DE1589365C

DE1589365C - Incandescent lamp

Info

Publication number: DE1589365C
Authority: DE
Inventors: Eizo Chigasaki Goto (Japan). H05b 41-232
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Publication date: 1972-06-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühlampe mit einem aus einer Glaslinse und einem Metallreflektor bestehenden Kolben, bei der das Reflektormetall im wesentlichen den gleichen Ausdehnungskoeffizienten hat, wie das Linsenglas, bei der die Reflektorinnenfläche mit einer lichtreflektierenden metallischen Schicht versehen ist und bei der die Glühkörperdrahtwendel von Stromzuleitungsdrähten gehalten ist, die in Durchführungsöffnungen des Metallreflektors mittels Glas eingeschmolzen sind.The invention relates to an incandescent lamp with a glass lens and a metal reflector Piston in which the reflector metal has essentially the same coefficient of expansion has, like the lens glass, in which the reflector inner surface with a light-reflecting metallic Layer is provided and in which the filament filament is held by power supply wires, which are melted in through openings of the metal reflector by means of glass.

Bei der Herstellung von Glühlampen mit einem aus einer Glaslinse und einem Metallreflektor bestehenden Kolben war es bisher üblich, die Glaslinse genau auf den metallischen Reflektor aufzupassen und dann diese beiden Teile durch Erhitzen längs ihres Umfanges zu verschweißen. Zu diesem Zweck besitzen das Glas der Linse und das Metall des Reflektors den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Die Glühdrahtwendel, die durch die Stromzuleitungsdrähte gehalten wird, sitzt bei diesen herkömmliehen Verfahren zur optischen Justierung auf einer metallischen Scheibe, die in den Zuführungsstutzen des Kolbens, der sich am hinteren Ende des Reflektors befindet, eingepaßt wird. Zur Abdichtung des Kolbens wird auch dieser Zuführungsstutzen mit Glas verschmolzen. Diese herkömmliche Glühlampenherstellung hat zahlreiche Nachteile. Die Herstellung ist äußerst aufwendig und sehr kompliziert, da für eine Glühlampe hoher Qualität eine äußerst präzise Bearbeitung sowohl des Linsenrandes als auch des Reflektorrandes und ebenso des Durchführungsstutzens und der Tragscheibe für die Glühdrahtwendel erforderlich sind. Das Aufeinanderpassen dieser Teile bestimmt nämlich weitgehend die optische Justierung und damit die Qualität der Glühlampe. Ein weiterer erheblicher Nachteil besteht darin, daß zum Verschweißen der Glaslinse mit dem metallischen Reflektor die Berührungsstelle längs des Umfanges des Glühlampenkolbens verhältnismäßig hoch erhitzt werden muß, was leicht zu einer Be-Schädigung des reflektierenden Metallbelaees auf der Innenseite des Reflektors führen kann. Weiter sind zum Verschmelzen der Stromzuführungen für die Glühdrahtwendel Flußmittel erforderlich, die noch große Mengen von schädlichem Gas während des Betriebes in das Innere des Glühlampenkolbens abgeben können, was die Lebensdauer der Glühlampe verringert.In the manufacture of incandescent lamps with one consisting of a glass lens and a metal reflector Pistons, it was customary up to now to match the glass lens precisely to the metallic reflector and then weld these two parts by heating along their circumference. To this end the glass of the lens and the metal of the reflector have the same coefficient of thermal expansion. The filament filament, which is held by the power supply wires, sits in these conventionally Process for optical adjustment on a metallic disc that is inserted into the feed nozzle of the piston, which is located at the rear end of the reflector, is fitted. To seal the Piston, this feed nozzle is also fused to glass. This conventional light bulb manufacture has numerous disadvantages. The production is extremely expensive and very complicated, because for a high quality incandescent lamp an extremely precise machining of both the lens edge and also of the reflector edge and also of the bushing and the support plate for the filament filament required are. The fact that these parts fit together largely determines the optical adjustment and thus the quality of the light bulb. Another significant disadvantage exists in that for welding the glass lens to the metallic reflector, the point of contact along the The circumference of the incandescent lamp bulb must be heated to a relatively high level, which can easily lead to damage the reflective metal coating on the inside of the reflector. Are further to fuse the power supply lines for the filament filament flux required, which is still large amounts of harmful gas into the interior of the bulb during operation can give off, which reduces the service life of the incandescent lamp.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und eine Glühlampe anzugeben, die in einfacher Weise hergestellt werden kann, wobei eine gute optische Justierung der Lampe in einfacher Weise möglich ist, ohne daß die einzelnen Teile mit hoher Präzision bearbeitet werden müssen. Das Zuschmelzen des Glühlampenkolbens soll dabei mögliehst schnell und ohne starkes Erhitzen geschehen, so daß das Material, insbesondere die reflektierende Schicht des Reflektors, möglichst wenii? beansprucht wird, so daß keine Gefahr der Beschädigung besteht.It is the object of the invention to avoid these disadvantages and to provide an incandescent lamp which can be produced in a simple manner, with a good optical adjustment of the lamp in a simple manner Way is possible without the individual parts having to be machined with high precision. The melting of the light bulb should be done as quickly as possible and without excessive heating, so that the material, especially the reflective layer of the reflector, should be less? claimed so that there is no risk of damage.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Glühlampe der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Glaslinse mit dem Metallreflektor und der Rand der in an sich bekannter Weise in Reflektoransätzen vorgesehenen Durchführungsöifnungen mit den Stronr/uleitiingsdrähten durch Eintauchen des Linsenrandes und des Reflektorrandes sowie der Reflektoransätzc in geschmolzenes Glas verbunden sind.According to the invention, this is achieved in an incandescent lamp of the type mentioned in that the glass lens with the metal reflector and the edge of the reflector approaches in a manner known per se provided through-holes with the power supply wires by dipping the edge of the lens and the reflector edge and the reflector lugs are connected in molten glass.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.The following is a preferred embodiment of the invention with reference to the attached Drawing explained in more detail.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Durchführen des Eintauchens im Schnitt;F i g. Fig. 1 shows a device for performing immersion in section;

F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung der F ig. 1;F i g. 2 shows a modification of the device of FIG. 1;

F i g. 3 zeigt vergrößert einen Teil des abgedichteten Umfangrandes einer Glühlampe im Schnitt;F i g. Fig. 3 shows, on an enlarged scale, part of the sealed peripheral edge of an incandescent lamp in section;

F i g. 4 zeigt im Schnitt das Befestigen der Glühdrahtwendel; F i g. 4 shows in section the fastening of the filament filament;

Fig. 5 zeigt vergrößert im Schnitt einen abgedichteten Reflektoransatz.Fig. 5 shows enlarged in section a sealed Reflector attachment.

Zum Abdichten des Glühlampenkolbens wird ein Glas verwendet, das im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt wie der metallische Reflektor, die Drahtzuführungen, die die Drahtwendel tragen, und die Glaslinse. Dieses zur Abdichtung verwendete Glas wird im folgenden als Verschmelzungsglas bezeichnet.A glass that is essentially the same is used to seal the incandescent lamp envelope Like the metallic reflector, the wire feeds that have the Wear a wire coil, and the glass lens. This glass used for sealing is hereinafter referred to as Fusing glass called.

Das Verschmelzungsglas wird in einem Tiegel im geschmolzenen Zustand gehalten, wozu entweder eine elektrische Heizung oder ein Brenner verwendet werden kann. Es wird eine Viskosität dieses Glases von etwa 50 bis 100 Poise bevorzugt, jedoch kann die Viskosität gegebenenfalls auch außerhalb dieses Bereiches liegen.The fusion glass is kept in a molten state in a crucible, including either an electric heater or burner can be used. It becomes a viscosity of this glass from about 50 to 100 poise is preferred, but the viscosity can optionally also be outside this Area.

Bei der Herstellung der Glühlampe, die z. B. eine parabolische Reflektorinnenfläche besitzen kann, werden zuerst die Zuführungsdrähte, die die Glühdrahtwendel tragen, in den offenen Reflektoransatz, der nach hinten vorsteht, eingeführt. Die Zuführungsdrähte werden dabei so gehalten, daß sie nicht mit \ den Innenwänden des Ansatzes in Berührung korn- ] men. Wenn die Glühdrahtwendel mit Hilfe der ^j Zuführungsdrähte in bezug auf den Reflektor geeignet justiert ist, wird das Ende des Reflektoransatzes zusammen mit den Enden der Zuführungsdrähte in das flüssige Verschmelzungsglas eingetaucht. Anschließend werden diese Teile wieder hochgezogen, so daß ein Teil des Verschmelzungsglases an den Metallteilen hängen bleibt, worauf der so abgedichtete Teil erkalten gelassen wird. Auf diese Weise werden die Stromzuleitungsdrähte im Reflektoransatz befestigt, wobei sie durch das Verschmelzungsglas elektrisch von dem Ansatz isoliert sind. Sodann wird der mit der Glühdrahtwendel versehene Reflektor und die Glaslinse mit Hilfe einer optischen Einrichtung genau justiert und zusammengeklemmt. Die Umfangskanten dieses zusammengeklemmten Glühlampenkolbens werden sodann fortschreitend gewöhnlich in einer Tiefe von 1 bis 2 mm in das geschmolzene Verschmelzungsglas eingetaucht, indem der zusammengeklemmte Kolben horizontal um die Achse des Reflektorparaboloids gedreht wird. Anschließend wird der Kolben abgekühlt und damit die Herstellung der Glühlampe beendet.In the manufacture of the incandescent lamp that z. B. can have a parabolic reflector inner surface, the lead wires that carry the filament filament are first inserted into the open reflector attachment that protrudes to the rear. The lead wires are held so as not to grain-with \ the inner walls of the neck into contact men]. When the filament filament is ^{suitably adjusted with respect to the reflector with the aid of the j lead} wires, the end of the reflector attachment is immersed together with the ends of the lead wires in the liquid fusion glass. These parts are then pulled up again, so that part of the fusing glass remains hanging on the metal parts, whereupon the part sealed in this way is allowed to cool. In this way, the power supply wires are secured in the reflector attachment, and they are electrically isolated from the attachment by the fusing glass. The reflector provided with the filament filament and the glass lens are then precisely adjusted and clamped together with the aid of an optical device. The peripheral edges of this clamped bulb envelope are then progressively immersed, usually to a depth of 1 to 2 mm, in the molten fusion glass by rotating the clamped bulb horizontally about the axis of the reflector paraboloid. The bulb is then cooled, thus ending the manufacture of the incandescent lamp.

Die genaue Justierung der Glühdrahtwendel kann durch herkömmliche mechanische oder optische Einrichtungen ausgeführt werden. Da zur Justierung der Glühdrahtwendel nicht wie bei dem herkömmlichen Verfahren eine Metallscheibe verwendet wird, kann die Justierung der Glühdrahtwendel leicht in einer inerten Gasatmosphärc durch eine optische Einrichtung durchgeführt werden, d. h., die Justierung kann ausgeführt werden, während die Glühdrahtwendel durch elektrisches Beheizen zum Leuchten gebracht wird.The exact adjustment of the filament filament can be done by conventional mechanical or optical devices are executed. Since it is not used to adjust the filament filament as with the conventional one Using a metal disk, the adjustment of the filament filament can be easily done in one process inert gas atmosphere through optical means, d. i.e. the adjustment can be run while the filament filament is glowing by electrical heating is brought.

Da die Glaslinse und der Metallreflektor, nachdem sie optisch aufeinander justiert sind, fest zusammengeklemmt werden, ist ein Verrutschen oder Verschieben dieser Teile gegeneinander beim Abdichten nicht möglich, was bei dem herkömmlichen Verschweißen dieser Teile leicht auftreten kann. Außerdem ist keine genaue Bearbeitung der aneinanderstoßenden Ränder von Glaslinse und Reflektor erforderlich, da die Abdichtung durch das zusätzliche Verschmelzungsglas geschieht, welches auch eventuell bei der optischen Justierung auftretende Spalte zwischen Linse und Kollektor verschließt. Da das Verschhmelzen nur wenig Zeit und eine relativ niedrige Temperatur erfordert, ist eine Beschädigung der auf der Reflektorinnenseite aufgebrachten Reflektionsschicht praktisch ausgeschlossen. Da außerdem keine Metallscheibe zur Justierung der Stromzuleitungsdrähte erforderlich ist, sondern diese mit Hilfe des Verschmelzungsglases direkt in dem Reflektoransatz befestigt werden, ist auch kein zusätzliches Flußmittel erforderlich, das unerwünschte Gase abgeben kann. Insgesamt wird also die Herstellung der Glühlampe wesentlich vereinfacht, ihre Justierung erleichtert und die Menge des durch Fehler beim Herstellungsprozeß verursachten Ausschusses verringert. Because the glass lens and the metal reflector are firmly clamped together after they are optically adjusted to each other is a slipping or shifting of these parts against each other when sealing not possible, which can easily occur with conventional welding of these parts. Besides that no precise machining of the abutting edges of the glass lens and reflector is required, because the sealing is done by the additional fusing glass, which also possibly closes gaps between lens and collector that occur during optical adjustment. Because the merging Requiring only a little time and a relatively low temperature, the on is damaged the reflective layer applied to the inside of the reflector is practically impossible. Besides, there are no Metal washer to adjust the power supply wires is required, but this with the help of the Fusing glass attached directly in the reflector attachment is also not an additional flux required, which can give off undesired gases. So overall, the manufacture of the incandescent lamp significantly simplified, facilitated their adjustment and reduced the amount of rejects caused by errors in the manufacturing process.

Selbstverständlich kann dieses Herstellungsverfahren auch bei anderen Formen des Reflektors und der Glaslinse verwendet werden als bei der beschriebenen Form eines parabolischen Reflektors mit kreisförmigem Rand. Der offene Rand des Reflektors bzw. die Glaslinse können z. B. elliptische oder quadratische Form besitzen, und die Reflexionsoberfläche des Reflektors kann an Stelle eines Paraboloids die Form einer Halbkugel, eines Halbellipsoids oder einer Vereinigung von zwei oder mehreren dieser Formen besitzen oder sich aus mehreren ebenen Flächen zusammensetzen.Of course, this manufacturing process can also be used with other forms of reflector and of the glass lens can be used than in the described form of a parabolic reflector with a circular Edge. The open edge of the reflector or the glass lens can, for. B. elliptical or have a square shape, and the reflective surface of the reflector can take the place of a paraboloid the shape of a hemisphere, a semi-ellipsoid, or a union of two or more have these shapes or are composed of several flat surfaces.

In F i g. 1 sind eine Glaslinse 1, die aus einem Natriumsodableiglas hergestellt ist, das einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 98XlO-⁷ 11° C besitzt, und ein Reflektor 3 mit einer Dicke von 1 mm genau zusammengesetzt und miteinander verklemmt. Der Reflektor 3 ist aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt, im Inneren mit einer reflektierenden Metallschicht 2 überzogen, besitzt eine paraboloidförmige innere Oberfläche und hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten, der im wesentlichen gleich dem der Linse 1 ist. Der Umfangsrand des zusammengeklemmten Lampenkolbens wird sodann fortlaufend in einen Tiegel 4 mit geschmolzenem Glas getaucht, das im wesentlichen dieselben Eigenschaften wie das der Glaslinse 1 besitzt, wobei der zusammengeklemmte Glühlampenkolben um die Achse des Paraboloids des Reflektors gedreht wird. Die Wechselspannung einer Spannungsquelle 7 wird über eine variable Drossel 8 an zwei Elektroden 5 und 5' angelegt, um das Verschmelzungsglas durch die Joule'sche Wärme des Stromes, der zwischen den Elektroden durch das Verschmelzungsglas läuft, im geschmolzenen Zustand zu halten. An den miteinander zu befestigenden eingetauchten Rändern der Glaslinse und des Reflektors 3 haftet dabei eine gewisse Menge des Verschmelzungsglases, um diese Teile hermetisch abzudichten.In Fig. 1, a glass lens 1 is made of a Natriumsodableiglas which has a linear expansion coefficient of 98XlO- ⁷ 11 ° C, and a reflector 3 having a thickness of 1 mm exactly assembled and clamped together. The reflector 3 is made of a nickel-iron alloy, is coated on the inside with a reflective metal layer 2, has a paraboloid-shaped inner surface and has a coefficient of linear expansion which is substantially the same as that of the lens 1. The peripheral edge of the clamped lamp envelope is then continuously immersed in a crucible 4 with molten glass having essentially the same properties as those of the glass lens 1, the clamped incandescent lamp envelope being rotated about the axis of the paraboloid of the reflector. The alternating voltage of a voltage source 7 is applied to two electrodes 5 and 5 'via a variable choke 8 in order to keep the fusion glass in the molten state by the Joule heat of the current which runs between the electrodes through the fusion glass. A certain amount of the fusing glass adheres to the immersed edges of the glass lens and the reflector 3, which are to be fastened to one another, in order to hermetically seal these parts.

F i g. 2 zeigt eine Abwandlung dieser Anordnung, die eine noch wirkungsvollere Durchführung des beschriebenen Verfahrens gestattet. In dieser Ausführungsform wird die Wechselspannung der Spannungsquelle 7 über eine veränderliche Drossel 9 an den Metallreflektor 3 und die Elektrode 5 angelegt, um die Erwärmung des eingetauchten Randes des Lampenkolbens weiter zu begünstigen. Dabei kann gleichzeitig Luft aus einer Düse 12 gegen die Wand des Reflektors 3 in der Nähe der eingetauchten Teile aufgeblasen werden, um eine Kühlwirkung hervorzurufen, damit eine Beschädigung der reflektierenden Metallschicht 2 verhindert wird. Fig. 3 zeigt den abgedichteten und verschlossenen Randteil der Glühlampe, der durch das Verschmelzungsglas verbunden ist.F i g. FIG. 2 shows a modification of this arrangement, which enables the implementation of the procedure described permitted. In this embodiment, the AC voltage is the voltage source 7 applied to the metal reflector 3 and the electrode 5 via a variable throttle 9, to further promote the heating of the immersed edge of the lamp bulb. Here can at the same time air from a nozzle 12 against the wall of the reflector 3 in the vicinity of the submerged parts inflated to produce a cooling effect, thus damaging the reflective Metal layer 2 is prevented. Fig. 3 shows the sealed and closed edge portion of the Incandescent lamp connected by the fusing glass.

In Fig. 4 ist der Vorgang der Befestigung der Glühdrahtwendel dargestellt. Nickel-Eisen-Legierungsdrähte 15 und 16, die einen Durchmesser von 0,8 mm haben, werden jeweils durch die Ansätze 13 und 14 eingesetzt, von denen jeder einen äußerenIn Fig. 4, the process of fastening the filament coil is shown. Nickel-iron alloy wires 15 and 16, which have a diameter of 0.8 mm, are each supported by lugs 13 and 14 are used, each of which has an outer

ao Durchmesser von 5 mm besitzt und die jeweils 5 mm nach außen vorstehen und mit dem Reflektor 3 zusammen ausgebildet sind, der eine Wandstärke von 0,5 mm besitzt und aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt ist, die einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 102X10-⁷ 1/°C besitzt. Auf der parabolischen Innenfläche des Reflektors ist eine lichtreflektierende Aluminiumschicht 2 aufgebracht. Die Glühdrahtwendel wird genau in den Brennpunkt der reflektierenden Oberfläche gebracht. Während die Zuführungsdrähte im wesentlichen in der Mitte der Ansätze gehalten werden, werden die Ansätze in das geschmolzene Verschmelzungsglas 6, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 90XlO""⁷ cm/cm ⁰C und" eine Erweichungstemperatur von 580° C besitzt und auf eine Viskosität von 50 Poise gehalten wird, 2 Sekunden lang bis zu einer Tiefe von 3 mm eingetaucht und sodann wieder herausgezogen und bei Zimmertemperatur abgekühlt. Auf diese Weise erhält man den abgedichteten und verschlossenen Reflektoransatz bzw. Kolbenstutzen, wie er in Fig. 5 dargestellt ist. Verschmelzungsglas, das an den herausragenden Teilen der Zuführungsteile anhaftet, kann leicht entfernt werden, da sie sehr dünn sind.has ao diameter of 5 mm and 5 mm respectively protrude outward and are formed together with the reflector 3, which has a wall thickness of 0.5 mm and made of a nickel-iron alloy is produced which has a thermal expansion coefficient of 102X10- ⁷ 1 / ° C. A light-reflecting aluminum layer 2 is applied to the parabolic inner surface of the reflector. The filament filament is brought into the focal point of the reflective surface. While the lead wires are held essentially in the middle of the approaches, the approaches are in the melted fusing glass 6, which has a coefficient of thermal expansion of 90XlO "" ⁷ cm / cm ⁰ C and "a softening temperature of 580 ° C and to a viscosity of 50 Poise is held, immersed to a depth of 3 mm for 2 seconds and then pulled out again and cooled at room temperature adhered to the protruding parts of the feeder parts can be easily removed because they are very thin.

Claims

Claim:

Incandescent lamp with a bulb consisting of a glass lens and a metal reflector which the reflector metal has essentially the same coefficient of expansion as that Lens glass in which the inner reflector surface is covered with a light-reflecting metallic layer is provided and in which the filament filament is held by power supply wires, which are melted in through openings of the metal rescue tector by means of glass, characterized in that the glass Lens (1) with the metal reflector (3) and the edge of the reflector approaches in a manner known per se (13, 14) provided through openings with the power supply wires (15, 16) by dipping the lens edge and the reflector edge and the reflector attachments (13,14) are connected in molten glass.

1 sheet of drawings