DE19710204A1 - Bogenentladungsröhre, die mit einem Paar von Molybdänfolien versehen ist, und zugehöriges Herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bogenentladungsröhre, die als Lichtquelle und dergleichen für Entladungsbeleuchtung verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Bogenentladungsröhre.

Da Entladungslicht eine Beleuchtung mit hohem Leuchtvermögen zur Verfügung stellen kann, wird derartiges Entladungslicht häufig nicht nur für die Außenbeleuchtung und Straßenbeleuch­ tung verwendet, sondern auch für Kraftfahrzeugscheinwerfer sowie die Innenbeleuchtung für Geschäfte und dergleichen. Als Lichtquelle ist eine Bogenentladungsröhre bekannt, wie sie beispielsweise in Fig. 1 (6) gezeigt ist.

Eine derartige Bogenentladungsröhre 2 weist ein Glasrohr 4 auf, in dessen Mitte ein kugelförmiger Abschnitt 4a vorgese­ hen ist, und das mit zwei Elektrodenanordnungseinheiten 6 ver­ sehen ist, die auf beiden Seiten des kugelförmigen Abschnitts 4a innerhalb des Glasrohrs 4 angeordnet sind. Jede Elektro­ denanordnungseinheit 6 weist sowohl eine Elektrodenstange 8 auf, die in den Innenraum des kugelförmigen Abschnitts 4a (Entladungskammer) vorspringt, als auch einen Leitungsdraht 10, der von einem Endabschnitt des Glasrohrs 4 vorspringt, der hiermit über eine rechteckige Molybdänfolie 12 verbunden ist, und an dem Abschnitt der Molybdänfolie 12 mit dem Glas­ rohr 4 über eine Quetschdichtung verbunden ist. Durch Aus­ wahl einer Anordnung, bei welcher jede Molybdänfolie 12 zwi­ schen der Elektrodenstange 8 und dem Leitungsdraht 10 ange­ ordnet ist, und die Abschnitte der Molybdänfolie 12 durch eine Quetschdichtung mit dem Glasrohr 4 verbunden sind, kann der Unterschied der Wärmeausdehnung einer Metallelektrode, die aus einem einzigen Teil besteht, und der Wärmeausdehnung des Glasrohrs 4, wenn eine derartige, aus einem einzigen Stück bestehende Metallelektrode verwendet wird, durch die Dünnfilm-Molybdänfolien 12 aufgenommen werden, so daß die Ab­ dichtfähigkeit innerhalb des kugelförmigen Abschnitts 4a auf­ rechterhalten werden kann.

Der Begriff "Quetschdichtung", wie er hier verwendet wird, soll ein Abdichtungsverfahren bezeichnen, bei welchem ein Gegenstand (beispielsweise eine Molybdänfolie), der in das Glasrohr eingeführt werden soll, in dem Glasrohr eingebettet ist, wobei der Gegenstand in enge Berührung mit dem Glasrohr­ element dadurch gebracht wird, daß das Glasrohr unter Druck zusammengedrückt wird, während es erwärmt wird.

Das voranstehend erwähnte Paar von Molybdänfolien 12 wird hintereinander für jede Folie einzeln mit einer Quetschdich­ tung versehen. Ein derartiger Quetschabdichtungsvorgang für die erste Molybdänfolie wurde bislang auf folgende Weise durchgeführt. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird die Elektroden­ anordnungseinheit 6 von einem Endabschnitt des Glasrohrs 4 eingeführt, so daß die Molybdänfolie 12 nahe an dem kugelför­ migen Abschnitt 4a des Glasrohrs 4 angeordnet ist (Zustand (a)), und in diesem Zustand nicht nur ein Inertgas, wie bei­ spielsweise Argon- oder Stickstoffgas, in das Glasrohr 4 ein­ geführt wird, um hierdurch die Luft aus dem Glasrohr 4 her­ auszutreiben, sondern auch ein Abschnitt des Glasrohrs 4, der die Molybdänfolie 12 umgibt, erwärmt wird (Zustand (b)), und dann das Glasrohr 4 durch eine Quetschvorrichtung 22 druck­ beaufschlagt wird (Zustand (c)), um eine Quetschdichtungsan­ ordnung zur Verfügung zu stellen (Zustand (d)). Auf diese Weise erfolgt eine Quetschdichtung der Molybdänfolie.

Bei dem voranstehend erwähnten, konventionellen Quetschdich­ tungsverfahren treten allerdings folgende Schwierigkeiten auf.

Da die Zugfestigkeit einer Molybdänfolie verringert wird, wenn die Molybdänfolie oxidiert wird, kann die Molybdänfolie während eines Quetschabdichtungsvorgangs brechen. Dies führt dazu, daß bei dem konventionellen Quetschabdichtungsverfah­ ren die Luft, die eine Oxidation der Molybdänfolie hervor­ rufen kann, dadurch aus dem Glasrohr 4 herausgetrieben wird, daß ein Inertgas in das Glasrohr eingegeben wird. Allerdings ist dieses Verfahren nicht so wirksam, daß die Luft innerhalb des Glasrohrs 4 in ausreichender Weise herausgetrieben wird. Dies führt dazu, daß die Auswirkungen in bezug auf das Ver­ hindern einer Oxidation bei diesem Verfahren nicht ausreichend sind, so daß eine gewisse Anzahl an Molybdänfolien bricht.

Damit die Molybdänfolien den Unterschied des thermischen Aus­ dehnungskoeffizienten der Molybdänfolie und des Glasrohrs in ausreichender Weise aufnehmen können, ist vorzugsweise die Dicke jeder Molybdänfolie so gering wie möglich. Wird jedoch die Dicke der Molybdänfolie auf einen so geringen Wert wie 20 µm oder weniger verringert, so trat bei dem voranstehend geschilderten, konventionellen Quetschdichtungsverfahren häu­ fig das Problem des Bruchs der Molybdänfolie auf.

Wenn allerdings eine Molybdänfolie so ausgebildet wird, daß ein Zusatzstoff wie Kalium oder Calcium dem Molybdän zuge­ fügt wird, so kann das Auftreten des voranstehend geschilder­ ten Bruchs selbst dann verringert werden, wenn die Dicke der Molybdänfolie auf einen Wert von 20 µm oder weniger verrin­ gert wird. Wenn eine derartige Molybdänfolie mit einem zuge­ fügten Zusatzstoff verwendet wird, so wird allerdings die Molybdänfolie teuer, und kann die Molybdänfolie nur schwer bearbeitet werden, da sie eine erhöhte Härte aufweist.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der voranstehend geschilderten Umstände entwickelt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstel­ lung eines Bogenentladungsrohrs, welches Molybdänfolien auf­ weist, deren Bruch während eines Quetschdichtungsvorgangs verringert ist, die kostengünstig sind, und die in zufrieden­ stellender Weise bearbeitbar sind, und in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Bogenent­ ladungsrohrs.

Die vorliegende Erfindung ist dazu ausgelegt, die voranste­ henden Vorteile dadurch zu erreichen, daß eine Quetschabdich­ tung einer ersten Molybdänfolie auf folgende Weise erfolgt. Anders als bei einem konventionellen Quetschdichtungsverfah­ ren, welches so durchgeführt wird, daß nur ein Inertgas in das Glasrohr eingegeben wird, wird die erste Molybdänfolie da­ durch einer Quetschabdichtung unterzogen, daß der Innendruck des Glasrohrs auf einem Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gehalten wird (oder der Innendruck des Glasrohrs 4 zunächst auf einen Unterdruck von 0,5 Torr oder weniger gebracht wird, und dann dadurch auf einen Druck von 760 Torr oder weniger gebracht und auf diesem Druck gehalten wird, das abgedichtet ein Inertgas in das Glasrohr 4 eingegeben wird).

Ein Bogenentladungsrohr gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich daher dadurch aus, daß in dem Bogenentladungs­ rohr, welches mit einem Paar von Molybdänfolien versehen ist, die auf beiden Seiten eines kugelförmigen Abschnitts des Glasrohrs durch eine Quetschdichtung abgedichtet sind, jede Molybdänfolie aus Molybdän besteht, dessen Reinheit 99,95% oder mehr beträgt, wobei die Molybdänfolie eine Dicke von 20 µm oder weniger aufweist.

Um ein derartiges Bogenentladungsrohr zu erhalten, zeichnet sich ein Bogenentladungsrohr-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch aus, daß hierbei ein Paar von Molybdänfolien dadurch eine Quetschabdichtung auf beiden Sei­ ten eines kugelförmigen Abschnitts eines Glasrohrs erfährt, daß hintereinander die Molybdänfolien durch eine Quetschdich­ tung abgedichtet werden, und die erste Molybdänfolie nicht nur dadurch eine Quetschabdichtung erfährt, daß die Molybdän­ folie in eine vorbestimmte Position in dem Glasrohr einge­ führt wird, sondern auch der Innendruck des Glasrohrs auf einem Vakuum von 0,5 Torr gehalten wird (oder der Innenraum des Glasrohrs 4 zunächst auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger evakuiert wird, und dann auf einen Druck von 760 Torr oder weniger dadurch gebracht und auf diesem Druck gehalten wird, daß abgedichtet ein Inertgas in das Glasrohr 4 einge­ bracht wird).

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge­ stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1(1) bis 1(6) eine Zusammenstellung sämtlicher Herstel­ lungsvorgänge einer ersten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein Bogenentladungsrohr gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2(a) bis 2(g) die Vorgänge bei einem ersten Quetschab­ dichtungsvorgang bei der voranstehend geschilder­ ten Ausführungsform im einzelnen

Fig. 3 ein Diagramm mit einer Darstellung der Funktion der voranstehend geschilderten Ausführungsform im Vergleich mit einer konventionellen Ausführungs­ form;

Fig. 4 ein Diagramm mit einer Darstellung der Funktion eines Bogenentladungsrohrs, welches entsprechend der voranstehend geschilderten Ausführungsform hergestellt wird, im Vergleich mit einer konven­ tionellen Ausführungsform;

Fig. 5(a) bis 5(e) eine Darstellung des Verfahrens bei einem ersten Quetschabdichtungsvorgang gemäß einer zwei­ ten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein Bogenentladungsrohr gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen; und

Fig. 6(a) bis 6(d) eine entsprechende Darstellung wie in Fig. 2, wobei eine konventionelle Ausführungsform dargestellt ist.

Bei der vorliegenden Ausführungsform soll der Begriff "Molyb­ dän, dessen Reinheit 99,95% oder mehr beträgt" bedeuten, daß der Prozentsatz an Verunreinigungen (einschließlich Zusatz­ stoffen) mit Ausnahme von Molybdän weniger als 0,05% beträgt.

Zwar ist das jeweilige Verfahren, um den Innendruck des Glas­ rohrs 4 auf "ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger" zu bringen, gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf ein spezifisches Verfahren eingeschränkt, jedoch können folgende Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Verfahren einge­ setzt werden, bei welchem das Glasrohr von einem seiner End­ abschnitte aus evakuiert wird, wobei dessen anderer Endab­ schnitt abgedichtet wird ("Abdichtung" soll bedeuten, daß der andere Endabschnitt des Glasrohrs durch Wärmeeinwirkung ver­ schlossen wird), oder es kann ein Verfahren zum Evakuieren des Glasrohrs von dessen einem Endabschnitt aus verwendet werden, wobei der andere Endabschnitt des Glasrohrs mit ei­ nem anderen Teil verschlossen wird.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Bogenentladungsrohrs gemäß der vorliegenden Erfindung erfährt eine erste Molyb­ dänfolie eine Quetschabdichtung nicht nur dadurch, daß die Molybdänfolie an einen vorbestimmten Ort innerhalb des Glas­ rohrs eingeführt wird, sondern auch dadurch, daß der Innen­ druck innerhalb des Glasrohrs auf einem Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gehalten wird (oder dadurch, daß der Innendruck des Glasrohrs 4 zunächst auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder we­ niger gebracht wird, und dann auf einen niedrigen Druck von 760 Torr oder weniger dadurch gebracht wird, daß ein Inertgas abgedichtet in dem Glasrohr 4 gehalten wird). Gemäß der vor­ liegenden Erfindung wird die vorbestimmte Position dadurch festgelegt, daß die Molybdänfolie an einen Ort in der Nähe des kugelförmigen Abschnitts 4a des Glasrohrs 4 gebracht wird, an welchem sich die Molybdänfolie im wesentlichen im Zentrum des durch eine Quetschabdichtung abgedichteten Abschnitts ge­ halten wird, nachdem die Quetschabdichtung durchgeführt wurde. Die Sauerstoffkonzentration innerhalb des Glasrohrs kann da­ her auf einen extrem niedrigen Pegel verringert werden, was wiederum dazu beiträgt, die Oxidation der Molybdänfolien zu minimalisieren. Selbst wenn eine Molybdänfolie verwendet wird, die aus einem Molybdänmaterial besteht, dessen Reinheit 99,95% oder mehr beträgt, und deren Dicke so weit verringert ist, daß sie 20 µm oder weniger beträgt, kann daher ein Bruch der Molybdänfolie während eines Quetschabdichtungsvorgangs verhindert werden.

Wenn das Glasrohr aus Quarzglas hergestellt wird, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient klein ist, wird der Unter­ schied zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Molybdänfolie und jenem des Glasrohrs weiter erhöht. In die­ sem Fall ist es daher besonders wirksam, das Bogenentladungs­ rohr-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einzusetzen.

Darüber hinaus wird bei dem Bogenentladungsrohr gemäß der vorliegenden Erfindung ein Paar von Molybdänfolien eingesetzt, die jeweils aus Molybdän bestehen, dessen Reinheit 99,95% oder mehr beträgt, und die jeweils eine Dicke von 20 µm oder weniger aufweisen. Die Tatsache, daß ein derartiges Bogenent­ ladungsrohr ein Paar ungebrochener Molybdänfolien aufweist, bedeutet, daß ein derartiges Bogenentladungsrohr durch das Bogenentladungsrohr-Herstellungsverfahren gemäß der vorlie­ genden Erfindung hergestellt wird. Wenn das Glasrohr aus Quarzglas besteht, wird darüber hinaus deutlich, daß ein der­ artiges Bogenentladungsrohr nicht erhalten werden kann, ohne das Bogenentladungsrohr-Herstellungsverfahren gemäß der vor­ liegenden Erfindung einzusetzen.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachstehend ver­ schiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung be­ schrieben.

Zunächst erfolgt die Beschreibung einer ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Gesamtvorgang eines Bogenent­ ladungs-Herstellungsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird ein Bogenentladungsrohr 2 durch fünf Vorgänge (1) bis (5) hergestellt. Über diese Vorgänge wird ein Enderzeugnis (6) erhalten.

Zwar wurde der Aufbau des fertigen Bogenentladungsrohrs 2 bereits in dem voranstehenden Abschnitt der Beschreibung ge­ schildert, jedoch werden nachstehend weitere Einzelheiten angegeben. Das Bogenentladungsrohr 2 ist so ausgelegt, daß zwei Leitungen 10 mit einer (nicht dargestellten) Stromver­ sorgungsschaltung verbunden sind. Wenn daher eine Hochspan­ nung über ein Paar von Elektrodenstangen 8 angelegt wird, tritt zwischen den beiden Elektrodenstangen 8 eine Entladung auf, so daß Licht erzeugt wird. Um eine derartige, durch ei­ ne Entladung hervorgerufene Lichtaussendung zur Verfügung zu stellen, sind abgedichtet Xenongas und Chemikalien wie beispielsweise Quecksilber oder ein Metallhalogenid abgedich­ tet innerhalb eines kugelförmigen Abschnitts 4a eines Glas­ rohrs 4 vorgesehen. Das Bogenentladungsrohr 2, welches gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt werden soll, weist ein Glasrohr auf, das aus Quarzglas besteht, sowie Molybdänfolien 12, die aus reinem Molybdän bestehen (dessen Reinheit 99,95% oder mehr beträgt), und deren Dicke 19 µm beträgt.

In Fig. 1 wird bei dem ersten Glasausformungsvorgang (1) der kugelförmige Abschnitt 4a dadurch ausgebildet, daß zuerst der mittlere Abschnitt des Glasrohrs 4 durch Brenner 28 er­ wärmt wird, während ,das Glasrohr 4 so gedreht wird, daß bei­ de Endabschnitte des Glasrohrs 4 (welches in diesem Zustand immer noch ein zylindrisches Rohr ist) durch ein Paar von Zufuhr- und Ausstoßköpfen 26 gehaltert wird, an welchen je­ weils ein O-Ring 24 befestigt ist, und dann Formen 30 gegen den mittleren Abschnitt gedrückt werden, während Luft unter hohem Druck in das Glasrohr 4 von beiden Zufuhr- und Ausstoß­ köpfen 26 eingeblasen wird.

Bei dem ersten Quetschabdichtungsvorgang (2), der den zwei­ ten Verfahrensschritt darstellt, wird eine erste Elektroden­ anordnungseinheit 6 in dem Glasrohr 4 über eine Quetschab­ dichtung abgedichtet. Fig. 2 zeigt schematisch die Schritte bei diesem ersten Quetschabdichtungsvorgang (2).

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der erste Quetschabdich­ tungsvorgang sechs Schritte (a) bis (f) auf.

Im einzelnen wird bei dem Elektrodenanordnungseinstellvor­ gang (a) das Glasrohr 4, welches den Glasformungsschritt (1) durchlaufen hat, nach oben gedreht, und wird der untere Öff­ nungsendabschnitt des Glasrohrs 4 abgedichtet, und darauf­ hin wird die erste Elektrodenanordnungseinheit 6 in das Glas­ rohr 4 unter Verwendung einer Einführungsvorrichtung 32 von dem oberen Öffnungsendabschnitt aus eingeführt, so daß eine Molybdänfolie 12 in der Nähe des kugelförmigen Abschnitts 4a des Glasrohrs 4 angeordnet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Leitung 10 für die Elektrodenanordnungseinheit 6 zick­ zackförmig abgebogen, damit die Elektrodenanordnungseinheit 6 an einem frei wählbaren Ort gehalten werden kann, inner­ halb des Glasrohrs 4, und zwar dadurch, daß die Leitung 10 entlang dem Innenumfang der Wand des Glasrohrs 4 gleiten kann.

Bei dem Evakuierungsvorgang (b) wird dann der Innendruck des Glasrohrs 4 auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger evaku­ iert, durch Entfernen der Luft innerhalb des Glasrohrs 4 un­ ter Verwendung eines Zufuhr- und Ausstoßkopfes 26, nachdem der Zufuhr- und Ausstoßkopf 26 an dem Öffnungsendabschnitt des Glasrohrs 4 angebracht wurde (oder dadurch, daß der In­ nendruck des Glasrohrs 4 auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gebracht wird, und dann auf einen niedrigen Druck von 760 Torr oder weniger dadurch gebracht wird, daß abge­ dichtet ein Inertgas in dem Glasrohr 4 eingeschlossen wird). In dem Abdichtungsschritt (c) wird dann das Glasrohr 4 durch die nahe an dem Öffnungsendabschnitt angeordneten Brenner 28 abgedichtet, wobei der Zustand des voranstehend erwähn­ ten Vakuums (oder niedrigen Drucks) aufrechterhalten wird.

Bei dem Heizvorgang (d), bei welchem das Glasrohr 4 an zwei Positionen eingespannt ist, nämlich einer oberen und unteren Position, unter Verwendung von Einspannvorrichtungen 34, wird dann der die Molybdänfolie 12 des Glasrohrs 4 umgebende Ab­ schnitt durch die Brenner 28 erwärmt. Bei dem Quetschabdich­ tungsvorgang (e) wird dann der Abschnitt des Glasrohrs 4, der durch die Erwärmung erweicht wurde, dadurch durch eine Quetschabdichtung verschlossen, daß dieser Abschnitt in sämt­ lichen Richtungen durch eine Abquetschvorrichtung 22 druck­ beaufschlagt wird. Damit der kugelförmige Abschnitt 4a wäh­ rend der Erwärmung nicht thermisch verformt wird, wird nicht nur eine Wärmeabschirmplatte 36 zwischen den Brennern 28 und dem kugelförmigen Abschnitt 4a eingefügt, sondern wird auch flüssiger Stickstoff aus einer Düse 38 ausgesprüht, die un­ terhalb der Abschirmplatte 36 angeordnet ist, um den kugel­ förmigen Abschnitt 4a zu kühlen. Es wird darauf hingewiesen, daß ein derartiger Kühlvorgang durch Besprühen mit flüssigem Stickstoff dann nicht erforderlich ist, wenn die Abschirm­ wirkung der Wärmeabschirmplatte 36 ausreichend ist.

Im letzten Schritt werden bei einem Glasabschneidevorgang (f) unnötige Abschnitte auf dem oberen und unteren Endabschnitt des Glasrohrs 4 durch Schneidvorrichtungen 40 abgeschnitten.

Dies führt dazu, daß der erste Quetschabdichtungsvorgang (2) fertig ist.

In Fig. 1 werden bei dem Abdichtmaterial-Liefervorgang (3), nachdem das Glasrohr 4, welches den ersten Quetschabdich­ tungsvorgang (2) durchlaufen hat, umgedreht wurde, nicht nur Chemikalien 14 dem kugelförmigen Abschnitt 4a von dem noch nicht durch eine Quetschdichtung verschlossenen oberen Öff­ nungsendabschnitt des Glasrohrs 4 zugeführt, sondern wird auch die zweite Elektrodenanordnung 6 in das Glasrohr 4 ein­ geführt, um hierdurch eine Molybdänfolie 12 nahe an dem kugelförmigen Abschnitt 4a innerhalb des Glasrohrs 4 anzu­ ordnen.

In dem Vorgang (4) zum Abdichten des Startergases und zum temporären Abdichten wird dann, nachdem nicht nur die Luft innerhalb des Glasrohrs 4 entfernt wurde, wobei der Zufuhr- und Ausstoßkopf 26 am Öffnungsendabschnitt des Glasrohrs 4 angebracht ist, sondern auch Xenongas in das Glasrohr 4 ein­ gefüllt wurde, das Glasrohr 4 mit den nahe am Öffnungsend­ abschnitt angeordneten Brennern 28 abgedichtet.

Bei dem zweiten Quetschabdichtungsvorgang (5) wird die zwei­ te Elektrodenanordnungseinheit 6 durch eine Quetschabdich­ tung in dem Glasrohr 4 angebracht. Im einzelnen wird der die Molybdänfolie 12 des Glasrohrs 4 umgebende Abschnitt durch die Brenner 28 erwärmt, wobei das Glasrohr 4 durch die Ein­ spannvorrichtungen 34 an zwei Positionen eingespannt wird, einer oberen und einer unteren Position. Dann wird der Ab­ schnitt des Glasrohrs 4, der durch Erwärmung erweicht wurde, dadurch durch eine Quetschdichtung verschlossen, daß dieser Abschnitt in allen Richtungen durch die Quetschvorrichtung 22 beaufschlagt wird. Damit der kugelförmige Abschnitt 4a während des Heizvorgangs nicht thermisch verformt wird, wird nicht nur die Wärmeabschirmplatte 36 zwischen den Brennern 28 und dem kugelförmigen Abschnitt 4a angeordnet, sondern wird auch flüssiger Stickstoff von der Düse 38 ausgesprüht, die unterhalb der Abschirmplatte 36 angeordnet ist, um den kugelförmigen Abschnitt 4a zu kühlen. Es wird darauf hinge­ wiesen, daß anders als bei dem ersten Quetschabdichtungsvor­ gang (2) selbst dann, wenn die Abschirmwirkung der Wärmeab­ schirmplatte 36 ausreichend ist, die Kühlung durch das Auf­ sprühen flüssigen Stickstoffs eingesetzt werden sollte, um einen Bruch des Glasrohrs 4 infolge einer Ausdehnung des Xenongases zu verhindern, welches in dem Glasrohr 4 einge­ schlossen wurde.

Unnötige Abschnitte am oberen Teil des Glasrohrs 4, an wel­ chem beide Elektrodenanordnungseinheiten 6 durch Quetschdich­ tung auf die voranstehend geschilderte Weise angebracht wur­ den, werden weggeschnitten. Dies führt dazu, daß das Ender­ zeugnis des Bogenentladungsrohrs 2 erhalten wird, welches in (6) gezeigt ist.

Wie voranstehend im einzelnen erläutert wird bei dem Bogen­ entladungsrohr-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Elektrodenanordnungseinheit 6 mit einer Quetschabdichtung versehen, wobei nicht nur die Molyb­ dänfolie 12 an einem vorbestimmten Ort innerhalb des Glas­ rohrs 4 eingeführt wird, sondern auch der Innendruck des Glasrohrs 4 auf einem Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gehal­ ten wird (oder der Innendruck des Glasrohrs 4 einmal auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gebracht wird, und darauf­ hin auf einen niedrigen Druck von 760 Torr oder weniger ge­ bracht wird, daß ein Inertgas in dem Glasrohr 4 dichtend ab­ geschlossen wird). Daher kann die Sauerstoffkonzentration innerhalb des Glasrohrs 4 auf ein extrem niedriges Niveau verringert werden, was wiederum dazu beiträgt, die Oxidation der Molybdänfolie 12 auf ein Minimum zu beschränken.

Dies führt dazu, daß ein Bruch der Molybdänfolie 12 während eines Quetschabdichtungsvorgangs verhindert werden kann, und zwar trotz der Tatsache, daß die Molybdänfolie 12 des Bogen­ entladungsrohrs 2, welches bei der vorliegenden Ausführungs­ form hergestellt werden soll, aus reinem Molybdän besteht, mit einer Dicke von 19 µm, und daß das Glasrohr 4 aus Quarz­ glas hergestellt wird, welches einen kleinen linearen Ausdeh­ nungskoeffizienten aufweist (so daß der Unterschied zwischen der Wärmeausdehnung des Glasrohrs 4 und jener der Molybdän­ folie 12 extrem groß ist).

Fig. 3 zeigt die Ergebnisse von Versuchen, die zu dem Zweck durchgeführt wurden, um den Anteil an Röhren zu überprüfen, die in bezug auf einen Bruch der Molybdänfolie 12 Fehler auf­ wiesen, während des Quetschabdichtungsvorgangs, und zwar in bezug auf die Dicke der Molybdänfolie 12.

Wenn der Quetschabdichtungsvorgang so durchgeführt wird, daß ein Inertgas in das Glasrohr 4 eingefüllt wird, wie bei der konventionellen Ausführungsform, steigt der Fehlerpro­ zentsatz radikal mit abnehmender Dicke der Molybdänfolie 12 an, wie durch die gestrichelte Linie B dargestellt ist, so daß der Fehlerprozentsatz einen Wert von 50% bei einer Dicke von 20 µm oder weniger überschreitet. Wird andererseits der Quetschabdichtungsvorgang so durchgeführt, daß der Innendruck des Glasrohrs 4 auf einem Vakuum gehalten wird (oder auf ei­ nem niedrigen Druck, durch Abdichtung eines Inertgases in dem Glasrohr 4, nachdem das Glasrohr 4 evakuiert wurde), wie bei der vorliegenden Ausführungsform, so bleibt der Fehler­ prozentsatz auf dem Niveau von 0%, selbst wenn die Dicke der Molybdänfolie 12 auf 20 µm oder weniger verringert wird, wie durch die durchgezogene Linie A angegeben ist.

Der Grund dafür, daß der Innendruck des Glasrohrs 4 auf ei­ nem Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gehalten wird (oder der Innendruck des Glasrohrs 4 zunächst auf einen Wert von 0,5 Torr oder weniger gebracht wird, und daraufhin auf einen niedrigen Druck von 760 Torr oder weniger gebracht und dort gehalten wird, daß ein Inertgas in dem Glasrohr 4 abgedich­ tet eingeschlossen wird), bei der vorliegenden Ausführungs­ form, liegt an folgendem. Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ha­ ben Versuche ergeben, die zur Überprüfung des Anteils fehler­ hafter Erzeugnisse in bezug auf einen Bruch der Molybdänfolie 12 während eines Quetschabdichtungsvorgangs durchgeführt wur­ den, wobei die Dicke der Molybdänfolie 12 auf 20 µm einge­ stellt wurde, verschwand ein Bruch der Folie bei einem Vakuum von 0,5 Torr oder weniger.

Tabelle 1

Bedingungen für den Bruch der Molybdänfolie während des Quetschabdichtungsvorgangs

Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht nur eine Oxidation der Molybdänfolie 12 minimalisiert wer­ den, sondern auch eine Oxidation der Elektrodenstange 8. Dies führt dazu, daß der nachstehend erläuterte, nicht zufrieden­ stellende Zustand wirksam verhindert werden kann, der bei der konventionellen Ausführungsform auftrat. Bei der konventio­ nellen Ausführungsform reagiert freier Sauerstoff in dem kugelförmigen Abschnitt 4a des Bogenentladungsrohrs 2, der von den Oxiden herrührt, die auf der Oberfläche der Elektro­ denstange 8 übrig bleiben, mit Quecksilber oder Metallhalo­ genid innerhalb des kugelförmigen Abschnitts 4a, so daß das Reaktionsgleichgewicht gestört wird, das innerhalb des kugel­ förmigen Abschnitts 4a vorhanden sein sollte, und der kugel­ förmige Abschnitt 4a geschwärzt oder entglast wird. Ein der­ artiger ungewünschter Zustand kann wirksam verhindert werden. Dies führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer (insbesonde­ re des Leuchtdichte-Aufrechterhaltungsfaktors).

Fig. 4 zeigt schematisch das Ergebnis eines Versuchs, der zur Überprüfung des Leuchtdichte-Aufrechterhaltungsfaktors durchgeführt wurde, wenn das Bogenentladungsrohr 2 durch­ gehend leuchtet.

Wenn der Quetschabdichtungsvorgang wie bei der konventionel­ len Ausführungsform so durchgeführt wird, daß ein Inertgas in das Glasrohr 4 eingeführt wird, ist die Verringerung des Leuchtdichte-Aufrechterhaltungsfaktors so erheblich, daß der Leuchtdichte-Aufrechterhaltungsfaktor nach 1000 Stunden auf etwa 80% verringert wird, wie durch die gestrichelte Linie B angedeutet ist. Wenn jedoch der Quetschabdichtungsvorgang so durchgeführt wird, daß der Innendruck des Glasrohrs 4 auf einem Vakuum gehalten wird, wie bei der vorliegenden Erfin­ dung, so ist die Verringerung des Leuchtdichte-Aufrechterhal­ tungsfaktors geringfügig, so daß der Leuchtdichte-Aufrecht­ erhaltungsfaktor selbst dann auf einem Niveau von 90% bleibt, nachdem 2000 Stunden verstrichen sind, wie durch die durch­ gezogene Linie A angedeutet ist.

Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschildert.

Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform nur in bezug auf den ersten Quetschabdichtungsvorgang (2).

Fig. 5 zeigt schematisch den ersten Quetschabdichtungsvor­ gang (2) bei der vorliegenden Ausführungsform. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, umfaßt der erste Quetschabdichtungsvorgang vier Schritte (a) bis (d).

Bei dem Elektrodenanordnungs-Zusammenbauvorgang (a) wird, nachdem das Glasrohr 4, welches den Glasausformungsvorgang (1) durchlaufen hat, umgedreht wurde, und der untere Öffnungs­ endabschnitt des Glasrohrs 4 abgedichtet wurde, eine erste Elektrodenanordnungseinheit 6 in das Glasrohr 4 eingeführt, unter Verwendung der Einführungsvorrichtung 32, von dem obe­ ren Öffnungsendabschnitt aus, so daß eine Molybdänfolie 12 nahe an dem kugelförmigen Abschnitt 4a des Glasrohrs 4 ange­ bracht wird.

Bei dem Ausstoßvorgang (b) wird dann nicht nur eine Abdicht­ kappe 42 an dem oberen Öffnungsendabschnitt des Glasrohrs 4 angebracht, sondern wird auch der Zufuhr- und Ausstoßkopf 26 an dem unteren Öffnungsendabschnitt des Glasrohrs 4 ange­ bracht, und wird daraufhin der Innendruck des Glasrohrs 4 auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gebracht, durch Ent­ fernen der Luft aus dem Glasrohr 4 unter Verwendung des Zu­ fuhr- und Ausstoßkopfes 26, nachdem der Zufuhr- und Ausstoß­ kopf 26 an dem Öffnungsendabschnitt des Glasrohrs 4 angebracht wurde (oder es wird der Innendruck des Glasrohrs 4 zunächst auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger evakuiert, und dann auf einen niedrigen Druck von 760 Torr oder weniger gebracht und auf diesem gehalten, daß abgedichtet ein Inertgas in dem Glasrohr 4 gehalten wird). Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß zusätzlich ein O-Ring 24 an der Abdichtkappe 42 angebracht ist, um die Dichteigenschaften sicherzustellen.

Dann wird in dem Erwärmungsschritt (c) der die Molybdänfolie 12 umgebende Abschnitt des Glasrohrs 4 durch die Brenner 28 erwärmt, und dann in dem Quetschabdichtungsschritt (d) jener Abschnitt des Glasrohrs 4, der durch Erwärmung erweicht wurde, mit einer Quetschabdichtung versehen, indem dieser Abschnitt in sämtlichen Richtungen durch die Quetschvorrichtung 22 be­ aufschlagt wird. Auf ähnliche Weise wie bei der ersten Aus­ führungsform wird die Wärmeabschirmplatte 36 dazwischen ange­ ordnet, und wird flüssiger Stickstoff aus der Düse 28 ausge­ sprüht, so weit dies während der Erwärmung erforderlich ist.

Im letzten Schritt werden die Abdichtkappe 42 und der Zufuhr- und Ausstoßkopf 26 von dem Glasrohr 4 entfernt, so daß der erste Quetschabdichtungsschritt (2) beendet ist.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, die erste Elektrodenanord­ nungseinheit 6 mit einer Quetschabdichtung versehen, wobei nicht nur die Molybdänfolie 12 der ersten Elektrodenanord­ nungseinheit 6 an einen vorbestimmten Ort in dem Glasrohr 4 eingeführt wird, sondern auch der Innendruck des Glasrohrs 4 auf einem Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gehalten wird (oder der Innendruck des Glasrohrs 4 einmal auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gebracht wird, und dann auf einen niedrigen Druck von 760 Torr oder weniger gebracht und gehal­ ten wird, daß ein Inertgas abgedichtet in dem Glasrohr 4 ent­ halten ist). Daher kann die Sauerstoffkonzentration inner­ halb des Glasrohrs 4 auf ein extrem niedriges Niveau verrin­ gert werden, was wiederum dazu beiträgt, die Oxidation der Molybdänfolie 12 zu minimalisieren.

Bei der vorliegenden Ausführungsform bringt es die Verwendung der Abdichtkappe 42 bei dem ersten Quetschabdichtungsvorgang (2) mit sich, daß es unnötig ist, beide Endabschnitte des Glasrohrs 4 abzudichten, um ein Vakuum in dem Glasrohr 4 zu erzeugen, wie bei der ersten Ausführungsform. Der Abdicht­ vorgang und der Vorgang des Abschneidens beider Endabschnit­ te des abgedichteten Glasrohrs 4 können daher wegfallen, was wiederum dazu beiträgt, den ersten Quetschabdichtungsvorgang (2) zu vereinfachen.

Zwar wurde die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, je­ doch wird Fachleuten auf diesem Gebiet deutlich werden, daß sich verschiedene Änderungen und Modifikationen in dieser Hinsicht vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der vor­ liegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (6)

1. Bogenentladungsrohr, bei welchem ein Paar von Molybdän­ folien mit einer Quetschdichtung auf beiden Seiten eines kugelförmigen Abschnitts eines Glasrohrs vorgesehen ist, wobei jede Molybdänfolie aus Molybdän mit einer Reinheit von 99,95% oder mehr besteht, und jede Molybdänfolie ei­ ne Dicke von 20 µm oder weniger aufweist.

2. Bogenentladungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Glasrohr aus Quarzglas besteht.

3. Verfahren zur Herstellung eines Bogenentladungsrohrs, bei welchem ein Paar von Molybdänfolien durch eine Quetschab­ dichtung auf beiden Seiten eines kugelförmigen Abschnitts eines Glasrohrs angebracht wird, wobei das Verfahren eine nacheinander erfolgende Quetschabdichtung der Molybdän­ folien umfaßt, wobei die erste Molybdänfolie mit einer Quetschabdichtung versehen wird, nachdem sie nicht nur an einen vorbestimm­ ten Ort in dem Glasrohr eingeführt wurde, sondern auch der Innendruck des Glasrohrs auf einem Vakuum von 0,5 Torr oder weniger gehalten wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines Bogenentladungsrohrs, bei welchem ein Paar von Molybdänfolien mittels Quetschabdich­ tung auf beiden Seiten eines kugelförmigen Abschnitts eines Glasrohrs angebracht wird, wobei das Verfahren die nacheinander erfolgende Quetschabdichtung der Molybdän­ folien umfaßt, wobei eine erste Molybdänfolie mit einer Quetschabdich­ tung angebracht wird, nachdem sie nicht nur an einen vor­ bestimmten Ort in dem Glasrohr eingeführt wurde, sondern auch das Glasrohr auf einem Innendruck von 760 Torr da­ durch gehalten wird, daß abgedichtet ein Inertgas in das Glasrohr eingeführt wird, nachdem dieses einmal auf ein Vakuum von 0,5 Torr oder weniger evakuiert wurde.

5. Verfahren zur Herstellung eines Quarzrohrs nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasrohr aus Quarzglas besteht.

6. Verfahren zur Herstellung eines Quarzrohrs nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasrohr aus Quarzglas besteht.