183788. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kerámia anyagú nagynyomású gázkisülőcsövek végelzárására
1 183 788 2 A találmány tárgya kerámia anyagú nagynyomású gázkisülőcső dugókiképzésű kerámia záróelemmel, mely záróelem palástja a kisülőcsőbe illeszkedő méretű hengerfelület. A jelenleg ismert legkorszerűbb fényforrások közé tartoznak az olyan nagynyomású gázkisülőlámpák, melyek kisülőedénye fényáteresztő kerámiából, leggyakrabban alumíniumoxidból készül. A régebben ismert nagynyomású gázkisülőlámpáknak, pl. a higany lámpáknak a kisülőedénye kvarcból készült. A higanylámpákhoz képest előnyösek voltak az olyan lámpák, melyekben higany mellett vagy helyett más adalékanyagokat, így elsősorban nátriumot alkalmaztak. Mivel azonban a szükséges hőmérsékleten és nyomáson a nátriumgőz megtámadja a kvarcot, szükségessé vált a nagynyomású nátriumlámpák kisülőedényének anyagát fényáteresztő, a fellépő igénybevételeknek ellenálló kerámiából, általában alumíniumoxidból készíteni. Hasonló kisülőedényeket használnak bizonyos különleges, az átlagosnál magasabb falhőmérséklettel üzemelő fémhalogénlámpákhoz is. Az ilyen kisülőedények kiindulási anyaga általában kerámiacső és a kisülőedény konstrukciójának lényeges jellemzője a cső hermetikus, az árambevezetést lehetővé tevő lezárásának megoldása. Számos különböző megoldás ismeretes, melyek átfogó ismertetése igen hosszadalmas lenne. A jelen találmány tárgya eljárás olyan véglezárás készítésére, mely kerámia záróelemet használ, mely üvegzománccal van hermetikusan hozzáforrasztva a kerámiacsőhöz, és amelybe ugyancsak üvegzománccal van beforrasztva egy vagy több, fémből készült árambevezető. Találmányunk ismertetésének elősegítésére rajzokat mellékelünk és a rajzmelléklet ábráin összehasonlítjuk a technika állása szerint ismert megoldásokat a találmányunk szerinti megoldással. A rajzmelléklet 1—4. ábrája a gázkisülőcsövek véglezárásának ismert megoldásait mutatja. Az 5. ábra a találmány szerinti véglezárás egyik kiviteli alakjának metszete. A 6. ábra az 5. ábra szerinti véglezárás felülnézetben. A 7. ábra a találmány szerinti véglezárás egy másik kiviteli alakjának metszete. A 8. ábra a 7. ábra szerinti véglezárás felülnézetben. Ahhoz, hogy megfelelő megbízhatóságú üvegzománckötést lehessen létrehozni, szükséges, hogy viszonylag nagy legyen a kötési felület, melyen a kerámiacsövet és a kerámia záróelemet csak vékony üvegzománcréteg választja el egymástól. Ezért általában nem kielégítőek az olyan megoldások, mint amilyet az 1. ábrán mutatunk be. Itt a tárcsaalakúra kiképzett 2 kerámia záróelem, melybe a 3 fém árambevezető 4 üvegzománccal van beforrasztva, az 1 kerámiacsőhöz annak homloklapján van 5 üvegzománccal hozzáforrasztva és így a kötés keresztmetszete azonos a kerámiacső keresztmetszetével, ami, figyelembevéve az üvegzománcnak a kerámiáénál lényegesen kisebb szilárdságát, nem biztosít kielégítő megbízhatóságot. Ennek a konstrukciónak további hátránya, hogy az üvegzománcos forrasztás művelete során a cső és a záróelem egymáshoz képest való, a cső tengelyére merőleges irányban történő elmozdulás elleni pozicionálás nehézségeket okoz. Az említett nehézségek kiküszöbölésére ismeretes sapka- vagy dugóalakúra kiképzett kerámia záróelemek al-2 kalmazása. Sapkaalakú záróelemet, mint amilyen a 157 478 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban szerepel, a 2. ábrán mutatunk be. A 6 kerámia záróelem és az 1 kerámiacső között a 7 üvegzománc réteg az 1 kerámiacső külső palástján nagy felületen biztosít kötést, egyúttal biztosítva van az egytengelyűség is. A tengelymenti hosszirányú pozicionálást a beforrasztás művelete alatt a 6 kerámia záróelemnek az 1 kerámiacső homlokfelületére való felütközése biztosítja. Ezzel kapcsolatban nehézségeket okozhat, hogy a 6 kerámia záróelemet nehéz élesen derékszögű belső profillal kialakítani. Előfordulhat bizonyos legömbölyödés, ami bizonytalanná teszi a pozicionálást. Megoldást jelenthet a sapka belső részének ellátása megfelelő besülylyesztéssel, vagy az 1 kerámiacső vállának lecsapása. Ilyen megoldásokat a 2/a, 2/b és 2/c ábrákon kinagyított részleteken mutatunk be. Mindenesetre a megoldások alkalmazása további gyártástechnológiai bonyadalmakkal jár. Dugóalakú záróelem szerepel például a 178.836 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban, mely több, a záróelembe külön-külön beforrasztott árambevezető alkalmazását ismerteti. Ilyen megoldást mutatunk be a 3. ábrán. Itt a 8 és 8’ árambevezetők egyetlen, U-alakban meghajlított darabból készülnek, a 9 és 9’ üvegzománc forrasztásokkal vannak a dugóalakú 10 kerámia záróelemhez és pl. hegesztéssel a 12 katódszárhoz erősítve. Jelen találmány szempontjából azonban nem ennek van jelentősége, hanem a dugó kiképzésének. A dugóalakú 10 kerámia záróelem és az 1 kerámiacső között a 11 üvegzománc réteg itt az 1 kerámiacső belső palástján létesít nagy felületen kötést és itt is biztosítva vanazegytengelyűség. Találmányunk megértése szempontjából lényeges hangsúlyoznunk a dugóalakú 10 kerámia záróelem vállal ellátott kiképzését. Ennek az a célja, hogy az üvegzománccal való összeforrasztási művelet során az 1 kerámiacső homloklapján felütközéssel lehetővé tegye a záróelem és az 1 kerámiacső egymáshoz képest a tengely irányában való pozicionálását. A 2. ábra tárgyalásakor a sápka keresztmetszetének kialakításával kapcsolatosan említett nehézségek a 10 kerámia záróelemnél is fellépnek és értelemszerűen itt is alkalmazhatók a 2/a, 2/b és 2/c ábrákon bemutatott megoldások, aholis ebben az esetben a 7 üvegzománc réteg helyére a 11 üvegzománc réteg, a 6 kerámia záróelem helyére pedig a dugóalakú 10 kerámia záróelem értendő. A sapka- és dugóalakú záróelemek jól beváltak, gyártásuk azonban nagy körültekintést és pontosságot igényel. Alakjukból következően extrudálással nem gyárthatók, csak préseléssel vagy fröccsöntéssel. A két élj árás közül az utóbbi tesz lehetővé nagyobb pontosságot, de még így is van bizonyos szórás és ebből adódó selejt. A sapkaalakú záróelem a dugóalakúhoz képest még azzal a hátránnyal is bír, hogy megnöveli a kisülőedény végének felületét és ezáltal a sugárzásos hőveszteséget. Mindkét fajta záróelemnél kívánatos lenne a méretpontosság növelésére és az üvegzománc kötések vastagságának egyenletesebbé tételére az illeszkedő felületek méretre köszörülése, de ez az itt bemutatottkiviteli alakoknál nehezen valósítható meg. Pontos körkeresztmetszetű henger kialakítására közismerten az ún. .centerless” köszörüléses technológia a legalkalmasabb, de ez az itt bemutatott alakoknál szóba sem jöhet. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
