DE1179297B

DE1179297B - Elektrische Lampe

Info

Publication number: DE1179297B
Application number: DEN18940A
Authority: DE
Inventors: Riksterus Auguste Johan Meijer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-09-23
Filing date: 1960-09-20
Publication date: 1964-10-08
Also published as: GB961974A; FR1270857A; US3105867A; NL106429C; ES261130A1; NL243694A; CH388452A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: HOIk

Deutsche KL: 2If-39

Nummer: 1179 297

Aktenzeichen: N18940 VIII c / 21 f

Anmeldetag: 20. September 1960

Auslegetag: 8. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit wenigstens einer in Quarz oder Hartglas mit einem Ausdehnungskoeffizienten kleiner als 2-10~⁶ eingeschmolzenen streifenförmigen Folie, deren Stärke von der Mitte zum Rand hin abnimmt und die aus einem Kern aus hochschmelzendem, jedoch bei der Erweichungstemperatur des Quarzes oder des Hartglases leicht oxydierendem Metall und einer diesen Kern umgebenden und ihn gegen Oxydation schützenden Schicht besteht, die ein bei der in Frage kommenden Temperatur nicht oder nur sehr wenig oxydierendes Metall enthält, wie z. B. Chrom.

Als hochschmelzendes Metall wird meist Molybdän verwendet, jedoch kommen hierfür auch Wolfram, Platin, Iridium usw. oder gewünschtenfalls auch deren Legierungen in Frage.

Es sind bereits Lampen mit Quarzkolben und Folieneinschmelzungen bekannt, bei denen die Folienstärke von der Mitte zum Rand hin abnimmt. Bei einer Betriebstemperatur des Lampenkolbens an der Durchführungsstelle des Stromleiters von etwa 500° C und einem derartigen Folienquerschnitt ist bei einer Quarz-Molybdän-Kombination eine Lebensdauer von 100 bis 200 Stunden erreichbar, die für die Praxis aber viel zu kurz ist. Die Einschmelzung muß in sehr viel stärkerem Maße oxydationsbeständig und vakuumdicht sein als bei der genannten Kombination. Zum Schutz gegen Oxydation sind für Stromleiter bereits oxydationsbeständige, homogene Bedeckungsschichten bekanntgeworden. Diese haben aber die Lebensdauer der Lampe bei 500° C nicht verlängert. Es ist nämlich bekannt, in Glas eingeschmolzene drahtförmige Leitungen durch eine auf dem Draht angebrachte Schicht aus Chrom, Nickel, Kobalt, Eisen, Thorium, Zirkon, Platin, Silicium usw. gegen Oxydation zu schützen.

Die Anwendung solcher Schutzschichten auf streifenförmigen Folien, die in der Mitte stärker sind als an den Rändern, bereitet bei Einschmelzung in Glas keine nennenswerten Schwierigkeiten.

Beim Einschmelzen solcher Folien in Quarz oder Hartglas mit einem Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 2·10~⁶ ist es aber sehr schwer, eine vakuumdichte und oxydationsbeständige Einschmelzung zu erzielen.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Stärke des Kernes in der Mitte größer als 15 ,um und kleiner als 70 μΐη ist und daß die schützende Metallschicht aus einer auf den Kern aufgebrachten 1 bis 8 μπα starken Zwischenschicht aus einer Legierung aus dem Kernmaterial und dem schützenden Metall mit nach außen abneh-Elektrische Lampe

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Riksterus Auguste Johannes Maria Meijer,

Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 23. September 1959 (243 694)

mendem Kernmaterialgehalt und einer die Zwischenschicht umgebenden 0,5 bis 4 μΐη starken Außenschicht besteht, die aus dem Schutzmetall und/oder dessen Oxyde und gegebenenfalls noch geringen Mengen des Kernmaterials besteht und deren Schmelzpunkt niedriger ist als die Erweichungstemperatur des Quarzes oder des Hartglases.

Deratige Lampen besitzen eine Lebensdauer von mehr als 1000 Stunden bei einer Betriebstemperatur von etwa 500° C. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß auf die in ihrer Stärke abnehmende Folie keine homogene Schicht, sondern eine Legierung des Folienmetalls und des Schutzmetalls mit einem nach außen hin abnehmenden Folienmetallgehalt aufgebracht wird. Beim Einschmelzvorgang schmilzt diese Legierung an der Außenseite an den Stellen, an welchen infolge des abnehmenden Folienmetallgehaltes die Erweichungstemperatur des Quarzes unterschritten wird. Hierdurch bildet sich eine weitere Außenschicht, die gegebenenfalls noch etwas Folienmetall, aber viel Schutzmetall und/oder dessen Oxyde enthält. Diese beiden Schichten zu' sammen bewirken die Oxydationsbeständigkeit
die Außenschicht die Vakuumdichtheit der Lampi

Die Erfindung wird an Hand der ein Ausführun
beispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Ansicht eines Lampenendes
einer Einschmelzung nach der Erfindung dargest

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Einschmelzkörper gemäß der Ebene H-II von Fi g. 1.

In F i g. 1 bezeichnet 1 die Zylinderwand einer aus Quarz bestehenden elektrischen Lampe, z. B. eines Infrarotstrahlers, deren Ende 2 um eine streifenförmige Einschmelzfolie 3 mit an dieser befestigten Stromzuführungsdrähten 4 und 5 gequetscht ist. Auf dem in den Zylinderraum der Lampe reichenden Ende des Drahtes 5 ist eine Glühspirale 6 befestigt, von der nur einige Windungen dargestellt sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht die Einschmelzfolie aus einem im Schnitt mandelförmigen Kern 31, einer den Kern bedeckenden Zwischenschicht 32 und einer äußeren Schicht 33, die an den Seiten Ausläufer 34 aufweist.

Der Innenkern 31 besteht im dargestellten Falle aus Molybdän, die Zwischenschicht 32 aus einer Molybdän-Chrom-Legierung mit einem nach außen zu abnehmenden Molybdängehalt, und die äußere Schicht 33 aus Chrom und/oder Chromoxyd und gegebenenfalls noch einem geringen Prozentsatz Molybdän. Der Schmelzpunkt einer Molybdän-Chrom-Legierung ist im allgemeinen um so niedriger, je geringer der Molybdängehalt ist. Vor dem Einschmelzen der Folie besteht diese nur aus dem Kern 31 und der Schicht 32. Die beim Formen der Quetschung angewendete hohe Temperatur von etwa 2000° C bewirkt, daß der vom Kern 31 abgekehrte Teil der Schicht 32, der einen niedrigeren Schmelzpunkt als der dem Kern zugekehrte Teil aufweist, wegschmilzt und die unter einem Mikroskop deutlich wahrnehmbare äußere Schicht 33 mit den zugehörigen dünnen durchscheinenden Ausläufern 34 auftritt. Während des Quetschens kann ein Teil des Chroms an den Stellen 33 und 34 in das gegen weitere Oxydation schützende Chromoxyd übergehen. Naturgemäß kann hier auch noch etwas Molybdän vorhanden sein. Dessen Gehalt ist aber so gering, das das erwähnte Wegschmelzen stattgefunden hat.

Der Kern der etwa 4 mm breiten und in Richtung der Drähte 4 und 5 etwa 8 mm langen Einschmelzfolie hat in der Mitte des Querschnitts eine Stärke von etwa 22 μηι. Experimentell wurde festgestellt, daß diese Stärke nicht weniger als 15 μηι sein darf, da die Folie sonst während des Einschmelzens reißt; andererseits darf diese Stärke nicht mehr als 70 μΐη betragen, da dann die Vakuumdichtigkeit der Einschmelzung nicht mehr gewährleistet ist.

Die äußere Schicht 33 hat eine Stärke von etwa 2 μΐη. Zum Schutz gegen Oxydation muß die Stärke dieser Schicht wenigstens 0,5 μπα betragen, während für eine vakuumdichte Einschmelzung eine Stärke von höchstens 4 μΐη zulässig ist.

Die Zwischenschicht 32 hat eine Stärke von etwa 2 μπα. Diese Schicht muß wenigstens 1 μΐη stark sein, um eine hinreichend starke Schicht 33 entstehen zu lassen, während eine Stärke von mehr als 8 μΐη die Vakuumdichtigkeit in Gefahr bringt.

Die Streifenbreite der Ausläufer 34 beträgt im dargestellten Falle beiderseits etwa 1,5 mm. Überraschenderweise hat sich ergeben, daß diese Streifenbreite eine Anzeige über die Qualität der Einschmelzung ergibt.

Bei wesentlich schmäleren Ausläufern ist der ίο Schutz gegen Oxydation des Molybdänkernes nicht gewährleistet, während das Vorhandensein wesentlich breiterer, z. B. bis zum Rand der Quetschung reichender Ausläufer auf unzureichende Vakuumdichtheit der Einschmelzung deuten dürfte.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Lampe mit wenigstens einer in Quarz oder Hartglas mit einem Ausdehnungskoeffizienten kleiner als 2· 10~^β eingeschmolzenen

so streifenförmigen Folie, deren Stärke von der Mitte zum Rand hin abnimmt und die aus einem Kern aus hochschmelzendem, jedoch bei der Erweichungstemperatur des Quarzes oder des Hartglases leicht oxydierendem Metall und einer diesen Kern umgebenden und ihn gegen Oxydation schützenden Schicht besteht, die ein bei der in Frage kommenden Temperatur nicht oder nur sehr wenig oxydierendes Metall enthält, wie z. B. Chrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Kernes in der Mitte größer als 15 μΐη und kleiner als 70 μΐη ist und daß die schützende Metallschicht aus einer auf den Kern aufgebrachten 1 bis 8 μΐη starken Zwischenschicht aus einer Legierung aus dem Kernmaterial und dem schützenden Metall mit nach außen abnehmendem Kernmaterialgehalt und einer die Zwischenschicht umgebenden 0,5 bis 4 μπα starken Außenschicht besteht, die aus dem Schutzmetall und/oder dessen Oxyde und gegebenenfalls noch geringen Mengen des Kernmaterials besteht und deren Schmelzpunkt niedriger ist als die Erweichungstemperatur des Quarzes oder des Hartglases.

2. Elektrische Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie beiderseits Ausläufer aufweist.

3. Elektrische Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenbreite der Ausläufer beiderseits etwa 1,5 mm beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 646 242, 686 047; Patentschrift 4 689 des Amtes für Erfmdungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

USA.-Patentschrift Nr. 2 304 297.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen