DE1988671U

DE1988671U - Elektrische gluehlampe.

Info

Publication number: DE1988671U
Application number: DEG28117U
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1962-06-18
Filing date: 1963-06-18
Publication date: 1968-07-04
Also published as: US3194625A; GB1043172A; ES289105A1; DE1251432B

Description

P.A. 152 832 113.68

G 28 11,7/21 f Gbm

General Electric Company^ Soheneotady», 3J_aY» (7«St.A_e)

Elektrische Glühlampe

Die Erfindung betrifft eine, elektrische Glühlampe ₃ bei der die Lichtquelle in einem Innengefäß oder einer Kammer von gedrungener Bauart enthalten und das Innengefäß oder die Kammer von einem größeren KoI-.ben oder Außengefäß umhüllt ist. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit solchen Glühlampen^ die in die für Allgebrauchslampen üblichen Fassungen und Armaturen passen. Die Erfindung umfaßt auch 7er-.. fahren zur Herstellung dieser Lampen^ die insbesondere zur automatischen Massenherstellung geeignet sind. '.-■".

In den letzten Jahren kam eine elektrische Glühlampe mit hoher Lichtausbeute, und langer Lebensdauer und mit einem Lampengefäß von gedrungener Form in den Handel,. das eine Gasfüllung mit einem Halogenzusatz enthält und auf dessen Wänden sich im Betrieb fast gar kein schwärzender Niederschlag bildet» Im Betrieb kommt die Gefäßwand •auf eine gleichmäßig hohe Temperatur» und die von dem hoch erhitzten Leuchtkörper abdampfenden Wolframteilchen, die sich sonst auf der Gefäßwand niederschlagen, verbinden sich mit dem Halogen zur Wolfram--Halogenid» das in die Umgebung des heißen Leuchtkörpers wandert* Dort dissoziiert'-es,--und das frei gewordene Wolfram setzt sich wieder auf den Leuchtkörper, während das Halogen zur Gefäßwand zurückkehrt, sich mit dem dort noch niedergeschlagenen Wolfram verbindet und den Kreis»

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lauf fortsetzt. Besonders gute Ergebnisse werden mit Jod als Halogen erreicht. Eine solche Lampe ist in der. USA-Patentschrift 2 885 571 beschrieben.

Der Wolfram-Halogen-Kreislauf ist an bestimmte Bedingungen für die Betriebstemperatur und den Abstand der Gefäßwand vom Leuchtkörper geknüpft, die von einem Lampengefäß oder Kolben von gedrungener Form erfüllt werden_o Auch kleine rohrförmige Gefäße in deren gegenüberliegende Enden die Stromzuführungen eingeschmolzen sind und in deren Längsachse der Leuchtkörper angeordnet ist, sind geeignet . Diese Lampenformen erfordern Spezialsockel oder Endkontakte und können nicht in den Passungen und Armaturen für Allgebrauchslampen betrieben werden, die einen verhältnismäßig großen Kolben mit einem Hals haben, an dem der Sockel, gewöhnlich ein Schraubsockel, befestigt ist.

Es wäre- jedoch wünschenswert, die Torteile der hohen Lichtausbeute und der langen Lebensdauer, die Lampen mit dem Wolfram-Halogen-Kreislauf aufweisen, auch bei Lampen in der Form von Allgebrauchslampen zu erreichen.

Es ist schon vorgesehlagen worden, eine kleine Lampe mit Wolfram-Halogen-Kreislauf in einem größeren durchsichtigen Gefäß unterzubringen. Zur Halterung des Innengefäßes und zur gasdichten Einschmelzung der Stromzuführungen sowohl in das Innengefäß als auch in den Außenkolben ist jedoch ein verhältnismäßig komplizierter Innenaufbau erforderlich, der für eine automatische Massenherstellung nicht geeignet ist. - ■

Bei einer Lampe mit Innen- und Außenkdlben, jedoch ohne den Wolfram-Halogen-Kreislauf ist auch schon vorgeschlagen worden, ein im Außenkolben angeordnetes gläsernes Fußrohr, das mit seinem Tellerrand an den Öffnungsrand des Außenkolbens angeschmolzen ist, zur Halterung des Innenkolbens zu verwenden. Diese Konstruktion bringt schon eine gewisse Vereinfachung mit sich, besteht jedoch immer noch aus vielen Einzelteilen, die viele* aufeinanderfolgende Arbeitsgänge erfordern und für die automatische Herstellung schlecht geeignet sind.

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Die Erfindung vermeidet die-se Hachteile und zeigt die Konstruktion einer Lampe, die in Fassungen und Armaturen für Allgebrauchslampea "betrieten werden kann, die durch den Wolf ram-Halogen-Kreislauf "bewirkte hohe Lichtausbeute und lange Lebensdauer hat und für die automatische Massenherstellung geeignet ist.

Bei einer elektrischen Glühlampe mit einem äußeren Glaskolben und einer inneren, den Leuchtkörper enthaltenden gläsernen Kammer, bei . der die Kammer von einem im Außenkolben angeordneten, gläsernen Fußrohr getragen wird, das mit seinem Tellerrand an den Öffnungsrand des Außenkolbens angeschmolzen ist, besteht die Erfindung darin, daß die Kammer und das Fußrohr aus einem einzigen, an einem Ende geschlossenen Glasgefäß bestehen, das etwa in der Mitte zwischen seinem geschlossenen und dem offenen, aufgetellerten Ende einen Verschmelzungsabschnitt aufweist, der den gasdichten Abschluß der Kammer bildet und in den die Stromzuführungsdrähte eingeschmolzen sind.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist ein an seinem äußeren Ende abgeschmolzenes Pumprohr in den Verschmelzungsabschnitt eingeschmolzen, das sich durch den Verschmelzungsabschnitt hindurch in die Kammer erstreckt. Das Pumprohr ist im Terschmelzungsabschnitt an einer nahe der Kammer gelegenen Stelle verschlossen und besitzt an einer von der Kammer weiter entfernten Stelle des Verschmelzungsabschnitts eine Öffnung zum Innenraum des Außenkolbens.

Zur Herstellung der Lampe werden zunächst ein Wolframleuchtkörper, vorzugsweise in Form einer Wendel oder Doppelivendel, und zwei an seinen Enden befestigte Stromzuführungsdrähte sowie ein Pumpröhrchen in ein längliches, einseitig geschlossenes Glasgefäß, vorzugsweise ein Glasrohr, eingeführt. Das Glasgefäß oder -rohr wird dann etwa in der Mitte zwischen dem geschlossenen und dem offenen Ende und nahe dem inneren Ende des Pumprohres zusammengequetscht, wobei der Pumpkanal in dem Pumpröhrchen durch bekannte Mittel offen gehalten wird. Die zwischen dem geschlossenen Gefäßende und der Quetschung entstandene Kammer wird durch das Pumpröhrchen evakuiert und mit Gas gefüllt, vorzugsweise mit einem inerten Gas wie Argon, dem eine kleine Menge Jod zugesetzt ist. Die Quetschung wird an einer nahe der Kammer gelegenen Stelle wieder erhitzt, bis das erweichte Glas nach innen fällt und die Pump-

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öffnung verschließt. An einer weiter von der Kammer entfernten Stelle der Quetschung wird" nun eine neue, in das Innere des Pumpröhrchens führende Öffnung gebildet. Damit ist der Innenaufbau der Lampe vollendet.

Der Innenaufbau wird mit der Kammer voran in einen gläsernen Außenkolben von der für Allgebrauchslampen üblichen Größe und Form eingeführt, und die Ränder der Kolbenöffnung und des offenen Gefäßendes werden miteinander verschmolzen. Der Außenkolben wird durch das Pumpröhrchen und die in der Quetschung gebildete neue Öffnung evakuiert • und wenn gewünscht mit Gas gefüllt. Danach wird das Pumpröhrchen abgeschmolzen und die Lampe mit einem üblichen Sockel versehen.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.

Figur 1 ist eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, einer Lampe.

Die Figuren 2 bis 10 veranschaulichen verschiedene Schritte bei der Herstellung und dem Zusammenbau der Lampe.

Figur 11 zeigt im Längsschnitt den Innenaufbau in einem Zwischenstadium der Herstellung nach einem abgewandelten Verfahren«

In Figur 1 bezeichnet 1 den Außenkolben mit einem Hals 2, der evakuiert oder mit einem geeigneten Gas wie z.B. Stickstoff gefüllt sein kann* Der Kolben 1 enthält ein sich nach innen erstreckendes Glasgefäß 3 mit einem inneren (oberen) abgeschlossenen Ende 4 und einem äußeren (unteren) offenen Ende' 5» das nach außen aufgetellert und bei 6 an den Hals 2 ' des Außenkolbens 1 angeschmolzen ist. Das Innengefäß 3 besitzt etwa in der Mitte zwischen seinen Enden einen Verschmelzungsabschnitt 7» indem die Wände des Gefäßes 3 zusammenfallen oder zusammengequetscht und zusammengeschmolzen sind, so daß die aus dem oberen Teil des Gefäßes 3 gebildete Kammer 8 gasdicht abgeschlossen ist« Die Kammer 8 des Innengefäßes 3 enthält einen Leuchtkörper 9» vorzugsweise eine Wendel oder eine Doppelwendel, aus Vfolfram, der in der Längsachse der Kammer 8 angeordnet ist. An seinen Enden ist der Leuchtkörper 9 an einen längeren und einen kürzeren Stromzufühxungsdraht 10 und 11 angeschlossen«

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Die Stromzuführungsdrähte sind in den irerschmelzungsabschnitt 7 eingeschmolzen und erstrecken sich durch die Länge des Innengefäßes 3 "bis über sein offenes Ende hinaus nach außen.

Zum Innenaufbau gehört auch ein innerhalb des Gefäßes 5 angeordnetes

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Pumpröhrchen 12, dessen inneres (oberes) Ende in den ¥erSchmelzungsabschnitt 7 eingeschmolzen ist. V/ie unten noch ausführlicher erläutert, steht bei der Herstellung des Innenaufbaus das Innere des Pumpröhrchens durch den Terschmelzungsabschni*fct 7 mit der Kammer 8 in Verbindung, damit die Kammer evakuiert und mit Gas gefüllt werden kann. In der fertigen Lampe ist das Pumpröhrehen 12 jedoch, wie in Figur 9 bei 13 gezeigt, zugeschmolzen, steht allerdings durch die Pumpöffnung 14 in einer Wand des Terschmelzungsabschnittes 7 mit dsm Inneren des Außenkolbens 1 in Verbindung, während das äußere Ende des Pumpröhrchens 12 bei 15 abgeschmolzen ist.

Der Leuchtkörper 9 kann, wie Figur 5 genauer zeigt, durch den Halterdraht 16 zusätzlich gehalten werden. Ein Ende des Halterdrahtes 16 ist in den Linsenteil 17 am oberen Ende des Pumpröhrchens 12 eingebettet, und das andere Ende ist zu einer den Leuchtkörper 9 in der Mitte umfassenden Schlaufe gebogen.

Der Kolben ist mit einem Sockel 18 versehen, der wie üblich eine Metallhülse 19 mit einem Schraubgewinde aufweist und an den Kolbenhals angekittet ist» Die Stromzuführungsdrähte 10 und 11 sind mit dem Bodenkontakt 20 bzw. mit der Hülse 19 verbunden»

Die Kammer 8 mit dem Leuchtkörper 9 ist vorzugsweise eine Halogen-Glühlampe, insbesondere eine Jodglühlampe« In diesem Fall enthält sie eine inerte Gasfüllung wie Stickstoff_s Argon, Krypton oder Xenon oder Mischungen dieser Gase zu einem Druck von wenigstens einigen hundert Millimetern Quecksilber oder einem den Atmosphärendruck übersteigenden Druck und eine kleine Menge Jod, die die Kammer 8 im Betrieb der Lampe von dem schwarzen Niederschlag verdampften Y/olframs frei hält. Da die Wandtemperatur der Kammer im Betrieb über 250 G betragen muß und z.B. etwa 500 C beträgt, besteht das Gefäß 3 a-u-s Glas mit einem hohen Erweichungspunkt. Solche Gläser sind die bekannten Hartgläser wie

Borsilikat- oder Aluminiumsilikatgläser oder Quarzglas. Der Außenkorben 1 besteht aus einem dazu passenden Glas. Die Stromzuführungsdrähte" 10 und 11 bestehen vorzugsweise aus Wolfram, das sich gasdicht in die erwähnten Gläser mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten einschmelzen läßt. Die äußeren Abschnitte der Stromzuführungsdrähte 10 und 11, die sich unter- und außerhalb des Terschmelzungsabschnittes 7 befinden, können jedoch auch aus einem anderen Metall, z.B. Kupfer oder nickel bestehen.

Der Außenkolben 1 hat die Form der üblichen Allgebrauchslampen. Er kann mattiert oder mit einem Spiegelbelag versehen sein. Der Leuchtkörper kann für 110 oder 220 YoIt und irgendeine gewünschte Leistung, z.B« 150 Watt bemessen sein. Während gewöhnliche Allgebrauchslampen von 100 Watt beispielsweise eine Lichtausbeute von 16 Lumen pro Watt bei 75O Stunden Lebensdauer aufweisen, haben entsprechende Halogen-Glühlampen beispielsweise eine Lichtausbeute von 20 bis 25 Lumen pro Watt bei einer Lebensdauer von 2000 Stunden und keinen nennenswerten Lichtahfall während der Lebensdauer.

Figur 2 zeigt den ersten Schritt beim Zusammenbau des Lampengestells oder Innenaufbaus. Das obere Ende des Pumpröhrehens 12 wird zu einer Linse 17 angestaucht, in die ein Ende des Halterdrahtes 16 aus Wolfram eingebettet wird. Das Pumpröhrchen 12 wird dabei in einem Halter 21 gehalten, wie Figur 3 schematisch zeigt. Eine Anzahl solcher Halter ist am Rand eines Drahtisches eines Gestellautomaten angebracht, der ähnlich den in der Lampenherstellung bekannten Gestellautomaten gebaut ist. Der Halter 21 hat eine axiale Bohrung 22 mit einer Schulter 23 für das Pumpröhrehen 12. Die Bohrung ist durch eine Ringdichtung 24 abgeschlossen.

Zwei weitere Bohrungen 25 und 26 des Halters 21 nehmen die Stromzuführungsdrähte 10 und 11 auf, die gegen eine Schulter 27 stoßen.

Wie Figur 4 zeigt, werden die Stromzufiihrungsdrähte zu abgewinkelten Abschnitten 28 mit Haken an den Enden gebogen, in die der Leuchtkörper 9 eingeführt wird und die sodann festgeklemmt werden.

Figur 5 zeigt, wie der Halterdraht 16 gebogen wird, um den Leuchtkörper in der Mitte zu umfassen.

Dann wird, wie Figur 6 zeigt, das Glasgefäß 3 über den Aufbau τοη Figur 4 und 5 gesenkt. Sein aufgetellerter Rand 5 ruht auf der in Figur 3 gezeigten Schulter 29 des Halters 21, Inertes oder reduzierendes Gas, z.B. Stickstoff, wird dann durch den in Figur 3 gezeigten Kanal 30 in das Pumprohr geblasen, um den Leuchtkörper und die anderen Drähte vor Oxydation zu schützen, und das Gefäß 3 wird etwa in seiner Mitte mit HiITe von Brennern 31 erhitzt, bis das Glas zusammenfällt« Dann wird das erweichte Glas durch nicht gezeigte Quetschbäcken zusamme nge quetscht, und die Stromzuführungsdrähte 10 und 11 werden dabei mit eingeschmolzen. Entsprechende Aussparungen der Quetschbacken sorgen dafür, daß der Pumpkanal des Pumpröhrohens dabei nicht zugequetscht wird sondern offen bleibt, wie es der Querschnitt in Figur 8 längs der Linie YIII - YIII in Figur 7 zeigt. Die Einschmelzabschnitte der Stromzuführungen 10 und 11 können vorher mit einem Glasüberzug versehen werden«

Der in Figur 7 gezeigte Innenaufbau wird nun vom Gestellautomaten zum Pump- und Füllautomaten überführt und dabei umgedreht wie es Figur % zeigt. Die Kammer 8 wird evakuiert und mit der ge?/ünschten Gasfüllung versehen, z.B. Argon mit einem kleinen Jodzusatz. Während des Gasfüllens kann die Kammer 8 durch flüssigen Stickstoff gekühlt werden, damit der Joddampf kondensiert. Dann wird die Kammer bei 13 abgeschmolzen, wie.es Figur 9 zeigt, und zwar durch örtliche Erhitzung der Wände des Yerschmelzungsabschnittes 7 mit Brennern 32 und durch Zusammendrücken mit Quetschbacken.

Die neue Öffnung 14 zum Pumpr-öhrchen wird mit Hilfe des Brenners 33 in dem Yerschmelzungsabschnitt 7 gebildet, wobei Druckluft durch das Pumpröhrchen 12 geblasen wird.

Der Innenaufbau wird nun eimern üblichen Einschmelzautomaten zugeführt, auf dem der Außenkolben 1 über den Innenaufbau gesenkt und der Rand des Halses 2 mit dem Tellerrand 5 verschmolzen wird. Der Außenkolben wird nun durch das Pumpröhrchen 12 und die Öffnung.14 evakuiert und mit Gas gefüllt, z.B. mit Stickstoff zu einem Druck von etwa 600 mm Hg.

Dann wird das Pumpröhrehen 12 bei 15» wis Figur 1 zeigt, angeschmolzen und die Lampe mit dem Sockel 18 versehen·

Bei der in Figur 11 gezeigten Abwandlung weist das obere Ende 4 d4s Gefäßes 3 ein gläsernes Pumpröhrchen 34 auf· Bei der Bildung des
Yerschmelzungsabschnittes 7^f wird das Pumpröhrchen 12 mit zugequetscht, Dann wird eine neue Öffnung I4¹ gebildet. Die Kammer 8 wird durch das Pumpröhrohen 34 evakuiert und mit Gas gefüllt. Dani|?;ird das Pumpröhrchen 34» wie bei 35 durch gestrichelte Linie angedeutet, abge~ schmolzen. Der Innenaufbau wird sodann in gleicher Weise wie in
Verbindung mit Figur 10 beschrieben, in einen Außenkolben 1 eingeschmolzen und dieser durch das Pumpröhrchen 12 und die Öffnung 14¹ entlüftet und mit Gas gefüllt.

- Schutzansprüche -

Claims

RA.152 832 14.3.

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S e h u ± a a η s ρ r ü c h e

1„ Elektrische Glühlampe mit einem äußeren Glaskolben und einer inneren, den Leuchtkörper enthaltenden gläsernen Kammer ₉ bei der die Kammer von einem im Außenkolben angeordneten, gläsernen Fußrohr getragen vflxäf das mit seinem Tellerrand an den Öffnungsrand des Außenkolbens angeschmolzen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer und das Faßrohr aus einem einzigen, an einem Ende geschlossenen G-lasgefäß bestehen, das etwa in der Mitte zwischen seinem geschlossenen und dem offenen, aufgetellerten Ende einen Verschmelzungsabschnitt aufweist, der den gasdichten Abschluß der Kammer bildet und in den die Stromzufüjhrungsdrähte eingeschmolzen sind»

2, Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1 mit einem in den Verschmelzungsabschnitt eingeschmolzenen und an seinem äußeren Ende abgeschmolzenen Pumprohr, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Pumprohr durch den Verschmelzungsabschnitt hindurch in die Kammer erstreckt, in dem Versehmelsungsabschnitt an einer nahe der Kammer gelegenen Stelle verschlossen ist, und an einer von der Kammer weiter entfernten Stelle des Verschmelzungsabschnittes eine Öffnung zum Innenraum des Außenkolbens besitzt.

3ο Elektrische Glühlampenach Anspruch 1 oder 2 mit einem Wolframleuchtkörper, gekennzeichnet durch einen Halogenzusatz zur inerten Gasfüllung der Kammer zur Vermeidung der Schwärzung der Kammerwand«,

4· Elektrische Glühlampe nach Anspruch 3> gekennzeichnet durch einen Jodzusatz zur Gasfüllung.

5» Innenaufbau für elektrische Glühlampe nach Anspruch 1 bis 4* bestehend aus einem einseitig geschlossenen Glasrohr, das etwa in der Mitte zwischen seinen beiden Enden einen Quetschungsabsehnitt aufweist, so daß zwischen dem geschlossenen Rohrende und dem Quetschungsabsehnitt eine Kammer gebildet ist, einem im Glasrohr angeordneten, durch die Quetschung hindurchgehenden und mit einem offenen Ende in die Kammer ragenden Pumprohr und einem Paar im Glasrohr angeordneter, in die Quetschung eingeschmolzener, in die Kamme'r ragender und dort den Leuchtkörper tragender Stromzuführungen.