DE1872047U

DE1872047U - Elektrische gluehlampe, insbesondere projektionslampe.

Info

Publication number: DE1872047U
Application number: DEG25037U
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1960-12-01
Filing date: 1961-12-01
Publication date: 1963-05-16
Also published as: ES271430A1; US3160776A

Description

BA. 21B176*29.3.63

General Electric Company, Scheneetady, N.Y. (V.St.A.)

Elektrische Glühlampe, insbesondere Projektionslampe

Die Erfindimg betrifft elektrische Glühlampen, insbesondere Projektionslampen mit einem Leuchtkörper gedrängter Bauart. Man ist bei Glühlampen ganz allgemein bestrebt, das Lampengefäß möglichst klein zu halteri ohne die Leistungsaufnahme des Leuchtkörpers zu verringern, besonders jedoch bei Projektionslampen, die in Geraten, beispielsweise Schmalfilmprojektionsapparaten, verwendet werden, in denen wenig Raum zur Verfugung steht.

' 1

Es hat sich gezeigt, daß solche Lampen mit einem Leuchtkörper verhältnismäßig hoher Leistungsaufnahme in einem verhältnismäßig kleinen Lampengefäß oft zu einem schnellen Abfall der Lichtausbeute neigen. Es war ein Ziel- der Erfindung, die Ursache dieses Mangels zu finden und zu beseitigen.

Es ist bekannt, daß im Betrieb der Lampe aus der glühenden Wendel oder Doppelwendel Elektronen austreten «und ein Teil des Wendelmetalls verdampft. Das im Lampengefäß enthaltene Gas steigt von der heißen Wendel nach oben rund wird durch die Gefäßwand wieder nach unten gelenkt. Von diesem beständigen Gasstrom werden die vom Leuchtkörper verdampften Metallteilchen raitgeführt, bis sie sich auf Innenteilender Lampe niederschlagen und die bekannte Schwärzung ergeben. Die mit den Metallteilehen mitgeführten Elektronen geben diesen eine negative elektrische Ladung.

Wenn die Gasströmung infolge sehr kleiner Gefäßabraessungen behindert wird, entwickelt sich eine den Leuchtkörper umgebende Raumladungswolke. Die einzelnen Ladungsträger sind infolge der abstoßenden Kräfte zwischen elekt^risehen Ladungen gleichen Vorzeichens bestrebt, nach außen zu irgendwelchen Flächen im'Larapengefäß zu wandern, deren elektrisches Potential die Ladungen aus der Raumladungswolke anzieht. Wenn diese Flächen von dem Lampenstromkreis hinreichend

isoliert sind, werden sie bald von den Ladungsträgern auf das gleiche Potential gebracht, das die Raumladungswolke hat, und daher weitere Ladungsträger nicht mehr anziehen sondern abstoßen, so daß an diesen Stellen keine zunehmende Schwärzung eintreten kann.

Wenn jedoch eine solche Fläche mit dem Larapenstromkreis- elektrisch leitend verbunden ist, fließen die von den Ladungsträgern an die Flächen abgegebenen Ladungen beständig ab, und der Niederschlag des Leuchtkörpermetalls auf dieser Fläche nimmt schnell zu.

Es ist ferner bekannt, daß Glas, das bei, normaler Temperatur als guter Isolator gilt, bei hohen Temperaturen eine merkbare elektrische Leitfähigkeit aufweist. In Lampen mit verhältnismäßig kleinem Gefäß und verhältnismäßig hoch belastetem Leuchtkörper kann es Glasteile geben, die im Betrieb merkbar elektrisch, leitend werden. Handelt es sich dabei um Glasteile, die einerseits mit den Stromzuführungsdrähten verbunden sind und andererseits auf ihrer dem Leuchtkörper zugewandten Fläche dem Niederschlag von geladenen Metallteilchen ausgesetzt sind, so kann auf dieser Fläche infolge des ständigen Abflusses der Ladungen eine rasche Schwärzung eintreten.

Wenn der Abstand zwischen 'den beiden Stromzuführungsdrähten im "Glas auch groß genug sein sollte, um trotz der durch Erwärmung zunehmenden Leitfähigkeit des Glases einen Kurzschlußstrom zu verhindern, so kann die starke Bedampfung mit Metallteilchen auf der Glasoberfläche jedoch eine metallisch leitende, elektrische Verbindung zwischen den Stromzuführungsdrähten herbeiführen und die Lampe unbrauchbar machen.

Die Erfindung weist nun einen Weg, all¹ diese Schwierigkeiten in elektrischen Glühlampen, insbesondere Projektionslampen, mit in einen Glasteil eingeschmolzenen Stromzuführungsdrähten und einem Leuchtkörper gedrängter Bauart in so geringem Abstand von der Einschmelzung, daß der Glasteil an seiner dem Leuchtkörper zugewandten Seite im Betrieb merkbar elektrisch leitend wird, zu vermeiden, und besteht darin, eine Isolierung zwischen den Stromzuführungsdrähten und dem Glasteil vorzu/sehen, deren elektrischer Widerstand wesentlich höher als derjenige des Glasteiles an der dem Leuchtkörper zugewandten Seite im Betrieb der Lampe ist und ausreicht, um einen elektrischen Strornfluß zwischen den Stromzuführungsdrähten durch den Glasteil zu verhindern. Der Widerstand beträgt mehr als etwa 100 Megohm. Die Isolierung kann in einem hochschraelzenden, keramischen, Aluminiumoxyd enthaltenden Überzug auf den Stromzuführungsdrähten oder in einem Aluminiumoxyd enthaltenden Keramikkörper bestehen, der in den Glasteil eingesetzt ist und Bohrungen zum Durchführen der Stromzuführungsdrähte besitzt. Der Glasteil, der im Betrieb elektrisch leitend wird, kann der Quetschfuß der Lampe oder der Träger eines im Lampengefäß angeordneten Reflektors sein, durch den die Stromzuführungsdrähte iiindurchgehen. ,

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt eine noch nicht gesockelie Projektionsglühlampe in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt.

Figur 2 zeigt das Gestell einer anderen Projektionsglühlampe *in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt.

Figuren 3 und 4 sind Seiten- und Vorderansicht einer noch anderen fertigen Projektionsglühlampe .

Figur 5 ist eine Querschnittsansi-eht der in Figuren j5 und 4 dargestellten Lampe. Figur 6 ist eine Schnittansicht eines Innenteiles der gleichen Lampe.

Figur 7 ist eine Schnittansicht eines Innenteiles einer anderen Projektionsglühlampe .

Figur 8 ist die Rückansicht des in Figur J dargestellten Innenteiles. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Figur 1 gezeigte Projektionsglühlampe hat ein zylindrisches Lampengefäjß 1 aus Glas, das an seinem oberen Ende einen lichtundurchlässigen Überzug 2 trägt.. Am unteren Ende ist das Lampengefäß von einem Quetschfuß abgeschlossen, der aus einem Tellerrohr 3* dem PumprÖhrchen 4 und der Quetschung 5 besteht. Die beiden in die Quetschung eingebetteten Stromzuführungsdrähten 6 sind mit zwei Halterpaaren 7 und 8 versehen. Das Halterpaar J trägt einen Isolierstab 9* in den zwei Halter 10 für den aus vier Wendelschenkeln bestehenden Leuchtkörper 11 eingebettet sind. Die beiden Leuchtkörperenden sind um die Halter 8 gewickelt und durch sie mit den Stromzuführungsdrähten 6 elektrisch leitend verbunden. In die Quetschung 5 ist außer den beiden Stromzuführungsdrähten 6 noch ein Halter 12 für den Leuchtkörper 11 eingebettet.

Die Stromzuführungsdrähte 6 sind etwa längs eines Drittels der Länge ihres in die Quetschung 5 eingeschmolzenen Abschnittes und über eine daran anschließende kurze Stecke innerhalb des Lampengefäßes mit einem hochschmelzenden, keramischen, Aluminiumoxyd enthaltenden Isolierüberzug 13 versehen. Der Überzug kann durch Eintauchen der Stromzuführungsdrähte' in eine Flüssigkeit aufgebracht werden, die im wesentlichen Aluminiumoxyd, Nitrozellulose und Amylazetat enthält. Die eingetauchten Stromzuführungsdrähte werden getrocknet und dann zweckmäßig mit einem Schutüack versehen, um zu verhindern, daß der keramische Überzug während der Lampenherstellung abgekratzt wird. Der Schutzlack kann aus Akryllack bestehen, z.B. aus einer Lösung von Methylmethakrylat oder Isobutylmethakrylat oder beiden in Azeton oder Methyläthylketon. Während des Einschmelzens der Stromzuführungsdrähte in die Quetschung wird der Lack ausgebrannt, so daß er in der fertigen Lampe nicht mehr nachweisbar ist. Selbstverständlich kann der Aluminiumoxyd enthaltende keramische Überzug auch auf andere Weise aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufsprühen in der Flamme. Auch andere keramische Oxyde als Aluminiumoxyd oder andere Materialien wie Stahlstromzuführungen mit einem Überzug aus eloxiertem Aluminium können für den Zweck der Erfindung geeignet sein.

Gute Erfahrungen wurden mit einer Tauchflüssigkeit gemacht, die wie folgt hergestellt wird: '

1000 g Aluminiumoxyd-Pulver, 60 g Aluminiumhydroxyd-Pulver und 600 ecm Wasser werden gemischt und in einer Kugelmühle eine Stunde gemahlen. Dann werden weitere 300 ecm Wasser hinzugefügt, und die Mischung wird in einem flachen Gefäß In einem Ofen bei 110 G getrocknet und dann pulverisiert. Sodann wird eine Flüssigkeit aus 224 ecm 85$iger Phosphorsäure und 700 ecm Wasser bereitet. 3OO g der Pulvermischung und 200 g der Flüssigkeit werden in einer Kugelmühle gemahlen und ergeben dann die Tauchflüssigkeit, welche nicht langer als zwei Tage aufbewahrt werden sollte, da sie bei Zimmertemperatur reagiert. \

Zum Aufbringen des Überzuges werden die vorgeheizten Strorazuführungsdrähte 6 in die Flüssigkeit getaucht, und es bildet sich ein gleichmäßiger-Überzug von etwa 50 Mikron Dicke, Wenn die Flüssigkeit eindickt, muß etwas Wasser hin^uge^~~~""-fügt werden. Die eingetauchten Stromzuführungsdrähte werden langsam in einem Ofen erhitzt, um die Flüssigkeit ohne Blasenbildung auszutreiben. Dann wird der Überzug eingebrannt, in dem er mittels offener Flammen auf etwa JÖO C erhitzt wird. Es entsteht ein harter Überzug, und die Stromzuführungsdrähte können in , die Quetschung eingeschmolzen werden.

Das Gestell einer Projektionslampe in Figur 2 besteht aus den beiden Stromzuführungsdrähten 6', die den doppelt gewendelten Leuchtkörper 11' tragen, dem Tellerrohr 3', dem Pumpröhrchen 4', der Quetschung 5^f und dem in die Quetschung 5' eingeschmolzenen Keramikkörper 14. Dieser besteht aus Aluminiumoxyd und weist Bohrungen 15 auf, durch die die Stromzuführungsdrähte 6' geführt sind. Der Keramikkörpir 14 ist so in die Quetschung 5' eingeschmolzen, daß er bis zu einer Tiefe von etwa einem Drittel der in Richtung der eingeschmolzenen Stromzuführungsdrahtabschnitte gemessenen Tiefe der Quetschung 5^T reicht und daß er mit seiner dem Leuchtkörper 11 ' zugewandten Seite etwas über die Quetschung 5' hinausragt.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Projektionsglühlampe mit einem Reflektor im Innern des Gefäßes. 1' bezeichnet das Lampengefäß, das eine Gasfüllung, z.B. aus Stick~ stoff und Argon bei einem Druck von etwa 1000 ram bei Zimmertemperatur enthält. 11 ' ist der doppelt gewendelte Leuchtkörper, de^ quer zur Gefäßlängsachse angeordnet und aus der Längsachse seitlioh herausgerückt ist. Der Leuchtkörper,11'

befindet sich im Brennpunkt des Reflektors 16, der irgendeine gewünschte Form haben kann. Bei einem ellipsoidischen Reflektor wird der Leuchtkörper 11^f in einem der Ellipsoid-Brennpunkte angeordnet. Der Leuchtkörper 11' ist an den Enden der beiden Stromzuführungsdrähte 6" befestigt, die durch el en Reflektor 16 hindurchgeführt sind und ihn gleichzeitig halten. Hinter demlReflektor 16 sind die Stromzuführungsdrähte 6" an Zwischenstrornzuführungen 17 befestigt, die ihrerseits von den Sockelstiften 18 getragen werden. Die Sockelstifte 18 sind im (nicht gezeigten) Preßglas-Scheibenfuß eingeschmolzen., der den Abschluß des Gefäßes 1' bildet. Der Reflektor 16 kann noch zusätzlich auf irgendeine Weise gehalten werden. In vorliegendem Fall ist zu diesem Zweck ein haarnadelförmiger Halterdraht 19 vorgesehen, dessen Enden an je einem blinden Sokkelstift 20 befestigt sind und dessen Bogenteil19' den Reflektor 1β stitzt. Die blinden Sockel/.stifte 20 sind ebenfalls in den schon erwähnten Scheibenfuß eingeschmolzen. Die Lampe ist mit einem Sockel 21 versehen. Das Lampengefäß 1' ist an seinem oberen Ende mit einem lichtundurchlässigen Belag 2^! versehen, der von innen aufgedampft sein und aus einer Alurainium-Kupfer-Eisen-Legierung bestehen kann.

Der Reflektor 16 besteht aus einem Glasträ'ger aus einem in Lampen gebräuchlichen Kalk- oder Bleiglas und einem Spiegelbelag 21, der aufgedampft sein und aus SiI-ber bestehen oder aus Schichten zusammengesetzt sein kann, die Lichilreflektieren, jedoch die Wärme-oder Infrarotstrahlung, die vom Leuchtkörper 11' auf den Reflektor fallt,durchlassen. Solche Überzüge sind bekannt. Sie können aus einem sehr dünnen Überzug aus einem geeigneten Metall bestehen oder zusammengesetzt sein aus einem Halbleiterfilm wie Germanium, Silizium, Antimonsulfid oder Selen und einem dünnen υ PiIm oder mehreren dünnen Filmen aus einem Dielektrikum oder aus einem Material wie Zinksulfid, Magnesiumfluorid, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd usw. Z.B. kann eine Grundschicht aus Germanium solcher Dicke vorgesehen sein, daß sie etwa 20$ der sichtbaren Strahlung durchläßt. Darüber kann sich eine Schicht aus Zinksulfid mit einer optischen Dicke von etwa 250 ai befinden. Andere Arten solcher Überzüge sind beispielsweise im USA-Patent 2 66O 925, Turner, beschrieben, in dem eine Vielzahl paarweise aufgebrachter dielektrischer Filme zur Erhöhung des ReflexionsVermögens für sichtbares Licht vorgeschlagen wird.

In Figur 6 ist die Art der Befestigung des Reflektors 16 an den Stromzuführung sdräht en 6" dargestellt. Der Reflektor 16 ist mit einem Paar hohler Vorsprünge 22 versehen, durch die die Strorazuführungsdrahte 6" hindurehgeführt sind. An die Vorsprünge 22 sind Glastropfen 2j5 angeschmolzen, in die die Stromzuführungsdrähte 6" eingeschmolzen sind. Auf diese^Weise ist der Reflektor 16 mit den Stromzuführungsdrähten 6" verbunden.

Wenn die in den Figuren J>_s 4 und 6 gezeigte Lampe in horizontaler Lage betrieben wird, wie es Figur 5 zeigt, ist die Gasströmung im Lampengefäß praktisch unmöglich. Die Folge wäre ein starker Niederschlag des Leuchtkörpermetalls auf der Reflektorfläche 21 und eine Erhitzung des Reflektorglases an den Durchführungen der Stromzuführungsdrähte 6" auf Temperaturen von etwa 400 bis 450 C, bei denen das Glas eine merkbare elektrische Leitfähigkeit aufweist. Durch den Abfluß der von den niedergeschlagenen Leuchtkörpermetallteilohen abgegebenen Ladungen über das Glas auf den Stromzuführungsdraht 6" würde der Metallniederschlag auf der Reflektorfläche immer stärker werden und das Reflexionsvermögen und damit die Lichtausbeute der Lampe vermindern. All diese Nachteile können dank des hochschmelzenden, keramischen Überzuges 24 auf den Stromzuführungsdrähten 6", der bei einer Dicke von etwa ^S Mikron einen elektrischen Widerstand von mehr als etwa 100 Megohm aufweist, nicht auftreten.

Der überzug 24 entspricht dem bei der Beschreibung von Figur 1 erläuterten Überzug 1J. Nachdem er wie dort beschrieben auf die Stromzuführungsdrähte 6" aufgebracht und eingebrannt ist, werden die überzogenen Stromzuführungsdrähte 6" durch die hohlen Vorsprünge 22 geführt. DannjLäßt man einen Glastropfen 2^3 auf jeden Stromzuführungsdraht 6" fallen und schmilzt ihn an den Vorsprüngen 22 und den Überzug -24 an. Im Anschluß daran wird der Silberbelag 21 im Vakuum aufgedampft und der Leuchtkörper 11' an die Enden der Stromzuführungsdrähte 6" angeschweißt. Der aus dem Scheibenfuß, den Sockelstiften 18 und 20, dem Halterdraht 19 und den Zwischenstromzuführungen 17 bestehende Aufbau wird mit dem Reflektor 16 und den Stromzuführungsdrähten 6" verbunden. Die Stromzuführungsdrähte 6", werden dabei mit den Zwischenstrorazuführungen 17 verschweißt. Der Scheibenfuß wird in das Gefäß 1' eingeschmolzen, das Gefäß 1' wird evakuiert, mit Gas gefüllt und am (nicht gezeigten) Pumpröhrchen abgeschmolzen.

Ein Vorteil der durch die Erfindung ermöglichten Konstruktion ist es, eine Projektionslampe mit einem wirksamen Innenreflektor zu erhalten, der von den Stromzuführungsdrähten gestützt wird, ohne daß diese das zur Projektion dienende Strahlenbündel merkbar stören. Der Glasreflektor ist nicht nur billiger als ein Metallreflektor sondern ermöglicht auch die Verwendung von für Wärmestrahlung durchlässigen ReflexionsUberzügen.

Bei der in den Figurer. 7 und 8 dargestellten Reflektorhalterungskonstruktion sind die Stromzuführungsdrähte 26 vom'Glasreflektor 16' mittels eines pfropfenartigen Körpers 25 elektrisch isoliert, der aus einer Keramik wie Aluminiumoxyd bestehen kann. Der im wesentlichen rechteckige Körper 25 hat auf einer Seite Vorsprünge 27, die sich der Innenseite des Reflektors 16' rings um den Rand' seines dem Körper 25 angepaßten rechteckigen Schlitzes anlegen. Der Körper 25 hat ferner einen Längsschlitz 28, durch den eine Feder 29 aus haarnadelförmig gebogenem Wolframdraht geschoben ist. Mittels der Federkraft werden die Vorsprünge 27 gegen die Reflektorflächen 21 gedrückt. Der Körper 25 ist dadurch fest mit dem Reflektor 16' verbunden. Die Stromzuführungsdrähte 26'sind durch Längsbohrungsn 30 des Körpers 25 geführt.

- Patentansprüche -

Claims

P.A. 216176*29.3.63

Patentansprüche

1. Elektrische Glühlampe, insbesondere Projektionslampe, mit in einen Glasteil eingeschmolzenen Stromzuführungsdrähten und einem Leuchtkörper gedrängter Bauart in so geringem Abstand von der Einschmelzung, daß der Glasteil an seiner dem Leuchtkörper zugewandten Seite im Betrieb merkbar elektrisch leitend wird, gekennzeichnet durch eine Isolierung zwischen den Stromzuführungsdrähten und dem Glasteil, deren elektrischer Widerstand wesentlich höher als derjenige des Glasteils an der dem Leuchtkörper zugewandten Seite im Betrieb der Lampe ist. und ausreicht, um einen elektrischen Stromfluß zwischen den Stromzuführungsdrähten durch den Glasteil zu verhindern.

2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Isolierung zwischen den Stromzuführungsdrähten und dem Glasteil mehr als etwa Megohm beträgt.

. Glühlampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung

enthaltenden in einem hochschmelzenden, keramischen, Aluminiumoxyd/Überzug auf den Strora-

zuführungsdraliten besteht.

4. Glühlampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung in einem Keramikkörper aus Aluminiumoxyd besteht, der in den Glasteil eingesetzt ist und Bohrungen zum Durchführen der Stromzuführungsdrähte besitzt.

5. Glühlampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasteil, in den die Stromzuführungsdrähte eingeschmolzen und gegen den sie isoliert sind, der Quetschfuß der Lampe ist.

6. Glühlampe nach Anspruch 1 bis 3 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß sich der hochschmelzende, keramische, Aluminiumoxyd enthaltende Überzug aufüen Stromzux führungsdrähten etwa längs eines Drittels der Länge.des in den Quetschfuß eingeschmolzenen Abschnittes jedes Stromzuführungsdrahtes'und über eine daran an-

schließende kurze Strecke innerhalb des Lampengefäßes erstreckt.

7. Glühlampe nach Anspruch 1,2, 4jund 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper aus Aluminiumoxyd, durch dessen Bohrungen sich die Stromzuführungsdrähte erstrecken, so in den LampenquetschfMß eingeschmolzen ist, daß er bis zu einer Tiefe von etwa einem Drittel der in Richtung der eingeschmolzenen Stromzuführungsdrahtabschnitte gemessenen Tiefe der Quetschung reicht und daß er mit seiner dem Leuchtkörper zugewandten Seite etwas über den Quetschfuß hinausragt.

8. Projektionsglühlampe nach Anspruch 1 und 2 mit einem aus einem Glasträger und einem Spiegelbelag auf der Vorderseite des Glasträgers bestehenden Reflektor im Lampengefäß, de^r einen Querschnitt des Lampengefäßes fast vollständig ausfüllt und dadurch eine Gasströmung um den Reflektor im Lampengefäß behindert, und mit einem Paar in das Lampengefäß eingeschmolzener Stromzuftihrungsdrähte, die durch den Glasreflektor hindurchgehen und auf seiner Vorderseite den Leuchtkörper" tragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasteil, in den die Stromzuftihrungsdrähte eingeschmolzen und gegen den sie isoliert sind, der Glasreflektor ist.

9. Projektionsglühlampe nach Anspruch 1 bis 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Glasreflektor Öffnungen zum Durchführen der mit dem. hochschmelzenden,

. keramischen, Aluminiumoxyd enthaltenden Überzug versehenen Stromzuführungsdrähte vorgesehen sind und jeder überzogene Stromzuführungsdraht mittels eines Glastropfens mit dem Glasreflektor verbunden ist.

I0. Projektionsglühlampe nach Anspruch 1, 2, 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasreflektor eine Öffnung für den Keramikkörper aus Aluminiumoxyd aufweist, in welcher der Körper mit mechanischen Mitteln befestigt ist.