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Doppelendige elektrische Glühlampe Die Erfindung betrifft eine doppelendige
elektrische Glühlampe mit einem Kolben aus einem glasartigen Material, welcher einen
rohrförmigen, gasgefüllten Hauptteil aufweist, in dem ein wendelförmiger Leuchtkörper
angeordnet ist, dessen beide Enden mit zwei Einführungsdrähten verbunden sind, die
sich durch die Endteile des Kolbens nach außen erstrecken, welche seitlich vom Hauptteil
des Kolbens wegführen und Einschmelzstellen umfassen, bei denen ein kurzes Stück
der Kolbenwand vakuumdicht um die Einführungsdrähte gequetscht ist.
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Bei einer bekannten elektrischen Soffittenlampe der obenerwähnten
Art ist der Leuchtkörper durch eine Anzahl von Stützen an einem im Kolben angeordneten
und parallel zu dessen Achse verlaufenden Glasstab gehaltert und mit seinen Enden
über Einführungsdrähte mit vakuumdichten Durchführungen verbunden, die sich am Ende
seitlicher Ansätze des Kolbens befinden (französische Patentschrift 704 291). Solche
Lampen können ohne Behinderung durch die Anschlüsse mit aneinander angrenzenden
Enden koaxial angeordnet werden. Für Glühlampen höherer Leistung, z. B. Infrarotstrahler,
ist diese bekannte Lampenkonstruktion jedoch nicht geeignet, da der Abstand der
Einschmelzstellen vom Hauptteil des Kolbens, der den Leuchtkörper enthält, relativ
klein ist und die Einschmelzstellen daher durch überhitzung leicht beschädigt werden.
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Es ist ferner aus der USA.-Patentschrift 1430 354 bekannt, den Sockel
einer Glühlampe hinter einem Reflektor und den den Leuchtkörper enthaltenden Hauptteil
des Kolbens vor dem Reflektor anzuordnen, um den Sockel gegen überhitzung durch
direkte Wärmestrahlung zu schützen.
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Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 615 329 eine doppelendige
Glühlampe für Meßinstrumente mit kreisförmigem Zifferblatt bekannt, deren Kolben
die Form einer ringförmig zusammengebogenen Röhre hat und die einen glatten, nach
der Form der Röhre gebogenen Leuchtkörper enthält, welcher in mäßigen Abständen
durch kapillarartige Verengungen der Röhre gehalten wird. Diese Konstruktion ist
ebenfalls für hochbelastete Lampen nicht geeignet, da der Kolben an den kapillarartigen
Verengungen direkt mit dem Leuchtkörper in Berührung steht.
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Es ist ferner aus der USA.-Patentschrift 263 304 eine Kohlenfadenlampe
bekannt, die mehrere, durch Metalldrähte in Reihe geschaltete, als Leuchtkörper
dienende Kohlefäden enthält. Die Kohlefäden sind von ellipsoidförmigen Kolbenteilen
umgeben, deren rohrförmige Enden um die metallischen Verbindungsdrähte gequetscht
sind. Es können drei Kohlefäden in drei Kolbenteilen vorhanden sein, und die Verbindungsdrähte
und Anschlußdrähte können zusammen mit den rohrförmigen Enden so gebogen sein, daß
sich eine Glühlampenanordnung in Form eines geschlossenen Hufeisens ergibt.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 900 771 ist schließlich ein Verfahren
zur Herstellung von rohrförmigen, doppelendigen Glühlampen bekannt, bei welchen
ein wendelförmiger Leuchtkörper, dessen Enden mit Einführungsdrähten, die teilweise
folienartig verbreitert sind, senkrecht in einem rohrförmigen Kolben angeordnet
wird, in den von unten ein Inertgas eingeleitet wird. Der Kolben wird dann im Bereich
der Einführungsdrähte erhitzt und zusammengequetscht, so daß sich die üblichen vakuumdichten
Folieneinschmelzungen ergeben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine doppelendige
elektrische Glühlampe der eingangs genannten Art anzugeben, die hoch belastbar ist,
mit anderen, entsprechenden Lampen koaxial mit aneinander angrenzenden Enden montiert
werden kann und so ausgebildet ist, daß die empfindlichen Einschmelzstellen weitestgehend
gegen die beim Betrieb der Lampe entstehende Hitze geschützt sind.
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Diese Aufgabe wird bei einer doppelendigen elektrischen Glühlampe
mit einem Kolben aus einem
glasartigen Material, welcher einen rohrförmigen,
gasgefüllten Hauptteil aufweist, in dem ein wendelförmiger Leuchtkörper angeordnet
ist, dessen beide Enden mit zwei Einführungsdrähten verbunden sind, die sich durch
die Endteile des Kolbens nach außen erstrecken, welche seitlich vom Hauptteil des
Kolbens wegführen und Einschmelzstellen umfassen, bei denen ein kurzes Stück der
Kolbenwand vakuumdicht um die Einführungsdrähte gequetscht ist, gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß örtlich begrenzte und von den Einschmelzstellen entfernte Stücke
des Kolbens in der Nähe des leuchtkörperseitigen, direkt an den sich nur durch den
Hauptteil des Kolbens erstreckenden Leuchtkörper angeschlossenen Enden der Einführungsdrähte
um letztere zusammengedrückt sind, und daß sich die vom Hauptteil des Kolbens aus
außerhalb der zusammengedrückten Stücke befindlichen Endteile des Kolbens infolge
einer Biegung der zusammengedrückten Stücke in seitlicher Richtung ein beträchtliches
Stück vom Hauptteil des Kolbens weg erstrecken.
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Bei der Lampe gemäß der Erfindung erfolgt also die vakuumdichte Abdichtung
der Einführungsdrähte und die Halterung der leuchtkörperseitigen Enden der Einführungsdrähte
durch verschiedene, räumlich getrennte Kolbenteile. Auf diese Weise ist eine sichere
Halterung des Leuchtkörpers gewährleistet, ohne daß eine überhitzung der empfindlichen
Einschmelzungen zu befürchten ist.
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Vorzugsweise stehen der Innenraum des Hauptteiles des Kolbens und
die Innenräume der dazu querverlaufenden Teile des Kolbens durch Kanäle in den zusammengedrückten,
gebogenen Stücken des Kolbens in Verbindung.
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Die gebogenen und zusammengedrückten Stücke des Kolbens weisen einen
im wesentlichen I-förmigen Querschnitt auf und sind vorzugsweise in einer Ebene
gebogen, die den Steg des I-Profiles enthält.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Glühlampe nach der Erfindung, bei
welchem ein wendelförmiger Leuchtkörper, dessen Enden mit langen Einführungsdrähten
verbunden sind, in einen länglichen rohrförmigen Kolben aus einem glasartigen Material
so eingebracht wird, daß sich die Einführungsdrähte über die Kolbenenden hinaus
erstrecken, die äußeren Kolbenenden erhitzt und vakuumdicht um die Einführungsdrähte
gepreßt werden und der Kolben mit einem Inertgas gefüllt wird, ist gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß Stücke des Kolbens, die sich bei den leuchtkörperseitigen
Enden der Einführungsdrähte befinden, erhitzt und um die Einführungsdrähte zusammengedrückt
werden, und daß diese zusammengedrückten Stücke mit den Einführungsdrähten derart
gebogen werden, daß die Endteile des Kolbens mit den von ihnen umschlossenen Teilen
der Einführungsdrähte quer zu dem den Leuchtkörper enthaltenden Hauptteil des Kolbens
verlaufen.
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Vorzugsweise wird das Inertgas während des Zusammendrückens und Verschmelzens
des Kolbens unter einem den Atmosphärendruck nicht wesentlich übersteigenden Druck
eingefüllt.
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Gemäß einer Ausgestaltung dieses Verfahrens wird der Kolben am leuchtkörperseitigen
Ende der Einführungsdrähte so zusammengedrückt, daß in den zusammengedrückten Stücken
Kanäle offenbleiben.
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Das Inertgas kann in an sich bekannter Weise durch einen zwischen
den Kolbenenden gelegenen Füllstutzen eingeführt und letzterer schließlich abgeschmolzen
werden.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert, es zeigen F i g. 1 bis 4 Schnittausichten durch eine Lampe gemäß
der Erfindung während der verschiedenen Stufen ihrer Herstellung, F i g. 5 und f
Schnitte durch die zusammengedrückten Stücke und Einschmelzstellen des Lampenkolbens
längs den Ebenen 5-5 in F i g. 2 und 6-6 in F i g. 3, F i g. 7 eine perspektivische
Ansicht eines Endteiles der Lampe, F i g. 8 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines
anderen Herstellungsverfahrens für die Lampe und F i g. 9 und 10 Seitenansichten,
die zur Erläuterung wieder anderer Herstellungsverfahren dienen.
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Ein Verfahren zur Herstellung einer Lampe gemäß der Erfindung ist
in den F i g.1 bis 4 dargestellt. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, wird in einen
langgestreckten, rohrförmigen Kolben 1 aus einem glasartigen Material eine Anordnung
montiert, die aus einem als Leuchtkörper dienenden gewendelten Wolframdraht 2, einer
Anzahl von Stützen 3 und Einführungsdrähten 4 besteht. Die Stützen 3 bestehen vorzugsweise
aus Tantalscheiben, die in Abständen längs des Leuchtkörpers 2 angeordnet sind.
Der Durchmesser der Scheiben ist vorzugsweise etwas kleiner als der Innendurchmesser
des Kolbens. Der Leuchtkörper wird dadurch an der Innenwand des Kolbens abgestützt,
Die inneren Enden der Einführungsdrähte 4, die länger als gewöhnlich sind, sind
mit den entsprechenden Enden des Leuchtkörpers 2 verbunden und erstrecken sich in
Längsrichtung aus dem Inneren des Kolbens 1 heraus. Bei Verwendung eines Quarzkolbens
bestehen. die Einführungsdrähte 4 vorzugsweise aus Molybdän; sie besitzen in der
Mitte ein sehr dünnes, folien- oder bandartiges Teil 5, das sich vakuumdicht in
den Quarzkolben einschmelzen läßt.
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Zur Füllung des Kolbens 1 mit einem Gas und zum Einschmelzen der Leuchtkörperanordnung
wird die vormontierte Lampe senkrecht in eine Einschmelzeinrichtung bekannter Bauart
eingebracht. Die Leuchtkörperanordnung hängt an einem durchbohrten Halter 6, der
an das Außenende des oberen Einführungsdrahtes 4 angeschraubt ist und einen Gummistopfen
7 besitzt, der in das obere Ende des Kolbens 1 eingedrückt wird und dieses
von der Atmosphäre abschließt. Der Einführungsdraht 4 wird zwischen einer Stellschraube
8 im Körper des Halters 6 und dem Ende eines Klemmhebels 9 eingeklemmt, der schwenkbar
auf einem Stift 10 gelagert ist und normalerweise durch eine Druckfeder 11 gegen
die Schraube 8 gedrückt wird. Das untere Ende des unteren Einführungsdrahtes 4 wird
nach unten gezogen, um den Leuchtkörper 2 geringfügig zu recken, und ist in einer
öffnung eines Spannfutters 12 eingeklemmt.
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Die Luft im Kolben 7l wird durch ein inertes Gas, wie Argon, verdräng
das durch einen Stutzen 13 in der Mitte des Kolbens eingeführt wird und durch das
untere Ende des Kolbens ausströmt.
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Kurz nachdem die Spülung mit dem Inertgas begonnen hat, wird der Kolben
1. in dem Bereich um das innere Ende des unteren Einführungsdrahtes 4 erhitzt und
erweicht und dann mittels geeigneter Klemmbacken um den unteren Einführungsdraht
zusammengequetscht,
so daß ein zusammengedrücktes Stück 14, das
in F i g. 2 dargestellt ist, entsteht. Der Kolben ist im Bereich des Stückes 14
nur teilweise zusammengedrückt, vorzugsweise zu einem I-förmigen Querschnitt, der
aus F i g. 6 ersichtlich ist, so daß zwei sich in Längsrichtung erstreckende Kanäle
15 verbleiben, durch die das Inertgas weiter aus dem Kolben entweichen kann.
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Anschließend wird nun das untere Ende des Kolbens 1 erhitzt und erweicht
und sodann um das folienförmige Teil 5 des unteren Einführungsdrahtes 4 zusammengequetscht,
so daß am unteren Ende des Kolbens die in F i g. 3 und 5 sichtbare, luftdichte Folieneinschmelzung
gebildet wird. Der Druck des Inertgases im Kolben darf zu diesem Zeitpunkt nicht
nennenswert ansteigen, da sonst der erweichte Kolben zerstört werden könnte, was
man durch ein geeignetes Überdruckventil vermeiden kann.
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Nun wird der Halter 6 vom oberen Ende des Kolbens 1 abgenommen, der
Kolben wird umgekehrt, und das untere Ende des dann unteren Einführungsdrahtes 4
wird in das Futter 12 eingespannt. Während dieser Manipulation läßt man dauernd
Inertgas durch den Stutzen 13 in den Kolben strömen, um Luftreste zu verdrängen,
die etwa in dem vorher oberen Teil des Kolbens verblieben waren.
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Nun wird, wie vorher, das das innere Ende des Einführungsdrahtes 4
umgebende Stück des Kolbens l erhitzt und teilweise zusammengedrückt, wie bei
14 in F i g. 2 und 6 dargestellt ist, und als nächstes wird dann das untere
Ende des Kolbens erweicht und zusammengequetscht, um die vakuumdichte Einschmelzstelle
16 in F i g. 3 und 5 zu bilden.
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Nach der Fertigstellung der Einschmelzstellen wird die Lampe in eine
geeignete Formvorrichtung gebracht, an den zusammengequetschten Stücken 14 erhitzt
und erweicht und gebogen, so daß die Endteile 17 (F i g. 4) gebildet werden, die
sich seitlich vom Hauptteil des Lampenkolbens, das den Leuchtkörper 2 enthält, weg
erstrecken. Der Druck des Inertgases wird dabei durch ein geeignetes Ablaßventil
in der Speiseleitung gleichmäßig und in der Nähe des Atmosphärendruckes gehalten.
Schließlich wird der Pumpstutzen 13 bei 18 abgeschmolzen, so daß im Kolben 1 eine
entsprechende Gasfüllung verbleibt.
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Der I- oder H-förmige Querschnitt der zusammengedrückten und gebogenen
Stücke 14 ermöglicht nicht nur, die Kanäle 15 bequem zu bilden, sondern bewirkt
auch eine Verstärkung der seitlichen Enden. Wie aus F i g. 4 und 7 ersichtlich ist,
werden die zusammengedrückten Stücke 14 vorzugsweise in der Ebene des Steges des
I-Profiles gebogen. Die flachen Einschmelzstellen 16 können, wie dargestellt, in
einer Ebene senkrecht zur Ebene des U-förmigen Kolbens liegen, gewünschtenfalls
können sie jedoch auch um 90° gedreht werden, so daß sie in dieser Ebene liegen.
Gewünschtenfalls können die Einschmelzstellen 16 auch einen I-förmigen Querschnitt,
ähnlich wie in F i g. 6 dargestellt ist, besitzen, der Kolben wird dabei jedoch
vollständig zusammengequetscht, so daß keine Kanäle 15 verbleiben. In diesem Fall
können die Stücke 14 und die Einschmelzstellen 16 mit denselben Quetschbacken gebildet
werden, wenn man Vorkehrungen trifft, daß diese bei den Stücken 14 nicht vollständig
schließen, so daß Kanäle 15 offenbleiben.
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Bei Verwendung als Infrarotstrahler kann die Lampe mit dem Hauptteil
des Kolbens im Inneren einer Umhüllung, wie eines Ofens oder Reflektors, angeordnet
werden, während sich die Endteile 17 durch Öffnungen in der Wand der Umhüllung nach
außen erstrecken. Die frei liegenden Enden der Einführungsdrähte 4 werden dadurch
gegen die hohen Temperaturen und die dadurch verursachte Oxydation geschützt, die
zu einem Brechen der Einschmelzstellen 16 und einer Zerstörung der Dichtung führen
kann.
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Lampen ohne Pumpstutzen kann man gewünschtenfalls nach dem in Verbindung
mit F i g. 8 beschriebenen Verfahren herstellen. Der Kolben 1 und die Leuchtkörperanordnung
2 mit den Einführungsdrähten 4 werden in gleicher Weise in senkrechter Lage montiert,
das nicht dargestellte obere Ende wird dicht verschlossen, beispielsweise mit einem
Halter 6, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist. Das Inertgas zum Ausspülen des Kolbeninneren
wird durch eine hohle Nadel 20 in das untere Ende des Kolbens 1 eingeführt. Der
Kolben wird dann im Bereich des Stückes 14 erweicht und teilweise zusammengequetscht,
so daß sich ein I-förmiger Querschnitt, wie in F i g. 6 dargestellt ist, ergibt,
bei dem Kanäle 15 frei bleiben, die ein Durchtreten von Gas erlauben. Nun wird das
untere Ende des Kolbens bis zur Erweichung erhitzt und die Nadel 20 zurückgezogen;
anschließend wird der erweichte Bereich, wie bei 16 in F i g. 3 und 5 gezeigt ist,
zusammengedrückt, so daß das bandförmige Teil 5 des Einführungsdrahtes 4 luftdicht
vom Kolben umschlossen wird. Nun wird die Lampe umgekehrt, der Halter 6 entfernt
und die Nadel 20 in das noch offene, nun nach unten weisende Ende des Kolbens
eingeführt. Der Kolben wird nun in der gleichen Weise, wie oben beschrieben wurde,
an den Stücken 14 und Einschmelzstellen 16 (F i g. 2 und 3) erhitzt und zusammengequetscht
und erhält auf diese Weise eine endgültige Gasfüllung, deren Druck bei Zimmertemperatur
etwa 500 bis 600 Torr beträgt. Anschließend kann die Lampe an den Stücken 14 erhitzt
und gebogen werden, so daß eine Lampe entsteht, die in allem, mit Ausnahme des Fehlens
des Pumpstutzenrestes 18, der in F i g. 4 dargestellten Lampe entspricht.
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Das eben beschriebene Verfahren kann dahingehend abgewandelt werden,
daß man den Kolben 1 von oben mit Inertgas spült, das zusammengepreßte Stück 14
und die Folieneinschmelzung 16 am unteren Ende zuerst bildet, den Lampenkolben dann
umkehrt, mit Gas durch die Nadel 20 spült und die zusammengequetschten Stücke
14 und die Einschmelzstellen 16, wie in Verbindung mit F i g. 8 beschrieben
wurde, bildet.
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In F i g. 9 und 10 sind die anfänglichen Verfahrensschritte eines
derzeit bevorzugten Verfahrens dargestellt. Der Kolben 1 wird hier bei einem Druck
etwas unterhalb des Atmosphärendruckes mit Inertgas gespült und gefüllt, und die
Enden des Kolbens werden bei 16 in irgendeiner geeigneten Weise hermetisch verschlossen.
Dies kann beispielsweise ebenso erfolgen, wie in Verbindung mit F i g. 1 und 3 beschrieben
wurde, hierbei unterbleibt jedoch die Bildung des zusammengedrückten Stückes 14.
Eine andere Möglichkeit ist die, die in Verbindung mit F i g. 8 beschrieben wurde,
das Zusammenquetschen des Stückes 14 unterbleibt hier ebenfalls.
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Die die inneren Enden der verlängerten Einführungsdrähte 4 umgebenden
Teile des Kolbens werden dann durch einander gegenüberliegende Brenner
(F
i g. 10) erhitzt, die schmale, bandförmige Flammen liefern, bis der Kolben zu einem
I-förmigen Querschnitt 14 zusammenfällt, wie in F i g. 6 dargestellt ist. Hierbei
ist es jedoch gleichgültig, ob Kanäle 15 offenbleiben oder ob der zusammengefallene
Kolben bei 14 dicht schließt. Man bildet die zwei zusammengedrückten Stücke 14 der
beiden Endteile des Kolbens vorzugsweise nacheinander, um zu vermeiden, daß die
Temperatur und der Druck der Gasfüllung so weit ansteigen, daß der Kolben in den
erweichten Bereichen aufgeblasen wird. Während der Kolben von der Bildung der zusammengedrückten
Stücke 14 noch plastisch ist, kann er in die in F i g. 4 dargestellte Form gebogen
werden.