Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen •von Metallhalogenid-Entladungslampen mit keramischem Entladungsgefäß.

Derartige Lampen besitzen üblicherweise ein Entla¬ dungsgefäß aus Quarzglas. In letzter Zeit wurden je¬ doch Anstrengungen unternommen, um bei diesen Lampen die Farbwiedergabe zu verbessern. Die dafür benötigte höhere Betriebstemperatur läßt sich mit einem kerami- sehen Entladungsgefäß realisieren. Typische Leistungs¬ stufen sind 100 - 250 W. Die Enden des rohrformigen Entladungsgefäßes sind üblicherweise mit zylindrischen keramischen Endstopfen verschlossen, in die mittig eine metallische Stromdurchführung eingesetzt ist.

Eine ähnliche Technik wird bei Natriumhochdrucklampen verwendet. Bekannt sind sowohl röhr- als auch stift- förmige Durchführungen aus Niob (GB-PS 1 465 212 und EP-PS 34 113), die mittels Glaslot oder Schmelzkera- mik in einem keramischen Endstopfen eingeschmolzen werden. Ferner ist auch eine direkte, glaslotfreie Einsintertechnik für Niobrohre beschrieben worden (EP-PS 136 505). Die Besonderheit von Natriumhoch- druckentladungsla pen besteht darin, daß die Füllung Natriumamalgam enthält, das häufig in einem Reservoir im Innern eines als Durchführung verwendeten Niobroh- res enthalten ist.

Eine besonders einfache Möglichkeit des Füllens und Evakuierens des Entladungsgefäßes besteht darin, daß eines der beiden Niobrohre eine kleine Öffnung in der Nähe des am Rohr angesetzten Elektrodenschafts im Innern des Entladungsgefäßes besitzt, so daß durch diese Öffnung ein Evakuieren und Füllen des Amalgams und des Inertgases möglich ist (GP-PS 2 072 939). Nach Abschluß des Füllvorgangs wird das außen über¬ stehende Ende des Niobrohres durch eine Quetschung mit anschließender Verschweißung gasdicht verschlos¬ sen. Dabei bleibt jedoch immer die Öffnung in der Nähe des Elektrodenschafts durchgängig, um während des Be¬ triebs eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Entladungsgefäßes und dem als Cold Spot wirkenden Innern des Durchführungsrohrs sicherzustellen.

Eine andere Verschlußtechnik für Natriumhochdrucklam¬ pen ist aus der DE-PS 25 48 732 bekannt. Sie verwen¬ det rohrförmige Durchführungen aus Wolfram, Molybdän oder Rhenium, die in den Stopfen unter Zuhilfenahme eines keramischen zylindrischen Formteils im Innern des Rohrs mittels Schmelzkeramik gasdicht eingeschmol¬ zen werden. Auf das Quetschen des äußeren Rohrendes nach Abschluß des Füllvorgangs muß hier verzichtet werden, weil bekanntlich diese Metalle im Gegensatz zu Niob sehr spröde sind und daher nur schwer bear¬ beitet werden können. Die Verschlußtechniken, die für Niobrohre bekannt sind, können daher nicht ohne wei¬ teres übernommen werden. Statt dessen ist das kerami¬ sche Formteil mit einer axialen Bohrung ausgestattet, die beim Evakuieren und Füllen mit einer Öffnung im Rohr in der Nähe des Elektrodenschafts zusammenwirkt. Nach dem Füllen wird die axiale Bohrung des Formteils mit Schmelzkeramik verschlossen, so daß ein Bearbeiten

des spröden molybdänähnlichen Metalls entfällt. Diese Technik ist jedoch sehr umständlich und daher kosten¬ trächtig und zeitaufwendig.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver¬ fahren zum Herstellen einer Metallhalogenid-Entla- dungslampe mit keramischem Entladungsgefäß anzugeben. Insbesondere soll ein Verfahren zum Evakuieren und Füllen des Entladungsgefäßes bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen fin¬ den sich in den Unteransprüchen.

Bei der Übertragung der bei Natriumhochdrucklampen be¬ kannten Durchführungstechnik auf die erfindungsgemäßen Lampen muß beachtet werden, daß die Halogenide sowohl die Schmelzkeramik als auch die metallische Durchfüh¬ rung angreifen.

Aus diesem Grund ist bei der Verwendung von Niob oder niobähnlichen Metallen (z.B. Tantal) darauf zu achten, daß die Durchführung geeignet gegen die aggressiven Füllstoffe abgeschirmt ist. Bei der Verwendung von Mo- lybdän oder molybdänähnlichen Metallen (z.B. Wolfram, Rhenium) ist dieses Problem nicht vorhanden, da diese Materialien erheblich korrosionsbeständiger sind, wes¬ halb in bestimmten Ausführungsformen der Durchführung Molybdän als Material bevorzugt ist. Dies gilt haupt- sächlich für rohrförmige Durchführungen, während bei stiftförmigen Durchführungen keine wesentlichen Vor¬ teile entstehen.

Die konkrete Form der gasdichten Abdichtung der Durch¬ führung im Ende des Entladungsgefäßes, z.B. mittels eines im wesentlichen keramischen Stopfens ^' oder auch mittels einer metallischen Abdeckkappe (DE-OS 30 12 322) ist für die vorliegende Erfindung von un- - tergeordneter Bedeutung. Sie kann z.B. mittels Glaslot bzw. Schmelzkeramik oder auch mittels direkter Einsin- terung erfolgen.

Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für niob- als auch molybdänähnliche Durchführungen geeig¬ net ist, entfaltet es bei mehreren Ausführungsformen seinen besonderen Wert für molybdänähnliche Materia¬ lien, da es eine Beanspruchung des Materials hinsicht- lieh Duktilität vermeidet. Die vorliegende Anmeldung befaßt sich daher insbesondere mit dem Problem, wie spröde Durchführungen bearbeitet werden können und wie das Evakuieren und Füllen eines Entladungsgefäßes so gestaltet werden kann, daß auch spröde molybdänähn- liehe Materialien verwendet werden können.

Eine für Natriumhochdrucklampen bekannte Abdichtungs¬ technik (DE-OS 40 37 721.-Artikel 54(3)) besteht darin, das erste Ende des Entladungsge ^' fäßes zu verschließen, anschließend in einer Glovebox das Entladungsvolumen durch das zweite, noch offene Ende zu evakuieren und mit der Füllung zu versehen. Danach wird das zweite Ende mit einem Elektrodensystem bestückt und durch Erwärmen verschlossen, wobei das erste Ende gekühlt werden muß, um ein Entweichen der Füllung zu verhin¬ dern. Dieses Verfahren ist jedoch ziemlich umständ¬ lich und zeit- _M und kostenintensiv, weil die beiden Enden zu verschiedenen Zeitpunkten abgedichtet, werden und außerdem eine Glovebox benötigt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich demgegen¬ über dadurch aus, daß beide Enden des keramischen Ent¬ ladungsgefäßes mit Elektrodensystemen bestückt werden, die anschließend durch Erwärmen abgedichtet werden, sei es durch Schmelzen einer Schmelzkeramik oder durch direktes Einsintern. Als Elektrodensystem wird im fol¬ genden jeweils eine vormontierte Baueinheit verstan¬ den, die aus der Elektrode (Schaft und Spitze) be¬ steht, die an der Durchführung befestigt ist, z.B. durch Stumpfschweißen, wobei die Durchführung selbst in das Mittel zum Abdichten (üblicherweise ein kera¬ mischer Endstopfen) eingesetzt ist. Die Durchführung kann u.U. an einer oder beiden Seiten des Stopfens vertieft eingesetzt sein, wobei zusätzlich eine äuße- re elektrische Zuleitung an der Durchführung befestigt sein kann. Die Durchführung kann auch selbst die Auf¬ gabe des Abdichtmittels übernehmen.

Beim Erwärmen wird nun das eine Ende, das als Blind¬ ende ausgeführt ist, vollständig abgedichtet. Die dort verwendete Art der Durchführung ist für die vor¬ liegende Erfindung unwesentlich.. Das andere Ende wird ebenfalls weitgehend abgedichtet, jedoch nur soweit, daß es noch als Pumpende dienen kann, indem hier zu- nächst eine zusätzliche Füllbohrung frei gelassen wird, die das Entladungsvolumen mit dem in einer Glovebox angeordneten Außenraum verbindet; die Boh¬ rung kann evtl. auch direkt über eine Kupplung mit Zuleitungen zum Evakuieren und/oder Füllen verbunden sein. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, daß die Küh¬ lung des Blindendes beim Abdichten der Füllbohrung weitgehend entfallen und somit die Baulänge der Lampe erheblich verkürzt werden kann. Der Energieaufwand für das Verschließen der Füllbohrung beträgt nämlich

nur noch einen Bruchteil der für die Abdichtung des Elektrodensystems benötigten Wärmezufuhr.

Dabei kann die Bohrung in einer ersten Ausführungsform in der Seitenwand des Entladungsgefäßes selbst oder in einer zweiten und dritten Ausführungsform im Elektro¬ densystem (Abdichtmittel bzw. Durchführung) angebracht sein.

Der Vorteil der ersten Ausführungsform ist, daß im Be¬ trieb- der Lampe die thermische Belastung im Bereich der Seitenwand deutlich geringer als im Bereich des Elektrodensystems ist, so daß zum Abdichten eine ein¬ fache Schmelzkeramik (oder auch Glaslot) verwendet werden kann. Die Durchführung an diesem Ende kann da¬ bei stift- oder rohrförmig sein.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Bohrung im Abdichtmittel außerhalb der Lampenachse angebracht. Diese Konstellation ist besonders günstig bei einer stiftförmigen Durchführung sowie bei einem Stopfen aus Cermet, wobei zum Abdichten eine möglichst hoch- schmelzende Schmelzkeramik zu verwenden ist. Sie kann aber auch bei einer rohrförmigen Durchführung ange- wendet werden.

Eine besonders elegante Lösung wird durch die dritte Ausführungsform erzielt. Dabei ist die Durchführung rohrförmig und die Füllbohrung befindet sich in der Nähe des Elektrodenschafts in einem Teil der Durch¬ führung, der dem Entladungsvolumen zugewandt ist. Die Bohrung verbindet das Entladungsvolumen mit dem Innern der rohrförmigen Durchführung. Sie befindet sich ent¬ weder in der Seitenwand des Rohrs oder am Rohrende.

Letztere Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil feste Füllungsbestandteile das senkrecht ausgerichtete Rohr einschließlich der Füllbohrung durch die Schwer¬ kraftwirkung besonders leicht passieren können und das nachträgliche Verschließen erleichtert wird.

^• In allen Ausführungsformen dient die Füllbohrung da¬ zu, das Entladungsvolumen zu evakuieren und zu füllen, wobei sowohl das Inertgas als auch das oder die Me- tallhalogenide und evtl. Metall im Überschuß, die je¬ weils in fester Form vorliegen (Metallhalogenide als Preßkörper, Metall als Drahtstück oder Folie), durch die Bohrung in das Entladungsvolumen eingebracht wer¬ den. Anschließend wird die Bohrung mittelbar oder un- mittelbar durch Erwärmen verschlosen, Dabei ist zu be¬ achten, daß die Füllbohrung, wenn sie in keramischem Material angebracht ist, insbesondere in der Seiten¬ wand oder im meist keramischen Abdichtmittel, langsam und großflächig aufgeheizt werden muß, z.B. mittels eines Gasbrenners oder eines aufgeweiteten Laser¬ strahls, da sich sonst Sprünge in der Keramik bilden würden.

Besonders vorteilhaft in dieser Hinsicht ist die drit- te Ausführungsform, nämlich eine rohrförmige Durchfüh¬ rung mit einer Bohrung in der Nähe des Elektroden¬ schafts. Wenn sich die Bohrung in metallischem statt keramischem Material befindet, kann sie erheblich schneller und außerdem punktförmig aufgeheizt werden, so daß auf eine Kühlung des Blindendes vollständig verzichtet und die Baulänge der Lampe besonders kurz gewählt werden kann.

Besonders geeignet für das Aufheizen und Verschließen ist der fokussierte Strahl eines Lasers, der in das Rohr eingefädelt wird; insbesondere eignet sich ein Nd-YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1,06 μm. Das Aufheizen mittels Laser kann auch durch die Wandung des Entladüngsgefäßes erfolgen, da dessen transluzen- tes Keramikmaterial die 1,06 μm-Strahlung nicht ab¬ sorbiert.

Auf diese Weise kann die Herstellung erheblich verein¬ facht werden, -da weniger Zeit und Energie zum Abdich¬ ten der Bohrung benötigt wird. Die Abdichtung erfolgt dabei entweder durch ein vorher eingefülltes hoch¬ schmelzendes (vorteilhaft erst bei mehr als 1700°C schmelzendes) Metallot oder auch durch Aufschmelzen des Rohrmaterials selbst. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist das Verschließen durch mittelbares Erwärmen, indem ein dem Innendurchmesser des Rohrs an¬ gepaßter Füllstab, dessen Länge etwa der Länge des Rohrs entspricht, in das Rohr eingeführt wird und mit dem entladungsfernen Ende des Rohrs verschweißt wird. Der Vorteil dieser Anordnung ist die besonders zuver¬ lässige Abdichtung und die leichte Zugänglichkeit zur Schweißstelle, wodurch die Notwendigkeit des Einfä- delns eines Laserstrahls entfällt und die Qualität der erzielten Abdichtung besser überwacht werden kann. Dem steht der hohe Materialaufwand durch den massiven Füllstab gegenüber. Dieser wird benötigt, um das im Gegensatz zu Natriumhochdrucklampen bei Metallhaloge- nidla pen unerwünschte Totvolumen des Rohrs zu besei¬ tigen. In den anderen Ausführungsformen des Verfah¬ rens, bei denen die Füllbohrung selbst verschlossen wird, ist dieses Totvolumen automatisch beseitigt.

Bei der Herstellung des Elektrodensystems kann sich die Sprödigkeit eines molybdänähnlichen Durchführungs¬ materials besonders unangenehm bemerkbar machen. Als kritischer Schritt muß dabei vor allem die Befestigung der Elektrode an der Durchführung angesehen werden. Die vom niobähnlichen Durchführungsmaterial her be¬ kannte Technik, den Elektrodenschaft am Ende der Durchführung stumpf anzuschweißen, ist auch bei molyb¬ dänähnlichem Material vorteilhaft, wenn als Durchfüh- rung ein massiver Stift verwendet wird. Bei der Ver¬ wendung von rohrförmigen Durchführungen tritt jedoch das Problem auf, daß bei molybdänähnlichem Material nur beidseitig offene Rohre als Halbware verfügbar sind. Wegen der Sprödigkeit des Materials ist es bis- her nicht möglich, einseitig verschlossene einteilige Rohre herzustellen, wie dies bei der Verwendung von Niob üblich ist.

Statt dessen werden hier mehrere alternative Verfahren vorgeschlagen. Eine erste Möglichkeit besteht darin, den Elektrodenschaft, dessen Durchmesser erheblich kleiner als der des Molybdänrohrs ist, mittels einer Lehre zentriert in ein Ende des Rohrs einzuführen, dann das Rohr oder zumindest dessen den Schaft umge- bendes Ende auf etwa 400°C zu erhitzen, und anschlies- send das erhitzte und dadurch duktil gewordene Molyb¬ dänrohr um den Elektrodenschaft herum zu quetschen und evtl. durch eine Punktschweißung mechanisch zu fixie¬ ren. Die Abdichtung erfolgt durch eine Schweißtechnik, insbesondere indem eine Wärmequelle, insbesondere ein Laserstrahl, auf die Quetschung gerichtet wird. Be¬ sonders vorteilhaft ist der Laserstrahl fokussiert auf einen Punkt der Quetschung gerichtet, während das Rohr um seine eigene Achse rotiert. Anschließend wird

seitlich in der Rohrwand in der Nähe des Elektroden¬ schafts, z.B. durch einen einzigen Laserimpuls unter schrägem Einfall, die Füllbohrung geschaffen. Typisch handelt es sich dabei um ein 0,6 bis 0,8 mm großes Loch. Diese Technik ist sehr einfach und zuverlässig. Allerdings ist das Verschließen der Füllbohrung dann relativ aufwendig, da diese deutlich oberhalb des Scha tendes sitzt und deshalb eine größere Menge Me- tallot verwendet werden muß, um das Innenvolumen des Rohrs bis hin zur Füllbohrung aufzufüllen.

Eine Modifikation dieser Technik sieht vor, daß gleichzeitig mit dem Elektrodenschaft mittels einer Lehre ein parallel dazu angeordneter Platzhalter für die Bohrung in das Ende des Molybdänrohrs eingeführt wird. Nachdem das Rohr durch Erhitzen auf 400°C duk¬ til gemacht worden ist, wird das Rohrende um den Elek¬ trodenschaft und gleichzeitig um den Platzhalter für die Bohrung (z.B. ein Stift oder kurzes Rohrstück) herumgequetscht und der Schaft fixiert. Dann wird der Platzhalter entfernt, so daß die Bohrung entsteht. Beim Abdichten der Quetschung wird bei dieser Modifi¬ kation auf ein Drehen der Baueinheit verzichtet und nur ein Teil der Quetschung aufgeschmolzen, der von der Bohrung entfernt liegt. Bei dieser Technik kann ein Herstellschritt (separates Herstellen der Bohrung) eingespart werden. Die Bohrung befindet sich außerdem am Ende des Rohrs in der Nähe der Achse, so daß das spätere Verschließen nach dem Füllvorgang erheblich erleichtert wird. Zum einen kann die Bohrung besser mit dem Laserstrahl anvisiert werden, zum zweiten ist die Abdichtung zuverlässiger, weil das Metallot, das durch die Laser-Erwärmung schmilzt, unter dem Einfluß der Schwerkraft automatisch in die Füllbohrung hinein-

läuft und dort durch die Kapillarwirkung des nur 0,6 bis 0,8 mm großen Lochs zuverlässig gehalten wird. Außerdem ist nur eine geringe Menge Metallot, vergli¬ chen mit einem seitlichen Loch, nötig.

Bei einer dritten Variante kann das Rohrende selbst als Füllbohrung dienen; auf ein Quetschen wird ver¬ zichtet. In einer ersten Ausführungsform dieser Va¬ riante erfolgt die Anpassung des Durchmessers des Elektrodenschafts an den des Molybdänrohrs dadurch, daß das Elektrodenschaftende zurückgeschmolzen wird- und dadurch verkugelt. Der Durchmesser des kugeligen Schaftendes, der durch die Länge der zurückgeschmol¬ zenen Strecke des Schafts bestimmt ist, wird so ge- wählt, daß er dem Innendurchmesser des Rohrs in etwa angepaßt ist. Erst dann wird das verkugelte Schaftende in das Rohr eingeführt, mechanisch fixiert (durch Punktschweißen) und das Rohrende mit dem Schaft ver¬ schweißt und dadurch abgedichtet. Dies kann wiederum durch Laserschweißen erfolgen, indem ein fokussierter Laserstrahl auf das Rohrende gerichtet wird und die Baueinheit aus Schaft und Rohr um ihre Achse rotiert. Anschließend kann wieder eine seitliche Füllbohrung geschaffen werden, in dem z.B. mechanisch ein Loch er- zeugt oder ein Laser von außen auf die Rohrwand in der Nähe des Rohrendes gerichtet wird. Diese Lösung schien ursprünglich daran zu scheitern, daß beim naheliegen¬ den senkrechten Auftreffen des Lasers auf der Rohr¬ wand -rechtwinklig zur Rohrachse und diese schneidend- der Ausschuß infolge gleichzeitiger Durchbohrung der hinteren Wand sehr hoch war. Das Verschließen einer derartigen Doppelbohrung wäre nicht wirtschaftlich. Statt dessen wird der Laser schräg auf die Rohrwand gerichtet, wodurch eine zweite Bohrung vermieden wird.

Man kann auch den Laser rechtwinklig zur Rohrachse, jedoch dazu seitlich versetzt, einfallen lassen und so einen Querschlitz schneiden.

In einer zweiten Ausführungsform dieser Variante wird der Elektrodenschaft zunächst an der Rohrinnenwand an¬ geheftet, wobei eine leichte Verschiebung des Elektro¬ denschafts aus der Lampenachse bewußt in Kauf genommen wird. Die am Rohrende verbleibende Öffnung wird als Füllbohrung verwendet. Anschließend wird das Molybdän¬ rohr -einschließlich der Füllbohrung durch einen Füll¬ stab verschlossen, der zweckmäßig eine Aussparung für den Elektrodenschaft besitzt. Der Füllstab wird am entladungsfernen Ende mit dem Rohr, wie bereits be- schrieben, verbunden.

Diese Ausführungsform verknüpft die Vorteile der bis¬ her beschriebenen Techniken in besonders vorteilhafter Weise miteinander, weil sowohl die Herstellung einer separaten Füllbohrung als auch das Quetschen des Rohrendes zum Halten des Elektrodenschafts auf ele¬ gante Art und Weise vermieden wird. Auch ein Verku- geln des Elektrodenschafts ist nicht notwendig.

Die beschriebenen Verfahren eignen sich auch für Niob¬ rohre. Beim Que ^' tschvorgang kann dabei jedoch auf ein vorheriges Erwärmen verzichtet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Aus¬ führungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Figur 1 eine Metallhalogenidentladungslampe, teilweise geschnitten

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des

Bereichs des Pumpendes der Lampe, teilweise im Schnitt

Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des

Bereichs des Pumpendes der Lampe, teilweise im Schnitt

Figur 4 und 5 Ausführungsbeispiele für das Ver- schließen einer rohrförmigen Durch¬ führung

Figur 6 bis 8 Ausführungsbeispiele für das Be¬ festigen eines Elektrodenschafts an einer rohrförmigen Durchführung

Figur 9 ein Ausführungsbeispiel des Bereichs des Pumpendes einer Lampe mit Cer- et-Stopfen.

In Figur 1 ist schematisch eine Metallhalogenidentla- dungslampe mit einer Leistung von 150 W dargestellt. Sie besteht aus einem eine Lampenachse definierenden zylindrischen Außenkolben 1 aus Quarzglas, der zwei- seitig gequetscht 2 und gesockelt 3 ist. Das axial angeordnete Entladungsgefäß 4 aus Al ₇ 0,-Keramik ist in der Mitte 5 ausgebaucht und besitzt zylindri¬ sche Enden 6. Es ist mittels zweier Stromzuführungen 7, die mit den Sockelteilen 3 über Folien 8 verbunden sind,im Außenkolben 1 gehaltert. Die Stromzuführungen 7 aus Molybdän sind mit stiftförmigen Durchführungen 9 verschweißt, die jeweils in einem keramischen End¬ stopfen 10 des Entladungsgefäßes direkt, also glaslot- frei , eingesintert sind.

Die beiden Durchführungen 9 aus Niob (oder auch Molyb¬ dän) haltern entladungsseitig jeweils eine Elektrode 11, bestehend aus einem Elektrodenschaft 12 aus Wolfram und einer am entladungsseitigen Ende ausgebil¬ deten kugelförmigen Spitze 13. Die Füllung des Entla¬ dungsgefäßes besteht neben einem inerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeni- den.

In dieser Ausführungsform reicht der Elektrodenschaft 12 _. bis in die axiale Bohrung im Endstopfen 10 hinein, weil die stiftförmige Durchführung 9 in der Bohrung entladungsseitig vertieft eingesetzt ist. Andererseits steht der Stift 9 am äußeren Ende des Endstopfens über und ist direkt mit der Stromzuführung 7 verbunden.

Im Gegensatz zum Blindende 6b ist in der Nähe des Pumpendes 6a eine Füllbohrung 15 angebracht, die nach dem Füllen durch ein Glaslot oder eine Schmelzkeramik 20 verschlossen wird. Eine Möglichkeit zum Erwärmen der zusätzlichen Füllbohrung 15, die mit einer Schmelzkeramikmasse versehen ist, ist die Erhitzung mittels eines in einer speziellen Optik aufgeweiteten Laserstrahls oder auch mittels eines Gasbrenners. Da- bei schmilzt die Masse und wird in der als Kapillare wirkenden Füllbohrung festgehalten und erkaltet dort, wodurch die Abdichtung vervollständigt ist.

In Figur 2 ist der Bereich des Pumpendes 6a des Entla¬ dungsgefäßes im Detail für ein zweites Ausführungsbei¬ spiel gezeigt. Das Entladungsgefäß hat an seinen bei¬ den Enden eine Wandungsdicke von 1,2 mm. Der zylin¬ drische Stopfen 10 aus Al-O,-Keramik, der in das Ende 6 des Entladungsgefäßes eingesetzt ist, hat

einen Außendurchmesser von 3,3 mm bei einer Höhe von 6 mm. In die axiale Bohrung 14 des Stopfens ist als Durchführung ein Niobstift 9 mit einer Länge von 12 mm und einem Durchmesser von 0,6 mm direkt eingesintert. Der Elektrodenschaft 12 (Durchmesser 0,55 mm) ist an den Niobstift 9 stumpf angeschweißt.

Der äußere Abschnitt 16 des Niobstifts ist von einer keramischen Hülse 18 eng umgeben. Zur besseren Halte- rung ist die Bohrung 14 am entladungsfernen Ende 17 des Endstopfnes aufgeweitet. In diesen vergrößerten Bohrungsabschnitt 19 ist die Hülse 18 eingesetzt und wird dadurch fixiert, daß an dieser Stelle ein Glas¬ lot 20 hinzugefügt ist. Die Hülse beugt der Vergrau- ung vor und stabilisiert den Niobstift, der durch das Sintern versprödet.

Die Füllbohrung 24 ist in diesem Fall parallel zur Lampenachse, aber seitlich dazu versetzt, durch den Stopfen 10 hindurchgeführt. Sie wird, wie schon er¬ läutert, mit einer hochschmelzenden Keramik 20 abge¬ dichtet, wenn der Evakuierungs- und Füllvorgang ab¬ geschlossen ist. Das Einschmelzen beim Befestigen der Hülse 18 und das Abdichten der Füllbohrung 24 kann vorteilhaft in einem Schritt erfolgen. Zur Reduzie¬ rung der Schmelzkeramikmenge in der Füllbohrung 24 kann ein A O,-Füllstab in die Füllbohrung 24 eingebracht werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeigt Figur 3. Der Unterschied zu Figur 2 besteht darin, daß der Niobstift 21, der eine Länge von 5 mm bei einem Durch¬ messer von 0,8 mm besitzt, in der Öffnung 14 beidsei- tig versenkt angeordnet ist, so daß auf eine Hülse an

sich verzichtet werden kann. Der Elektrodenschaft 12 aus Wolframdraht besitzt einen Durchmesser von 0,75 mm und eine Länge von 7 mm. Er reicht 0,5 mm tief in die Öffnung 14 hinein. An der entladungsfernen Seite 17 des Endstopfens 10 ist ebenfalls ein Wolframdraht als Verbindungsteil 22 zur äußeren Stromzuführung am Stift 21 stumpf angeschweißt. Das Verbindungsteil 22 besitzt ebenfalls einen Drahtdurchmesser von 0,75 mm; es hat die Länge von 11 mm. Auch die Nahtstelle 23 zwischen Verbindungsteil und Durchführung ist etwa 0,5 mm tief in der axialen Öffnung 14 des Endstopfens angeordnet. Da ein Kontakt zwischen dem Wolframstift 22 und dem Glaslot 20 in der Füllbohrung 24 aufgrund der unter¬ schiedlichen Ausdehnungskoeffizienten vermieden wer- den sollte, was sonst zu Sprüngen in der Keramik füh¬ ren könnte, ist auch hier eine Hülse 18 aus Niob (oder auch aus Keramik), die den Wolframstift 22 vor¬ teilhaft umgibt, da diese beiden Materialien im Gegen¬ satz zu Wolfram oder Molybdän einen an die Schmelzke¬ ramik 20 angepaßten Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Statt der Hülse oder zusätzlich dazu kann als Trenn¬ mittel auch ein am Stopfen 10 angeformter, um den Wolframstift 22 umlaufender Kragen 25 (gestrichelt eingezeichnet) verwendet werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Figur 4a und 4b gezeigt. Am Pumpende 6a ist in den Stopfen 10 ein dünnwandiges Molybdänrohr 26 direkt eingesintert. An seinem entladungsseitigen Ende ist ein Wolframstift als Elektrodenschaft 27 mit Wendelteil 28 einge¬ quetscht und gasdicht verschweißt. In der Nähe des Elektrodenschafts 27 ist in der Seitenwand des Rohrs die Füllbohrung 29 angebracht. Sie wird nach dem Füll¬ vorgang dadurch verschlossen, daß ein metallischer

Lotpreßling 42 (z.B. Titanlot oder eine Mischung aus Ti und Mo oder Zr/Mo) oder ein Drahtabschnitt aus Lotmaterial (z.B. Titan, Zr) das einen Schmelzpunkt von mehr als 1700°C besitzt, in das Rohr 26 eingefüllt wird. Ein feinfokussierter Laserstrahl (Nd-YAG) 30 wird in der Rohrachse in das Rohr gelenkt und erhitzt das Metallot 42 (Figur 4a). Dieses schmilzt und dich¬ tet die als Kapillare wirkende Füllbohrung 29' ab (Figur 4b). Ein derartiges Verfahren ist besonders vorteilhaft, da das Schmelzen des Lots durch eine ge¬ zielte kurzzeitige Erwärmung erreicht wird, so daß bei diesem Ausführungsbeispiel während des Verschlies- sens des Pumpendes 6a auf das Kühlen des Blindendes, in dessen Nähe sich die Füllungsbestandteile befin- den, vollständig verzichtet werden kann und daher die Baulänge derartiger Entladungsgefäße besonders kurz gewählt werden kann.

Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel ist in Figur 5 gezeigt. Es entspricht im wesentlichen der Anordnung gemäß Figur 4, indem auch hier am Pumpende 6a ein dünnwandiges Molybdänrohr 33 in den Stopfen 10 direkt eingesintert ist und ein Wolframstift als Elektroden¬ schaft 32 am Rohrende befestigt ist. Die Füllbohrung 29 in der Seitenwand des Rohrs wird mechanisch ver¬ schlossen, indem ein dem Innendurchmesser des Rohrs 26 angepaßter Füllstab 37 nach dem Evakuieren und Fül¬ len des Entladungsgefäßes in das Rohr 32 eingeführt wird und somit das Totvolumen im Innern des Rohrs aus¬ füllt und dabei auch die Füllbohrung abdeckt. Im Fall eines kugelförmig verdickten Endes 34 des Elektroden¬ schafts kann zur besseren Anpassung das dem Schaft zu¬ gewandte Ende eine konkave Wölbung 38 besitzen.

Der Füllstab 37 aus Molybdän oder Wolfram steht am äußeren Ende des Rohrs 33 über und wird dort mit dem Rohrende gasdicht verschweißt, z.B. mittels Laser¬ schweißen 46 oder mittels eines Gasbrenners. Auch ein bündig mit dem Rohrende abschließender oder darin et¬ was versenkter Füllstab kann verwendet werden.

In Figur 6a bis 6g ist eine erste Möglichkeit darge¬ stellt, eine Elektrode in einem Molybdänrohr zu be¬ festigen. Das Molybdänrohr 26 besitzt beispielsweise einen- Innendurchmesser von 1,3 mm und eine Wandstärke von 0,1 mm, während die Elektrode einen Wolframschaft 27 mit einem Durchmesser von 0,5 mm aufweist. Zunächst wird der Elektrodenschaft 27 zentriert in ein Ende des Molybdänrohrs 26 etwa 1 mm tief eingeführt (Figur 6a). Anschließend wird das Rohr 26 durch Wärmezufuhr auf 400°C erhitzt (Figur 6b), so daß das an sich spröde Material duktil wird. Dies geschieht besonders vor¬ teilhaft dadurch, daß zwei Quetschbacken 44 an das Rohrende 45 herangeführt werden (Pfeil), an die Span¬ nung 43 angelegt, wird, so daß das Rohrende 45 durch den bei der Kontaktierung (gestrichelt dargestellt) der Quetschbacken 44 an dem Rohrende 45 bewirkten Stromdurchgang erhitzt wird. Erst dann wird das er- hitzte Rohrende mittels der Quetschbacken 44 um den Elektrodenschaft 27 herum gequetscht (Figur 6c), wo¬ durch ein länglicher Querschnitt im Bereich des Rohr¬ endes 45 entsteht (Figur 6d) . Der Schaft 27 wird nun durch Punktschweißen im Rohr fixiert (angeheftet). An¬ schließend wird ein Laserstrahl 46 auf das gequetschte Rohrende gerichtet. Unter ständigem Drehen des Rohrs (Pfeil) wird eine Schweißverbindung erzielt, die eine gasdichte Abdichtung schafft (Figur 6f) . Abschließend wird ein Laser 46' schräg auf das Rohr 26 in der Nähe

der Quetschung gerichtet, wobei Rohrachse und Laser¬ strahl in einer Ebene liegen, und durch einen einzi¬ gen Puls die Füllbohrung 24 geschaffen (Figur 6g).

In einer etwas anderen Ausführungsform wird gleich¬ zeitig mit dem Elektrodenschaft (0,5 mm Durchmesser) in einer Lehre ein parallel dazu angeordneter Stift mit 0,6 mm Durchmesser als Platzhalter 30 für die Füllbohrung in das Rohrende eingeführt (in Figur 6b gestrichelt eingezeichnet). Nach dem Erhitzen und

Quetschen des Rohrs (Figur 6b, 6c) wird der Platzhal¬ ter 30 wieder entfernt, so daß neben dem -hier zweck¬ mäßig außerhalb der Rohrachse angebrachten- Elektro¬ denschaft 27 eine Öffnung am Ende 45 des Rohrs 26 ver¬ bleibt, die als Füllbohrung 31 dient (Figur 6e). In der Quetschung wird der Elektrodenschaft 27 angehef¬ tet, ohne daß die Füllbohrung 31 verschlossen wird. Das Anheften kann auch bereits vor dem Entfernen des Platzhalters erfolgen. Der Verfahrensschritt gemäß Figur 6g entfällt in dieser Variante. Auf ein soforti¬ ges Verschweißen wird verzichtet. Statt dessen erfolgt die endgültige Abdichtung nach dem Füllen entweder durch ein Metallot oder durch einen Füllstab (Figur 4 oder 5) .

Eine weitere Möglichkeit, eine Elektrode in einem Mo¬ lybdänrohr zu befestigen, wird anhand von Figur 7a bis 7c erläutert. Zunächst wird (Figur 7a) der Elek¬ trodenschaft 32, dessen Durchmesser wieder erheblich kleiner als der Innendurchmesser des Molybdänrohrs 33 ist, an einem Ende durch Wärmezufuhr so weit zurück¬ geschmolzen, daß ein verkugeltes Ende 34 entsteht, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Mo¬ lybdänrohrs 33 angepaßt ist. Die Länge des zurückge-

schmolzenen Schaftabschnitts 35 bestimmt den Durch¬ messer des verkugelten Endes 34. Dann wird das ver¬ kugelte Ende 34 in das Rohrende eingeführt (Pfeil) und dort angeheftet (z.B. durch Laser- oder Punkt- schweißen). Das Rohrende 45 kann nun wieder, falls ge¬ wünscht, abgedichtet werden, z.B.. durch Laserschweißen 46, wobei vorteilhafterweise das Rohr 33 um seine Achse gemäß Pfeilrichtung rotiert (Figur 7b). Ab¬ schließend wird die Füllbohrung 36' hergestellt, in- dem ein Laser 46' rechtwinklig zur Rohrachse, jedoch seitlich dazu versetzt, auf das Rohrende 45 kurz hin¬ ter der Schweißstelle gerichtet wird und mit einem einzigen Laserpuls ein etwa 0,7 mm breiter Quer¬ schlitz 36' in der Rohrwand erzeugt wird (Figur 7c).

Eine besonders einfache Möglichkeit, eine Elektrode in einem Molybdänrohr zu befestigen, zeigt Figur 8a und 8b. Zunächst wird eine Elektrode 11, mit einem Schaftdurchmesser von 0,5 mm, in das Rohr 26 etwa 0,8 mm tief eingeführt und seitlich am Ende 45 des Rohrs 26, z.B. mittels Laserstrahl 46, angeheftet (in Figur 8a gestrichelt angedeutet). Das Rohr 26 hat einen Innendurchmesser von etwa 1 ,2 mm und eine Wand¬ stärke von typisch 0,2 mm. Nach dem Befestigen des Rohrs 26 im Stopfen 10 und dem Einsintern des gesam¬ ten Elektrodensystems im Pumpende 6a des Entladungs¬ gefäßes zusammen mit dem Verschließen des Blindendes erfolgt das Füllen durch die am Rohrende 45 verblei¬ bende Füllöffnung 31' (Figur 8a).

Nach dem Füllen wird, ähnlich wie in Figur 5, ein Füllstab 37' aus Molybdän in das Rohr 26 eingesetzt (Figur 8b), der eine Aussparung 47 für den Elektroden¬ schaft 27 besitzt. Das Füllrohr 37' ist etwas kürzer

als das Rohr 26, so daß er sehr einfach am entladungs¬ fernen Rohrende, z.B. durch axialen Lasereinfall 46", verschweißt werden kann.

Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn am Blindende die Elektrode spiegelsymmetrisch zum Pumpende versetzt an der Durchführung befestigt ist.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungs- formen beschränkt. Insbesondere sind Merkmale einzel¬ ner Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar. So kann ein Füllstab bei allen Ausführungsbeispielen.ver¬ wendet werden, also auch bei den mit mit einer Quet¬ schung verschlossenen Rohren. In diesem Fall entfällt der Schweißungsschritt am gequetschten Rohrende und außerdem der Schritt des endgültigen Abdichtens am gequetschten Rohrende mittels Metallot. Dies ist mög¬ lich, weil beim Füllen keine Notwendigkeit besteht, daß nur die Füllbohrung als Öffnung vorhanden ist; eine Undichtigkeit am gequetschten Rohrende zu diesem Zeitpunkt ist dafür eher sogar noch vorteilhaft. Die Füllstabtechnik hat den wesentlichen Vorteil, daß die Schweißung am Rohrende hinten erfolgt. Diese Stel¬ le ist zum einen leicht zugänglich, zum anderen ist sie erheblich weniger temperaturbelastet als das vor¬ dere Rohrende, das der Entladung zugewandt ist. Zudem ist eine Schweißverbindung zuverlässiger als eine Löt¬ verbindung.

Außerdem kann beispielsweise das Pumpende mit einer rohrförmigen Durchführung ausgestattet sein, während das Blindende eine stiftförmige Durchführung besitzt. Möglich ist auch die Verwendung eines Cermet-Stopfens, das ist ein keramischer Stopfen, der eine geringe Bei-

mengung eines Metalls enthält, am Blindende.

Im übrigen ist das erfindungsgemäße Herstellverfahren auch für einen Cermet-Stopfen 39 am Pumpende 6a ge- eignet. Dabei kann bekanntlich (z.B. EP-PA 272 930). auf eine separate Durchführung verzichtet werden, da das Cermet selbst leitend ist (Figur 9). Der in der Lampenachse ausgerichtete Elektrodenschaft 40 sitzt direkt im die Aufgabe der Durchführung wahrnehmenden Cermet-Stopfen 39, während am äußeren Ende eine Strom¬ zuführung 41 befestigt ist.

Die Füllbohrung 24 ist, ähnlich wie in Figur 2, pa¬ rallel zur Lampenachse im Cermet-Stopfen 39 angeord- net. Sie ist mit Glaslot 20 verschlossen. Das Her¬ stellverfahren entspricht den im Zusammenhang mit Figur 2 diskutierten Schritten.