DE69607741T2

DE69607741T2 - Verfahren zur herstellung einer vorrichtung zur quecksilberabgabe,reaktiven gasenabsorption und elektrodenabschirmung in fluoreszenzlampen und dadurch hergestellte vorrichtung

Info

Publication number: DE69607741T2
Application number: DE69607741T
Authority: DE
Inventors: Massimo Della Porta
Original assignee: SAES Getters SpA
Current assignee: SAES Getters SpA
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: CN1169207A; HUP9801206A3; HU219936B; BR9606928A; KR19980701600A; CA2209545C; PL180218B1; ITMI952435A1; ITMI952435A0; HUP9801206A2; ES2145502T3; US6107737A; IT1277239B1; JP3113286B2; KR100299152B1; AU7708796A; DE69607741D1; WO1997019461A1; MX9705561A; PL321138A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Quecksilberabgabe, zur Sorption von reaktionsfreudigen Gasen und zur Elektrodenabschirmung innerhalb von Leuchtstoffröhren, sowie die solcherart hergestellte Vorrichtung.
Wie bekannt ist, werden Leuchtstoffröhren aus Glasröhren (je nach Art der Lampe gerade oder kreisförmig) gebildet, deren Innenfläche mit Pulvern aus fluoreszierendem Material, sogenannten phosphoreszierenden Stoffen, beschichtet ist, bei denen es sich um die aktiven Elemente für die Emission von sichtbarem Licht handelt. Die Röhre ist mit einem Edelgas, im allgemeinen Argon oder Neon, sowie mit Quecksilberdämpfen in der Menge von einigen Milligramm gefüllt. Schließlich gibt es zwei Elektroden, die auch als Kathoden bezeichnet werden, welche in Form von Metalldrähten an beiden Enden der Röhre im Fall von geraden Lampen oder in einer bestimmten Zone im Fall von kreisförmigen Lampen angeordnet sind. Zwischen den Elektroden wird eine Elektrodenspannung angelegt und auf diese Weise eine Elektrodenemission erzeugt: in der Folge wird ein Plasma aus freien Elektronen und Ionen aus Edelgas gebildet, welches durch Erregung der Quecksilberatome die Emission von UV- Strahlung von letzteren verursacht. Im allgemeinen sind die Elektroden seitlich durch Elemente aus einem Metallstreifen abgeschirmt, die koaxial zur Lampe angeordnet sind, um zu verhindern, daß sich die phosphoreszierenden Stoffe im Bereich der Elektroden aufgrund einer direkten Bombardierung mit Elektronen oder Ionen durch die Kathoden schwarz färben. Die von den Quecksilberatomen ausgesandte UV-Strahlung wird von den phosphoreszierenden Stoffen absorbiert, welche aufgrund des Fluoreszenzphänomens sichtbares Licht abgeben. Daher ist Quecksilber ein wichtiger Bestandteil für das Funktionieren der Lampen. Dieses Element muß auf präziseste und wiederholbare Weise in den Lampen dosiert werden. In der Tat muß Quecksilber in einer Mindestmenge vorhanden sein, da die Lampe bei einer Unterschreitung dieser Menge nicht funktioniert. Gleichzeitig ist es aber nicht ratsam, Mengen dieses Elements einzuführen, die größer sind als das absolute Minimum, da dies aufgrund der Giftigkeit des Quecksilbers Umweltprobleme verursachen könnte, wenn die Lampe bricht oder am Ende ihrer Lebensdauer angelangt ist. Das Problem der Dosierung von Quecksilber wurde in den letzten Jahren immer komplizierter, da immer unterschiedlichere Lampen auf den Markt gebracht wurden, welche sich in Form, Größe und Materialien stark unterschieden, wodurch eine Methode zur präzisen und wiederholbaren Dosierung der Quecksilbermengen benötigt wurde, die von Lampe zu Lampe sehr unterschiedlich sein können.
Das herkömmliche Verfahren zur Dosierung des Elements in flüssigem Zustand ist nicht zuverlässig, da es schwierig ist, auf exakte und wiederholbare Weise Mengen an flüssigem Quecksilber im Bereich von wenigen ul zu dosieren, und da es zu Problemen aufgrund der Diffusion von Quecksilberdämpfen im Arbeitsbereich kommt. Als Alternative dazu wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen: es ist die Verwendung von Quecksilberlegierungen mit Elementen wie zum Beispiel Zink bekannt; dies bringt jedoch Nachteile beim Zusammenbauen der Lampen mit sich, da diese Quecksilberlegierungen dazu neigen, Quecksilber schon bei etwa 100ºC abzugeben, während bei der Herstellung von Lampen Arbeitsschritte bei noch offenen Lampen erforderlich sind, bei denen höhere Temperaturen erreicht werden.
Die Patente US-4 823 047 und US-4 754 193 schlagen die Verwendung von Kapseln mit flüssigem Quecksilber vor, doch auch in diesem Fall ist die Dosierung des Elements schwierig, und ähnlich schwierig ist auch die Herstellung kleiner Kapseln. Das Patent US-4 808 136 und die Anmeldung EP-A-568317 offenbaren die Verwendung von Pellets oder Pillen aus porösem Material, das mit flüssigem Quecksilber getränkt ist; in diesem Fall kann es jedoch schwierig sein, diese Pellets in der Lampe richtig anzuordnen.
Das Patent US-3 657 589, das im Namen der Anmelderin angemeldet wurde, offenbart die Verwendung von intermetallischen Verbindungen aus Quecksilber mit Titan und/oder Zirkonium zur Einführung und exakten Dosierung von Quecksilber in Lampen: diese Materialien sind bei Temperaturen von bis zu etwa 500ºC stabil, wodurch sie mit allen gewöhnlichen Schritten der Lampenherstellung verträglich sind. Die bevorzugte Verbindung aus diesen Materialien ist Ti&sub3;Hg, hergestellt und verkauft vom Anmelder unter der Handelsbezeichnung St 505. Gemäß dem erwähnten Patent kann die Verbindung St 505 sowohl in freier Form als verdichtetes Pulver als auch in unterstützter Form als Pulver, das in einen offenen Behälter gedrückt oder auf einen darunterliegenden metallischen Streifen aufgetragen wird, in die Lampe eingeführt werden. Die zuletzt genannte Möglichkeit wird besonders von Lampenherstellern geschätzt, da der Streifen, welcher das quecksilberverteilende Material trägt, als Ring geschlossen werden kann, wodurch das Elektrodenabschirmelement gebildet wird. Nach dem Schließen (Versiegeln) der Lampe wird das Quecksilber mit Hilfe der sogenannten Aktivierungsbehandlung von der Verbindung freigesetzt, indem die Verbindung mittels Hochfrequenzwellen, die von einer Spule außerhalb der Lampe für etwa 30 Sekunden erzeugt werden, auf Temperaturen von etwa 900ºC erwärmt wird. Die Quecksilberausbeute aus diesen Verbindungen während der Aktivierung beträgt jedoch weniger als 50%, während das restliche Quecksilber während der Lebensdauer der Lampe langsam freigesetzt wird. Die Europäischen Patentanmeldungen 95830046.9 (EP-A-0669639) und 95830284.6 (EP-A-0691670) im Namen des Anmelders schlagen vor, die oben erwähnten intermetallischen Verbindungen mit Kupfer-Zinn- und Kupfer-Silicium-Legierungen, sogenannten fördernden Legierungen, zu mischen, welche die Freigabe des Quecksilbers aus der intermetallischen Verbindung während des Aktivierungsschritts begünstigen und somit kürzere Erwärmungszeiten oder geringere Aktivierungstemperaturen ermöglichen. Da in den Abschirmelementen der vorliegenden Erfindung stets fördernde Legierungen auf Kupferbasis vorhanden sind, welche den intermetallischen Quecksilberverbindungen beigemengt werden, wird in der restlichen Beschreibung und in den Ansprüchen der Begriff "quecksilberabgebendes Material" verwendet, um diese Materialmischung zu bezeichnen.
Ein weiteres Problem, das es bei der Herstellung von Leuchtstoffröhren zu lösen gilt, ist die Schaffung von Mitteln für die Sorption von reaktiven Gasen. Es ist bekannt, daß die Funktionstüchtigkeit von Leuchtstoffröhren durch verschiedene Mechanismen von manchen Gasen beeinträchtigt wird; Wasserstoff (H&sub2;) reagiert mit einem Bruchteil der Elektronen, die bei der Entladung im Edelgas freigesetzt werden, wodurch die zum Einschalten der Lampe erforderliche Mindestspannung erhöht wird; Sauerstoff (O&sub2;) und Wasser (H&sub2;O) erzeugen Quecksilberoxid, wodurch dieses Element beseitigt wird; und schließlich werden die Kohlenstoffoxide CO und CO&sub2; in Kontakt mit der Elektrode zerlegt, wodurch O&sub2; gebildet wird, was wiederum die oben erwähnten negativen Auswirkungen mit sich bringt, sowie Kohlenstoff, der sich auf den phosphoreszierenden Stoffen ablagert und somit dunkle Zonen in der Lampe verursacht.
Auch dieses Problem wird in EP-A-0669639 und EP-A-0691670 behandelt, worin vorgeschlagen wird, Pulver eines Gettermaterials zu den Pulvern des quecksilberabgebenden Materials angesichts der Sorption der oben erwähnten Gase hinzuzufügen. Bei dem am häufigsten verwendeten Gettermaterial handelt es sich um die Legierung mit der gewichtsprozentmäßigen Zusammensetzung Zr 84% - Al 16%, hergestellt und verkauft vom Anmelder unter der Handelsbezeichnung St 101. Andere Gettermaterialien, die in den Lampen verwendet werden können, sind zum Beispiel die Legierung mit der gewichtsprozentmäßigen Zusammensetzung Zr 70% - V 24,6% - Fe 5,4% und die Legierung mit einer gewichtsprozentmäßigen Zusammensetzung von Zr 76,6% - Fe 23,4%, beide hergestellt und verkauft vom Anmelder unter der Handelsbezeichnung St 707 bzw. St 198.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, daß direkt an den Abschirmelementen, welche die Elektroden umgeben, sowohl das Gettermaterial als auch das quecksilberabgebende Material angeordnet werden, wodurch im selben Element alle drei Funktionen der Quecksilberabgabe, der Sorption reaktiver Gase und der Elektrodenabschirmung gegeben sind. Dieses Element wird im Fachbereich einfach als "Abschirmung" bezeichnet, und dieser Begriff wird daher auch in der folgenden Beschreibung verwendet.
Während es im Patent US 3.657.589 möglich war, das Gettermaterial mit dem quecksilberabgebenden Material zu mischen, ist dies nicht mehr möglich, wenn fördernde Legierungen auf Kupferbasis verwendet werden; in der Tat schmelzen die Legierungen auf Kupferbasis während der Aktivierung für die Quecksilberabgabe auf, wodurch die Getteroberfläche zumindest teilweise abgedeckt und hierdurch in ihrer Funktionalität zur Sorption von Gasen eingeschränkt wird. Wenn daher fördernde Legierungen verwendet werden, sollte das Gettermaterial vom quecksilberabgebenden Material getrennt werden. Dies kann auf einfachste Weise dadurch erreicht werden, indem auf einer streifenförmigen Unterlage getrennte Spuren von pulverförmigem, quecksilberabgebendem Material und pulverförmigem Getter abgelegt werden. Die oben erwähnten Europäischen Patentanmeldungen schlagen bereits die Möglichkeit vor, dieser Bedingung zu entsprechen, indem die zwei Pulver auf beiden gegenüberliegenden Flächen des Streifens durch Kaltwalzen aufgetragen werden. Eine derartige Technik besteht darin, daß der kalte Auflagestreifen und die Pulver in einer geeigneten Konfiguration zwischen Druckwalzen durchgeführt werden, wodurch eine Pulverspur erzielt wird. In der Praxis ist es jedoch schwierig, den Auftrag an beiden gegenüberliegenden Flächen des Streifens auszuführen. In der Tat ist es für das Aufwalzen an beiden Flächen innerhalb eines einzigen Arbeitsschrittes erforderlich, den Streifen vertikal zwischen zwei gegenüberliegende Walzen zu führen, während zwei unterschiedliche Pulver von den zwei gegenüberliegenden Seiten des Streifens zugegeben werden, doch dieser Vorgang ist ziemlich kompliziert. Auf der anderen Seite besteht beim Auftragen auf gegenüberliegende Flächen in zwei separaten Durchgängen die Gefahr, daß die erste aufgetragene Spur während des zweiten Walzvorgangs entfernt oder irgendwie verändert wird. Eine weitere mögliche Gefahr beim Walzen auf beiden Flächen des Streifens besteht darin, daß, wenn dieser gebogen wird, um die Abschirmung herzustellen, das Pulver entfernt werden kann, und zwar insbesondere jenes am konkaven Abschnitt der Biegung. Ein weiterer möglicher Nachteil beim Aufwalzen der Pulver besteht im Zusammenhang mit der Verwendung unterschiedlicher Pulver. Tatsächlich erzeugen Pulver mit unterschiedlicher Härte im metallischen Auflagestreifen mechanische Belastungen unterschiedlicher Intensität, die zu Verformungen führen können, wenn sie nicht ausgeglichen werden; insbesondere kann der Streifen an einer der beiden Seiten gedehnt werden, was zu einer seitlichen Krümmung führen kann (Säbelformbildung).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Abschirmung für Leuchtstoffröhren zu schaffen, welches die Funktionen der Quecksilberabgabe und des Gasgetterns ohne die oben erwähnten Nachteile kombiniert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf eine solcherart hergestellte Abschirmung.
Solche Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, welche in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Quecksilberabgabe, der Sorption von reaktiven Gasen und der Elektrodenabschirmung innerhalb von Leuchtstoffröhren betrifft und die folgenden Schritte umfaßt:
- das Auftragen einer veränderbaren Anzahl an Spuren aus pulverförmigem, quecksilberabgebendem Material und aus einem oder mehreren pulverförmigen Gettermaterialien auf eine einzelne Vorderfläche eines metallischen Streifens durch einen Kaltwalzvorgang, so daß der Unterschied in der mechanischen Belastung, die an zwei Punkten symmetrisch zur Achse des Streifens angelegt wird, nicht größer als 15% ist;
- das Schneiden des Streifens in Teile mit einer Länge, die entweder geringfügig größer ist als der Umfang, oder gleich der Höhe der zu erzeugenden Abschirmung ist;
- das Formen eines Rings aus dem Streifenteil und das Verbinden der kurzen Kanten desselben.
Die Erfindung wird nun im folgenden durch nicht einschränkende Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 einen möglichen Streifen zur Herstellung von Abschirmungen gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 einen möglichen Streifen zur Herstellung von Abschirmungen gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3 einen möglichen Querschnitt (keine maßstabsgerechte Darstellungen) der metallischen Auflage zeigt, die für die Herstellung einer bevorzugten Form der erfinderischen Abschirmungen verwendet wird;
Fig. 4 eine Abschirmung gemäß der Erfindung zeigt, welche durch den Streifen von Fig. 1 erhalten wird;
Fig. 5a und 5b zwei bevorzugte Ausführungsformen von Abschirmungen gemäß der Erfindung zeigen, die vom Streifen aus Fig. 2 erhalten werden; und
Fig. 6 eine Schnittansicht einer Lampe mit einer Abschirmung gemäß der Erfindung zeigt, welche in ihrer Arbeitsposition rund um eine Elektrode befestigt ist.
Wie zuvor erwähnt, werden die Spuren der verschiedenen Materialien auf eine einzelne Fläche des metallischen Auflagestreifens durch Kaltwalzen aufgetragen, wobei es sich um eine gut bekannte Technik handelt, die darin besteht, daß Spuren aus losen Pulvern auf einen Auflagestreifen gegeben werden, der kontinuierlich zwischen Walzen durchgeführt wird, welche die Pulver durch Kaltwalzen auf die Auflage drücken.
Der Streifen kann aus verschiedenen Metallen hergestellt sein; es wird jedoch die Verwendung von vernickeltem Stahl bevorzugt, der gute mechanische Eigenschaften mit einer guten Oxidationsbeständigkeit kombiniert, da es während der Arbeitsschritte der Lampe mit hohen Temperaturen leicht zur Oxidation kommen könnte. Die Dicke des Streifens beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm. Die Breite des Streifens kann der Höhe der fertigen Abschirmung entsprechen, welche im allgemeinen zwischen 4 und 6,5 mm liegt, oder leicht größer sein als der Umfang der geplanten Abschirmung; die zwei Möglichkeiten werden in Fig. 1 bzw. 2 dargestellt und im Detail in den folgenden Abschnitten diskutiert.
Um das Problem der sogenannten "Säbelformbildung" des Streifens während des Walzens der Materialien zu vermeiden, muß darauf geachtet werden, daß die auf den Streifen ausgeübten mechanischen Belastungen symmetrisch zur Achse desselben Streifens sind. Wenn im folgenden von mechanischer Belastung die Rede ist, wird das Konzept der Symmetrie in einer eher weiten Bedeutung verwendet; das heißt, es ist damit nicht gemeint, daß die Werte der mechanischen Belastung genau gleich sind; stattdessen ist damit gemeint, daß die mechanischen Lasten, die an Punkte, welche im Hinblick auf die zentrale Achse des Streifens geometrisch symmetrisch sind, angelegt werden, einander sehr ähnlich sind und um nicht mehr als 15% voneinander abweichen.
Der Zustand einer symmetrischen Belastung kann auf unterschiedliche Weisen erreicht werden: im Falle einer ungleichmäßigen Verteilung der Pulverspuren rund um die Achse des Streifens ist es möglich, ein Gitter aus schmalen Walzen zu verwenden, wobei jede Walze eine andere Last auf den darunterliegenden Streifenabschnitt anlegt, unabhängig davon, ob dieser mit einer Pulverspur bedeckt ist oder nicht. Noch einfacher kann der obige Zustand der symmetrischen Belastung dadurch erreicht werden, indem die verschiedenen Materialien auf solche Weise aufgetragen werden, daß Spuren, die im Hinblick auf die Achse des Streifens symmetrisch sind, aus Materialien bestehen, deren Härtewerte sich voneinander um nicht mehr als 15% unterscheiden. Unter einem geometrischen Aspekt erfordert dieser Umstand, daß die Achse des Streifens im Falle einer geraden Anzahl an Spuren frei von gewalztem Material ist, während die Achse des Streifens im Falle einer ungeraden Anzahl an Spuren mit der Achse einer Materialspur übereinstimmen muß. Um die oben erwähnte Bedingung der Symmetrie zu erfüllen, ist es notwendig, die Härte der verschiedenen verwendeten Materialien zu kennen. Als allgemeine Regel kann gesagt werden, daß die Getterlegierungen härter sind als die quecksilberabgebenden intermetallischen Verbindungen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erforderliche Bedingung der Härtesymmetrie einfach dadurch erfüllt, daß Spurpaare desselben Materials im Hinblick auf die Streifenachse symmetrisch aufgetragen werden (eine Ausnahme bildet dabei die mögliche zentrale Spur).
Abschnitte möglicher Streifen mit symmetrischen Materialspuren sind in Fig. 1 und 2 dargestellt. In Fig. 1 wird ein Streifen 10 gezeigt, dessen Breite gleich der Höhe der fertigen Abschirmung ist, wobei auf einer Vorderfläche 11 der metallischen Auflage 12 einige Spuren 13, 13' des quecksilberabgebenden Materials und eine Spur 15 mit Gettermaterial abgelagert werden. In der Zeichnung ist nur als Beispiel ein Streifen mit zwei Spuren aus quecksilberabgebendem Material und einer Spur aus Gettermaterial dargestellt, aber natürlich können die Anzahl, die Position und die Distanz dieser Spuren nach den Erfordernissen verändert werden. In Fig. 2 ist ein metallischer Streifen 20 dargestellt, dessen Breite größer ist als jene des Streifens von Fig. 1, und die geringfügig größer ist als der Umfang der herzustellenden Abschirmung. Im zentralen Bereich der Vorderfläche 21 der Auflage 22 sind die Spuren 23, 23', 23" des quecksilberabgebenden Materials und die Spuren 24, 24' des Gettermaterials aufgewalzt; in diesem Fall wird ein Beispiel für einen Streifen mit drei Spuren aus quecksilberabgebendem Material und zwei Spuren aus Gettermaterial gezeigt, doch sollte klar sein, daß, wie bereits im Falle des Streifens von Fig. 1 erwähnt, diese Zahlen veränderlich sind. An den Streifenkanten sind zwei Flächen 25, 25' der Vorderfläche 21 freigelassen, die nicht mit Materialspuren bedeckt sind. Die Dicke der Spuren aus den unterschiedlichen Materialien beträgt nach dem Walzen im allgemeinen zwischen 20 und 120 um.
Um das Haftvermögen der Pulverspuren am Streifen zu unterstützen, ist es möglich, auf Techniken zurückzugreifen, die im Fachbereich bekannt sind; zum Beispiel kann die Streifenoberfläche durch mechanische Behandlung aufgerauht werden; alternativ dazu ist es möglich, entlang der gesamten Länge des Streifens einige Vertiefungen zu formen, die dazu geeignet sind, die Pulverspuren aufzunehmen. Diese Möglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt, worin der Querschnitt eines möglichen Streifens der Erfindung gezeigt wird (keine maßstabgetreue Zeichnung, mit einem überzeichneten Dicken-/Breitenverhältnis, um die interessierenden Einzelheiten besser darstellen zu können): ein Streifen 30 besitzt auf seiner oberen Fläche 31 Aufnahmen 32, 32', ..., um die aktiven Materialien darin einzuwalzen. Das Schaffen länglicher Verformungen 34, 34', ... an der unteren Vorderfläche 33 des Streifens 30 kann die Herstellung einer bevorzugten Abschirmungsart unterstützen, wie dies im folgenden noch genauer beschrieben wird. Dieser oder andere geeignete Querschnitte des Streifens können leicht erzielt werden, indem der flache metallische Streifen zwischen geeignet geformten Walzen durchgeführt wird, bevor die Pulver aufgewalzt werden.
Der Streifen mit den Materialspuren wird danach in Stücke geschnitten. Ein Streifen der in Fig. 1 gezeigten Art mit einer Breite, die gleich ist wie die Höhe der gewünschten Abschirmung, wird mit einem Abstand zerschnitten, der geringfügig größer ist als der Umfang der Abschirmung, und zwar entlang der gestrichelten Linien in der Zeichnung; in einer alternativen Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, kann der Streifen geringfügig breiter sein als der bezeichnete Umfang der Abschirmung, und die Stücke werden von diesem Streifen mit einem Abstand abgeschnitten, welcher der Höhe der gewünschten Abschirmung entspricht, und zwar entlang der gestrichelten Linien in der Zeichnung. In beiden Fällen besitzen die Teile eine rechtwinkelige Form, mit Kantenverhältnissen zwischen etwa 5 : 1 und 15 : 1.
Im letzten Schritt der Herstellung der Abschirmungen der Erfindungen werden die vom Streifen abgeschnittenen Stücke gebogen und ringförmig verschlossen, indem die kurzen Kanten der Teile miteinander verbunden werden. Das Verbinden kann auf mechanische Weise erfolgen, wie zum Beispiel durch Umfalzen oder Schweißen. Obgleich es möglich ist, verschiedene Formen des Querschnitts der Abschirmung zu erzielen, wie zum Beispiel einen ovalen oder einen quadratischen Querschnitt, gelten die in Fig. 5a und 5b gezeigten Querschnitte als bevorzugte Ausführungsformen, in denen die Abschirmung 51 mit einem kreisförmigen Querschnitt und die Abschirmung 52 mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt dargestellt ist.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung die Abschirmungen für Lampen, die durch den oben beschriebenen Prozeß hergestellt werden.
Die eigentlich zu erzeugende Abschirmung hängt von der Lampe ab, für welche sie bestimmt ist; insbesondere hängt die Materialmenge und somit die Anzahl und Breite der abzulagernden Spuren von der Menge des quecksilberabgebenden Materials und des Gettermaterials ab, die in unterschiedlichen Lampen benötigt werden.
Die quecksilberabgebenden Materialien sind intermetallische Verbindungen aus Quecksilber mit Titan und/oder Zirkonium gemäß dem erwähnten Patent US- 3.657.589, unter Beimengung von Kupferlegierungen, welche die Quecksilberabgabe verstärken, wie dies in EP-A- 0669639 und EP-A-0691670 im Namen des Anmelders beschrieben ist. Für die Herstellung und die Bedingungen der Quecksilberabgabe aus diesen Materialien wird auf die oben erwähnten Dokumente verwiesen. Diese Materialien werden vorzugsweise in Pulverform mit einer Partikelgröße zwischen 100 und 250 um verwendet.
Bei dem verwendeten Gettermaterial handelt es sich vorzugsweise um die erwähnte Legierung St 101, offenbart im Patent US-3 203 901, auf welches im Hinblick auf die Herstellung und die Bedingungen der Verwendung der Legierung verwiesen wird. Es ist auch möglich, die erwähnten Legierungen St 707 und St 198 zu verwenden, deren Herstellung und Verwendungsbedingungen in den Patenten US-4 312 569 bzw. US-4 306 887 beschrieben wird. Die Partikelgröße des Gettermaterials beträgt vorzugsweise zwischen 100 und 250 um.
In Fig. 4 ist eine Abschirmung 40 dargestellt, die durch Verwendung des Streifens von Fig. 1 hergestellt wurde, wobei die Spuren, wie gezeigt, in einer kreisförmigen Richtung abgelagert wurden. Der Streifen von Fig. 1 wird entlang der gestrichelten Linien mit einem Abstand zerschnitten, der geringfügig größer ist als der Umfang der Abschirmung; das solcherart erhaltene Stück wird zu einem Ring gebogen und an den Punkten 41 punktverschweißt, wodurch eine vollständige Abschirmung 40 gebildet wird, welche die Spuren 13, 13' und 15 an ihrer Außenfläche 42 trägt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Abschirmung gemäß der Erfindung werden erhalten, indem von jenem Streifen ausgegangen wird, der in Fig. 2 sowie in Fig. 5a und 5b dargestellt ist. An den Streifenkanten werden zwei Bereiche 25, 25' freigehalten, an denen kein Material aufgetragen wird, sondern die für den letzten Schritt des Verschweißens bei der Herstellung der Abschirmung verfügbar gehalten werden. In diesem Fall wird der Streifen aufgetrennt, indem Schnitte in Abständen entlang den gestrichelten Linien von Fig. 2 ausgeführt werden, welche der erwünschten Höhe der Abschirmung entsprechen. Die erhaltenen Stücke werden danach gebogen und an den Bereichen 25, 25' miteinander verschweißt, wodurch Abschirmungen erhalten werden, in denen Spuren verschiedener Materialien an der Außenfläche 54 der Abschirmung parallel zur axialen Richtung vorhanden sind. Die möglichen Querschnitte der Abschirmungen sind zahlreich, doch werden jene bevorzugt, die in Fig. 5a dargestellt sind, wo eine Abschirmung 51 mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt ist, und Fig. 5b, wo eine Abschirmung 52 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt dargestellt ist. Die Verwendung des breiten Streifens von Fig. 2 wird bevorzugt, da in diesem Fall ein breiter freier Bereich zur Ausführung der Schweißungen 53 verfügbar ist, sowie freie Bereiche zum Anschweißen der Abschirmung an der Auflage, wodurch sie innerhalb der Lampe in Position gehalten wird.
Die Form der Abschirmung 52 kann besonders bevorzugt ausfallen, wenn sie aus einem Streifen hergestellt wird, dessen Querschnitt dem in Fig. 3 gezeigten entspricht. Wenn die Abschirmung 52 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, ist es möglich, Biegungen des Teiles in Bereichen anzuordnen, auf denen sich keine Materialspuren befinden, wodurch die Gefahr, beim Biegen Teilchen zu verlieren, völlig beseitigt wird. Obgleich eine rechteckige Abschirmung, die aus einem Querschnitt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, bevorzugt wird, sind doch alle Kombinationen aus Abschirmungsformen und Querschnitten des Streifens gemäß der Erfindung möglich; so ist es zum Beispiel möglich, eine rechteckige Abschirmung zu erzeugen, indem von einem Streifen ausgegangen wird, der Kerben 34, 34', ..., besitzt, jedoch keine Ausnehmungen 32, 32', ..., aufweist, oder eine Abschirmung mit kreisförmigem Querschnitt unter Verwendung eines Streifens ohne Kerben 34, 34', ..., und mit oder ohne Ausnehmungen 32, 32', ..., an der Außenfläche der Abschirmung. In Fig. 6 ist eine Schnittansicht des Endabschnitts einer rechteckigen Lampe dargestellt, welche eine Abschirmung der Erfindung in ihrer Arbeitsposition zeigt. In der Zeichnung sind die Lampe 60, elektrische Kontakte 61, welche die Elektrode 62 mit elektrischem Strom versorgen, und eine Abschirmung 63 dargestellt, die an einem Träger 64 befestigt ist.
Die Abschirmungen der Erfindung weisen zahlreiche Vorteile gegenüber jenen des Standes der Technik auf. Der Hauptvorteil besteht darin, daß die quecksilberabgebenden Materialien in den Abschirmungen der Erfindung getrennt von den Gettermaterialien gehalten werden, wodurch mögliche Interferenzen in der Funktionsweise der verschiedenen Materialien vermieden werden; weiter werden alle Materialien bei den Abschirmungen der Erfindung auf eine einzige Fläche der Auflage gewalzt, wodurch vermieden wird, daß die zwei gegenüberliegenden Flächen so gewalzt werden müssen, wie dies bei manchen Abschirmungen des Standes der Technik notwendig ist, die in der Praxis schwierig herzustellen sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Quecksilberabgabe, Sorption von reaktionsfreudigen Gasen und zur Elektrodenabschirmung innerhalb von Leuchtstoffröhren, umfassend die folgenden Schritte:

- das Auftragen einer veränderbaren Anzahl an Spuren aus pulverförmigem, quecksilberabgebendem Material und aus einem oder mehreren pulverförmigen Gettermaterialien auf eine einzelne Vorderfläche eines metallischen Streifens durch einen Kaltwalzvorgang, so daß der Unterschied in der mechanischen Belastung, die an zwei Punkten symmetrisch zur zentralen Achse des Streifens angelegt wird, nicht größer als 15% ist;

- das Schneiden des Streifens in Teile mit einer Länge, die entweder geringfügig größer ist als der Umfang, oder gleich der Höhe der zu erzeugenden Abschirmung ist;

- das Formen eines Rings aus dem Streifenteil und das Verbinden der zwei kurzen Kanten desselben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Falle einer nicht symmetrischen Verteilung der Pulverspuren rund um die zentrale Achse des Streifens eine Reihe schmaler Walzen verwendet wird, wobei jede derselben eine unterschiedliche Last an den darunter liegenden Abschnitt des Streifens anlegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Pulver aus unterschiedlichen Materialien auf solche Weise am Streifen abgelegt wird, daß Spuren, die im Hinblick auf die zentrale Achse des Streifens symmetrisch sind, aus Materialien bestehen, deren Härtewerte sich voneinander um nicht mehr als 15% unterscheiden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Streifen (10) eine Breite aufweist, die gleich der Höhe der zu erzeugenden Abschirmung ist, und wobei der Streifen in Teile zerschnitten wird, deren Länge geringfügig größer ist als der Umfang der zu erzeugenden Abschirmung.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Streifen (20) eine Breite aufweist, die geringfügig größer als der Umfang der zu erzeugenden Abschirmung ist, und wobei der Streifen in Teile zerschnitten wird, deren Länge gleich der Höhe der zu erzeugenden Abschirmung ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Vorderfläche (31) des Streifens dazu geeignet ist, die Pulverspuren durch längliche Sitze (32, 32', ...) aufzunehmen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Vorderfläche (33) des Streifens dazu geeignet ist, Krümmungen durch längliche Verformungen (34, 34', ...) anzuordnen.

8. Vorrichtung zur Quecksilberabgabe, Sorption von reaktionsfreudigen Gasen und zur Elektrodenabschirmung innerhalb von Leuchtstoffröhren, umfassend ein ringförmiges Teil eines metallischen Streifens (10; 20; 30), wobei auf einer einzelnen Vorderfläche desselben Spuren (13, 13'; 23, 23', 23") von Pulvern aus einer Mischung aus quecksilberabgebendem Material und einer fördernden Legierung auf Kupferbasis und Spuren (15; 24, 24') aus einem oder mehreren Gettermaterialien aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien, die im Hinblick auf die Streifenachse symmetrisch aufgetragen werden, Härtewerte aufweisen, die sich Voneinander um nicht mehr als 15 % unterscheiden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mischung die intermetallische Verbindung Ti&sub3;Hg und eine quecksilberabgabefördernde Legierung umfaßt, die aus den Kupfer-Zinn-Legierungen und den Kupfer-Silicium- Legierungen ausgewählt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei es sich bei dem Gettermateriäl um eine Legierung bestehend aus einer Verbindung von 84 Gew.-% Zr und 16 Gew.-% Al handelt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 mit einem im wesentlichen rechtwinkeligen Querschnitt, wobei die Spuren (23, 23', 23"; 24, 24') parallel zur axialen Richtung an der äußeren Oberfläche (54) des Ringes abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablageflächen für die quecksilberabgebende Materialmischung und für die Gettermaterialien im wesentlichen flach sind, wobei sich Krümmungen davon in jenen Bereichen befinden, an denen keine dieser Materialien vorhanden sind.