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Verfahren zur Herstellung von Glühlampen mit Transportgasfüllung
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im erwähnten Fall jeweils nach zirka 10 000 Lampen zum Ersetzen der Vorratsbehälter unterbrochen werden.
Die Erfindung bezweckt nun, diese Nachteile zu verringern, insbesondere bezweckt sie, die Möglichkeit zu schaffen, mehr Lampen aus einem Vorratsbehälter zu füllen, den Verlust an Edelgas zu beschränken und die Häufigkeit, mit der ein neues Gasgemisch hergestellt und in die Vorratsbehälter zur Speicherung gegeben werden muss, zu verringern.
Nach der Erfindung lässt sich dies dadurch erreichen, dass in dem zur Füllung der Glühlampen vorgesehenen Gasgemisch ausser Brom auch Chlor in Form von Kohlenwasserstoffverbindungen vorhandenist.
Die grösste Verbesserung wird dabei erreicht, wenn Bromchlormethan (GH BrCl) verwendet wird.
Unter vergleichbaren Verhältnissen beträgt der zulässige Partialdruck dieser Verbindung in den Vorratsbehältern zirka 90 Torr. Das bedeutet, dass mit einem bis zu diesem Druck mit Bromchlormethan gefüllten Vorratsbehälter, falls auch der Partialdruck des Inertgases dementsprechend angepasst ist, zirka dreimal soviel Lampen mit demselben Halogenprozentsatz gefüllt werden können, als dies mit Brommethan in der beschriebenen Weise möglich ist.
Der Verlust an Edelgas sinkt in dieser Weise auf zirka 1/3 und auch die Arbeitszeit zum Ersetzen der Behälter, zum Füllen u. dgl. fällt auf 1/3.
Es wird jedoch auch eine bedeutende Ersparnis erhalten, wenn das Gasgemisch sowohl Dibromme- than als Dichlormethan mit demselben Partialdruck enthält. In diesem Fall kann zirka die doppelte
Anzahl Lampen aus einem Vorratsbehälter gefüllt werden, während eine Arbeitszeitersparnis für be- stimmte Teile des Fertigungsprozesses von zirka der Hälfte erreichbar ist.
Die Erfindung beruht auf der Anwendung der Eigenschaft, dass die gemischten Bromchlorkohlen- wasserstoffverbindungen und die Chlorkohlenwasserstoffverbindungen im allgemeinen eine höhere Fluch- tigkeit als die entsprechenden Bromkohlenwasserstoffverbindungen aufweisen.
Es wurde gefunden, dass in Lampen, die ein bromhaltiges Transportgas enthalten, beispielsweise die Hälfte des Broms durch Chlor ersetzbar ist ; bei dieser Zusammensetzung, bei der also das Brom-Chlorverhältnis 1 : 1 beträgt, werden zusätzliche Vorteile erhalten. Vorzugsweise beträgt dabei das Wasserstoff-Halogenverhältnis in Grammatomen ebenfalls 1 : 1.
Es stellt sich heraus, dass bei Anwendung eines derartigen Verhältnisses die Gesamtmenge Halogen (Brom zusammen mit Chlor) in Grammatomen in der Lampe, bei einer gleichbleibenden Lebensdauer und Lichtausbeute der Lampen, kleiner sein kann als bei Brom allein.
Das erfindungsgemässe Verfahren beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die Verwendung von Bromchlormethan (CH ClBr) oder Gemischen von CHBrundCHCl. Es sind beispielsweise auch Gemische von CHBr3 und CHCL.,-egebenenfalls unter Zusatz von Wasserstoff zum Gasgemisch, verwendbar. Auch Gemische von CHBr Cl und CHBrCl oder höheren Halogenwasserstoffverbindungen können verwendet werden.
Es sei erwähnt, dass es für Glühlampen mit einem Glühkörper aus Tantalcarbid bereits angeregt wurde, zwei Halogene in der Gasfüllung vorzusehen (deutsche Auslegeschrift 1188 201). Dabei wurde beabsichtigt, die Lebensdauer dieser Lampen zu verlängern.
Das Verfahren nach der Erfindung bezweckt demgegenüber keine Lebensdauerverlängerung, die an sich auch nicht zu erwarten war, sondern eine wirtschaftlichere Herstellungsweise von Glühlampen mit einem Glühfaden aus Wolfram.
An Hand der nun folgenden Ausführungsbeispiele, bei denen auf die Zeichnungen verwiesen wird, in denen die Fig. 1 schematisch das Füllen (mit Transportgas) der Lampen nach der Erfindung und Fig. 2 einen Füllhahn darstellt, wird die Erfindung nun detailliert erläutert.
Bei der in Fig. l schematisch dargestellten Vorrichtung zum Füllen von Glühlampen mit Füllgas ist IM Wesentlichen ein vorratsbehälter --1-- und eine Rohrleitung --2, 6 und 7-- vorgesehen. In der Rohrleitung --2-- ist ein Reduzierventil --3-- und ein Füllhahn -4-- angeordnet, Die Rohrleitung --2-ist mittels eines Dreiwegehahns --5-- mit einer Rohrleitung --6-- verbunden, die zur Beförderung des Füllgases zu den zu füllenden Glühlampen dient sowie mit einer Rohrleitung-7-, die mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden ist, welche zur Evakuierung des Systems dient. In einem spezifischen Fall beträgt der Druck im Vorratsbehälter-l-mit einem Inhalt von 8 l im Anfang 24,6 at.
Das Gasgemisch besteht aus Krypton und 0,45 Vol.-o CH BrCl. Mittels des Reduzierventils --3--wird dafür gesorgt, dass der Druck zwischen dem Reduzierventil --3-- und dem Füllhahn --4-- konstant 1, 2 at beträgt, solange der Druck im Vorratsbehälter nicht auf diesen Druck abgefallen ist. In Fig. 2 ist schematisch ein Füllhahn --4-- im Schnitt dargestellt. Der Füllhahn besteht im wesentlichen aus einem Küken --8--, in dem sich ein Hohlraum --9-- mit einem Inhalt von 2 cm3 befindet. Das Küken ist
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drehbar in einem mit zwei an die Leitungen --2-- anschliessenden Öffnungen --10 und 11-- versehenen Sitz --8a-- angeordnet. Der Füllhahn ist weiter mit einem Rohr --12-- versehen, das mit einer Vakuumpumpe verbunden wird.
Die Spindel --8-- kann sich beim Füllen dadurch nicht aus dem Sitz - -8a-- lösen.
Mit Hilfe dieses Hahns --4-- kann also eine dosierte Füllgasmenge in den Rest des Systems gebracht werden. Beim Füllen der Glühlampe verfährt man nun wie folgt (s. auch Fig. 2) : Die Glühlampe - wird mittels des Pumpstutzens --13-- mit der Rohrleitung --6-- verbunden. Das Füllsystem wird darauf vom Füllhahn --4-- bis einschliesslich der Glühlampe evakuiert, bis der Druck zirka 10-5 Torr beträgt. Danach wird die Rohrleitung --7 -- mittels des Dreiweghahns --5-- geschlossen. Der Füllhahn --4-- wird nun derart gedreht, dass der Raum --9-- mit dem evakuierten Teil des Systems verbunden ist.
Da die Lampe --16-- (Inhalt zirka 0,25 cm3) bis zu einem Druck von zirka 5 at bei Zimmertemperatur gefüllt werden muss, wird diese in ein Gefäss --15-- mit flüssiger Luft --14-- gebracht. Wenige Sekunden später wird der Pumpstutzen unmittelbar über der Oberfläche der flüssigen Luft --14-- im Gefäss --15-- mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Gasflamme zugeschmolzen.
Die Lampe ist nun gebrauchsfertig. Aus nur einem Vorratsbehälter können, unter Berücksichtigung von Verlusten, mehr als 30000 Lampen gefüllt werden. Bei einem Druck von 9,2 at im Behälter, wie er bei der Verwendung von CHBr maximal möglich ist, beträgt diese Anzahl zirka 10 000 Lampen.
Bei Glühlampen mit einer Gasfüllung mit einem Druck von zirka 1 at, wobei die Füllung aus einem Gemisch eines Inertgases, beispielsweise Argon, undCHBroderCHBrCl bestand, hat sich herausge- stellt, dass CHBr durch eine geringere Menge CH BrCl ersetzbar ist.
In einem praktischen Beispiel, wie einer Photolampe von 1000 W bei 225 V mit einer Farbtempe-
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nere Menge Halogen aus Chlor und Brom im Verhältnis 1 : 1 reicht also zur Instandhaltung des Zyklus aus, während die Lichtausbeute der Lampe von zirka 32 Lumen/W und die Mindestlebensdauer von zirka 30 h beibehalten bleiben.
Als weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich dadurch, dass die damit hergestellten Lampen hervorragende Betriebseigenschaften aufweisen, die Lampen, die nach andern Verfahren hergestellt werden, fehlen.
Es war bisher nicht möglich, mit brom- oder jodhaltigem Füllgas längliche zylinderförmige Lam- pen mit einer sehr hohen Belastbarkeit und einem hohen Edelgasdruck herzustellen, die einen Betrieb in vertikaler Lage gestatten. In dieser Art Lampen trat Entmischung auf, wodurch die Jod- oder Bromkonzentration oben und unten in der brennenden Lampe auf die Dauer stark voneinander abwich. Dies hatte zur Folge, dass die Lampe an einem der Wendelenden durch örtlichen Mangel an Halogen zu schwärzen anfing, während das andere Wendelende durch ein Übermass an atomarem Halogen stark angegriffen wurde. Dies führte dann zu Lampen mit einem schwarzen Ende und einer verhältnismässig kurzen Lebensdauer.
Es hat sich nun herausgestellt, dass in derartigen Lampen der Wolframhalogenzyklus durch Chlor und Brom zusammen instandgehalten werden kann, ohne dass Schwärzung des Kolbens und Angriff des Glühkörpers auftreten. Die gute Wirkung der senkrecht brennenden Lampe ist gewährleistet, trotz der Entmischung der Gasfüllung der Lampe. Die Entmischung ist nämlich derartig, dass der Wolframhalogenzyklus an einer Seite der Lampe im wesentlichen zwischen Wolfram und Brom verläuft, während an der andern Seite des Lampenraumes der Zyklus im wesentlichen zwischen Wolfram und Chlor verläuft.
In der Mitte der Lampe spielen beide Zyklen eine Rolle.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Glühlampen mit Wolframwendel und einem bromhaltigen Transportgas, wobei als letzte Fertigungsschritte die Lampe evakuiert, danach bis zum gewünschten Druck mit einem Gemisch aus einem Inertgas und Brom in Form einer Bromkohlenwasserstoffverbindung von
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