DE1589334A1 - Gefaess fuer Bogenentladungen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT s6 P21 D D-8AKJNCHEN23,MAINZERSTRASSEs S6 015 D STLVAHIA ELECTRIC PRODUCTS HC. Wilmington / Delaware

7. St. τ. Amerika

Geflss für Bogenentladungen und Verfahren su seiner Herstellung

Priorität! 22. August 1966 - V. St. τ. Amerika- Serial Ho. 574t 121

Sie Erfindung betrifft Gefttsse für Bogenentladungen» wie Hoohlntensitäts-Projektionslampen» insbesondere GefSsse für solche Lampen, die aus Quarz oder quartärtigern oder glasartigem Werkstoff bestehen. Sie Erfindung betrifft auoh die Rohlinge« aus denen ein solohes Gefäss und die fertige Lampe hergestellt werden» und das Verfahren su ihrer Herstellung.

Sie Erfindung ist besonders rorteilhaft in Verbindung mit kürzlich entwickelten Projektionsliohtquellen, die* aus einem relativ kleinen Geftss aus Quarz oder quars&hnliohem Glas bestehen» in denen die Elektroden nur um etwa 6 mm voneinander entfernt sind. Solche Projektionslampen werden manchmal deshalb auoh Kurzbogenlampen genannt. Sie Elektroden

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sind dicht in eintn Hohlraum eingesetzt , der etwa 25 mm lang ist und einen Durchmesser τοη veniger als 6 am hat. Der Hohlraum ist mit einen inerten Gas» beispielsweise Argon oder Xenon unter eine· höheren als Atmosphärendruck gefallt» und der Hohlraum enthält Terdampfbare Metalle wie Quecksilber , Jod, Natrium und Tellur. Eine solche Lampe kann 300 Watt Leistung aufnehmen, mit Betriebsleistungsdiohten in der Gröeeenordnung von 5000 Watt/ cm , und kann einen Druck τοη mehreren Atmosphären entwickeln! das Gefäes kann durch die intensive Bogenentladung, die den Hohlraum ausfüllt, eine Temperatur τοη 1000° G annehmen. Unter diesen erschwerten Betriebsbedingungen steht die Wand des Hohlraums, wie leioht Terständlioh ist, unter erheblichen thermischen und mechanischen Spannungen. Aus diesem Grund ist beispielsweise festgestellt worden, dass die Hohlraumwand erheblich dicker sein muss als die Geflssenden, in die die elektrischen Anschlüsse für die Elektroden eingesetst sind· Darüber hinaus muss die Hohlraumwand extern so geformt sein, dass sie allmählich in die abgedichteten Enden übergeht und an die optische Kontur des Reflektors angepasst let, in den die Lampe üblicherweise montiert wird.

Es ist Torgesohlagen worden, τοη einem Stück gleichförmigen Quarzrohrs auszugehen und den Mittelteil des Rohres dadurch su Terdioken, dass der Mittelteil erweicht wird und axialer Druck ausgeübt wird, und dass dann der geschmolzene Quarz in der Hitte su einer grösseren Dicke als an den Enden gesammelt wird. Ein so hergestelltes Gefäes hat jedoch ungleichmassige Aussenkonturen undunregelmässige Wandstärke bei kleinerer Hohlraums tfirke, und auf den inneren und Susseren Oberflächen der Hoblraumwend

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■ -3- "--sind optisch unerwiinschte ünregelaässigkelten rorhanden.,

Die Erfindung bo11 an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; es

zeigen ι

Pign. 1 bis 5 Längsschnitte durch erflndungsgeaässe Laapengefisse in

verschiedenen Stufen der Herstellung} ' Fig. 4 eine Aneicht der fertigen Laape nach Montage in einen

teilweise geschnittenen Reflektor} und Fig. 5 eine Stirnansioht eines erfindungsgemäeeen Lampengefässes in der Herstellungestufe nach Fig. 1.

Wie Fign. 1 und 5 ereiohtlich ist, beginnt die Herstellung eines Kurzbogen· Lampen-Gefässes mit zwei gleichen Endlängen 1 aus Rohr aus geschmolzenen Quarz, die gleichen Innen- und gleichen Aueeendurchaesser haben. Sie Enden der Stücke 1 sind an ein kttrsere· Zwischenstück 2, ebenfalls ein Rohr aus geschmolzenem Quarz,angesetzt. Bas Zwischenstück 2 hat den gleichen Innendurchmesser wie die Endstüoke 1, jedoch einen erheblich grösseren Aussendurchmesser, und denentsprechend hat das Zwischenstück 2 eine erheblioh grossere Wandstärk·· Sie Bndstücke haben beispielsweise einen Innendurchmesser τοη 2 mm und einen Aussendurchmesser το η 5dib, während das Zwisohenrohr 2 einen Innendurcheeeaer τοη 2 am und einen Aussendurchmesser von 10 nm hat· Sie aneinanderetossenden Enden der drei Rohrstücke werden in der Flamme erweicht und in Zonen 3 zusammengeschmolzen, die in Fig. 2 durch eine Biskontinuität der Sohraffur angedeutet sind. Beim Zusammenschmelzen der drei Rohrstücke werden diese axial aus« gefluchtet gehalten, so dass ihre Bohrungen oder Innendurchmesser durch-

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-4-laufen. Die drei Rohrs tüoke werden damit drei sussamengehurige Rohr teile.

Sie eich daraus ergebende einstttokige Baueinheit aus drei Rohrstüoken wird dann auf eine horizontale Bank Montiert und langsam gedreht_f während eine Kreuzfeuerflamme so angelegt wird» dass eie wenigstens die gense Länge des Zwischenteile· 2 überstreicht· Wie in Fig. 2 ersiehtlioh ist» wird der Mittelteil 2 dann heiss rerformt, indem eine Kratze 4 aus hochsohmclsendem Material gegen den rotierenden Innenteil 2 und auoh gegen die benachbarten Teile der rohrförmigen Enden 1 jenseits der Sebaelzsonen 3 gedrückt wird· Sie Kratze hat einen offenen Hohlraua 6, der als Teilfläohe einer Umdrehungsflache geformt ist, die allmählich in die geraden Rohrteile 7 übergeht. Sie Kratze formt die flachen Enden oder scharfen Kanten des Zwischenteils 2 in runde Teile um und formt damit einen vorstehenden, birnenartigen Zwischenteil 2* mit einer Auseenflache, die als konvexe Umdrehungefläche geformt ist, die von den linearen Aussenfläohen der Endteile 1 bis zur Mitte des geformten Zwischenteils 2' kontinuierlich ist. Wahlweise kann auch axialer Druck auf die zusammengeschmolzene Baueinheit ausgeübt werden, um die Wand des Zwischenteils 2' nach ausβ en su biegen, um eine mögliche Neigung der Wand su kompensieren, eich nach innen zu verbiegen, während sie in der Kratze geformt wird. Gelegentliche StSsse mit Luft oder Stickstoff in die Bohrung können dazu beitragen, der Bohrung eine glatte, gerade Oberfläche su erhalten, die frei tob Rippen ist. Mit dem beschriebenen Verfahren wird «in Oefass gemSss Fig. 2 mit glatter, kontinuierlicher Aussenfläehe und ebensolcher Innenfläche la Bereich der Bohrung des Zwischenteils 2* geformt, die später den Entladungshohlraua

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dar fertigen Lupe bildet·

Pie Lampe wird dadurch fertiggestellt, daee sie gefüllt wird und in jedes Bndteil 1* eine Untereinheit dicht eingesetzt wird» dia aua Wolframelektroden 8 und 9 besteht, die jeweils elektrisch über Molybdänbänder 11 mit Zuleitungsdrähten 12 τerbunden sind. Die Unterbaueinheit aus Elektroden und elektrischen Anschlüssen kann jeweils in das frei· Ende des Endteils 1* mit üblichen Einachmelstechnikan eingesetzt werden. Qemäss Figo 3 werden der Innen- und Ausaendurchmesser der Endteil· 1* gegenüber de» der gleichen Teile gemäss Fig. 2 rerringert, wenn der erweicht· Quara nach innen um die Elektroden und ihre Anschlüsse herua flieset* Wie in Fig· 4 ersichtlich iet, kann während des Einsohmelsens der Elektroden das freie oder extreme Ende jedes Endteil· 1* flachgedrückt werden» um einen Quetsohfuss zu bilden* durch den di· elektrischen Anschlüsse für die Elektroden herausführen. Sie freien Enden der Elektroden β und reichen in den Hohlraum 10, in dem während des Betrieb·· eine intensire Entladung auftritt. Der Hohlraum wird beispielsweise mit drei Milligramm Indiumjodid (in I.) und Argott unter «inem Druck von 600 mm Quecksilber gefüllt, der während des Betriebes auf 6 bis 9 mi steigen kann·

Wie in Fig· 4 ersichtlich ist, kann di· fertig· Lampe in einen gekrümmten Reflektor 14» sentriert su einer Achs· A montiert werden· Zur Projektion von Filmen ist es erforderlioh, dass der Film flelokmiesig beleuchtet wird, und es ist deshalb sehr wichtig, data di· linsenartig· Wand des

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' -.. BAD ORrGlNAL

Zwischenteile 2· frei τοη Fältelungen und optischen Diskontinuitäten ist, die eine fleckige Lichtübertragung το« Bogen rom Reflektor verursachen wurden. Es ist wichtig, eine gleiehmäesige Innenbohrung des Hohlraums su schaffen, die über die aktive Länge der Bogenentladung einen konstanten Durchmesser hat.

Eine erfindungsgemäss konstruierte Lampe hat »windest im Bereich des Hohlraums kontinuierliche Innen- und Aussenflachen, und ist frei τοη Fältelungen und dergleichen Diskontinuitäten, und trotzdem kann die Lampe einfach und mit reproduzierbarer optischer Gleichförmigkeit hergestellt werden. Die erfindungegemäs» kongruierte Lampe ist mit einem Zwischenteil mit grösserer Wandstärke versehen, der so geformt ist, dass er extremen Betriebstemperaturen und -drucken widerstehen kann.

, ·./Ansprüche

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Claims (1)

1. S6 CIS Γ Ansprüche

   Bogenentladungaeinriohtung, bestehend aus einem Gefäse au· quarsartigem oder glasartigem Material mit einem Zwischenteil, der «inen grösseren Aussendurchmesser hat als die anderen Teile des GefSseee, in dem ein Bogenentladungs-Hohlraum enthalten ist und in den zwei BogenentIadungselektroden hineinragen, die dicht in da· GefXss eingesetzt sind und sich längs einer gemeinsamen Achse erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäse aus zwei allgemein rohrförmigen Teilen (1, 1') besteht, die voneinander entfernt sind und deren Bohrungen längs der gemeinsamen Achse auegefluchtet sind und die gleiche Innendurchmesser und gleiche Aassendurohaesser haben, dass der Zwischenteil (2, 2') mit Seinen Enden an das jeweilig "eanachbarte Ende der beiden Rohrteile (1, 1') angeschmolzen ist, so dass die Zentralaohse des Hohlraums (1O) mit der gemeinsamen Achse zusammenfällt, dasa iie Aussenflache des Zwischenteils (2, 2¹) eine konvexe Umdrehungsfläohe darstellt, die sich kontinuierlich von den an.rrensenden Aussenflachen de? Rohr^eile bis zu einem Punkt grössten Ausaendurohmeaeere in der Mitte des Zwischenteils (2, 2') erstreckt, wobei sowohl der Aussendurohaeseer als auch die Wandstärke des Zwischenteils (2¹) in der Mitte erheblich grosser sind als der Aussendurohmesser und die Wandstärke der Rohrteil· (1, 1'), und dass die Elektroden (8, 9) in den Bohrungen der Rohrteile (1*) gestutzt und bezüglich der Wände des Hohlraums (iO)im wesentlichen sentriert sind.

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   -ORIGINAL

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Zwischenteile (2¹) sich progressiv von den beiden Enden zur Mitte des Zwischenteils hin vergröesert.

   5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (10) im allgemeinen zylindrische Kontur von im wesentlichen konstantem Durchmesser wenigstens längs der effektiven Länge des Hohlraums (10) hat·

   4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Leiter (11, 12) elektrisch mit den Elektroden (8, 9) verbunden sind, um elektrische Anschlüsse zu schaffen, die duroh die Rohrteile (1') naoh aussen führen.

   5· Einrichtung naoh einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (10) eine Quantität eines verdampfbaren Materials und Gas über Atmosphärendruck enthält.

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   6. Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paar Rohrstücke (1) aus quarzartigem oder glasartigem Werkstoff an ein Zwischenstück (2) aus ähnlichem Werkstoff angeschmolzen werden, wobei die Rohrs tücke (1, 2) koaxial angeordnet werden und alle gleiche Innendurchmesser haben, während der Aussendurchmesser des Zvisohenstücks (2) erheblich grosser ist als der der beiden Endstücke (1), dass das Zwischenstück (2) so geformt wird, dass seine Auesenflache eine konvexe Umdrehungefläche bildet, die sich kontinuierlich von den benachbarten Aussenfläohen der Endstücke (1) bis zu einem Funkt grossten Aussendurcbmessers in der Mitte des geformten Zwischenstückes (2¹) erstreckt, und dass die Wandstärke des Zwischenstückes (2') erheblich grosser ist al· die der beiden Endstücke (1 V), und dass zwei Bogenentladungselektroden (θ, 9) in das Gefäes dicht eingesetzt werden, so dass die Elektroden sich jeweils yon den Endstücken (1·) bis zum Bogenentladungahohlraum(10) erstrecken, der durch die Bohrung des geformten Zwischenstückes (2¹) gebildet wird.

   7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass derHohlraum (10) mit im wesentlichen konstantem Durchmesser wenigstens über seine effektive Läng· geformt wird.

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   BAD

   θ. Verfahren naoh Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass das S'Tieehenitück (2¹) dadurch geformt wird, dass die drei zusammengoashaolzenen Rohretücke, während das Zwischenstück (2') beheizt wird tnäi während eine Form (4) Bit dem Zwischenstück (2·) und den angrensenden Teilen der beiden Endstücke (i^r) in Berührung gebracht gedreht werden.

   BAD ORiGINA!

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