beträgt o,o8 mm. Auf jede sechste Windung folgt ein Intervall 3.
• Beispiel 4 Für eine Elektrode gemäß Fig. 4 wird auf einen Wolframdraht 1 von o,5 mm Durchmesser eine sekundäre Wendel mit einem Intervall aus einem gewendelten Draht gemäß Beispiel 3 gewickelt. Die Wendelsteigung der sekundären Wendel beträgt o,45 mm. Die sekundäre Wendel wurde auf den Kerndraht 1 am Anfang und am Ende des Intervalls durch Schweißen fixiert. Nach der Ablängung wird der die Schweißung übergreifende Anteil des Intervalls entfernt. - Leerseite -

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Hochdruck-Entladungslampen Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Hochdruck-Entladungslampen, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf einen kontinuierlichen Kernmetalldraht ein Draht aus Metall mit hohem Schmelzpunkt oder eine auf einen Draht mit hohem Schmelzpunkt gewickelte Wendel gewickelt wird, und daß danach die Elektroden abgelängt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Kernmetalldraht, ein Wickeldraht oder eine Wendel aus Wolfram oder aus thoriumhaltigem Wolfram verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein kontinuierlicher Kernmetalldraht aus Molybdän verwendet wird, der nach der Ablängung herausgelöst wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Draht oder die Wendel auf dem Kernmetalldraht mit einem Intervall aufgewickelt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf den Kernmetalldraht eine doppelte oder dreifache Wendel gewickelt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die auf dem kontinuierlichen Kernmetalldraht aufgewickelte Wendel aus Molybdän hergestellt wird, das nach der Ablängung herausgelöst wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Draht oder die auf einen Draht gewickelte Wendel so auf den kontinuierlichen Kernmetalldraht gewickelt wird, daß sich die benachbarten Wendellagen nicht berühren.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrodenenden von der Seite des Entladungsraums der Lampe her durch Schweißung kugelartig ausgebildet werden.