DE2013573A1 - Verbesserte Wolframhalogen-Glühlampe - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 8902 augsburg-göggingen, den ^2ο·3· 1970

ν. Eichendorff-Straße 10

DR. ING. E. LIEBAU UnserZeicherPr.Lb/R AZ 0 T 79θ3

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DiPLiNG. G. LIEBAU 2013573

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Thorn Lighting Limited Thorn House

Upper Saint Martin's Lane London W.C.2/England

Verbesserte Wolframhalogen-Glühlampen

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an .Wolframhalogen-Glühlampen. '

Wolframhalogen-Studiolampen mit zwei parallelen ebenen Glühfäden in einem Silika- oder Quarzkolben haben den Nachteil, daß die Glühfäden notwendigerweise groß·sind, was zur Folge hat, daß der Kolben größer ist als es optimal für die Betriebstemperatur der Lampe erforderlich wäre. Zur Verringerung der Kolbenabmessungen und damit der Kosten des Kolbens werden die Abmessungen der Glühfäden und die Abstände zwischen denselben soweit als möglich reduziert. Trotz dieser Reduzierungen ist immer noch ein großer Kolben erfordarlich, der nur mit einem verhältnismäßig geringem Druck gefüllt ist, da bei unter hohem Druck stehenden großen Kolben die Explosionsgefahr besonders groß ist. Die Glühfäden der so hergestellten Lampen neigen besonders zur Lichtbogenbildung, insbesondere dann, wenn die Lampe mit Glühfäden betrieben wird, die einen ungefähren Winkel von 45 zur Horizontalen bilden, was gerade die in Studios übliche Neigung ist.

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Es hat sich gezeigt, daß die Lichtbogenbildung besonders am oberen Ende des Glühfadens auftritt, das im Betrieb am höchsten liegt. Normalerweise ist es der hintere Glühfaden, der zu oberst liegt.

Die Lichtbogenbildung 1st auf zwei Gründe zurückzuführen. Erstens wird der obere Glühfaden mit einer Temperatur betrieben, die 3o-5o°C höher ist als diejenige des unteren Glühfadens,und zwar aus der jeweiligen Lage heraus. Zusätzlich besteht noch ein Temperaturgradient in jedem Glühfaden von unten nach oben. Somit ist die Spitze des oberen Glühfadens der heißeste Teil der Lampe, sodaß zwangsläufig der Glühfaden dort schneller verdampft als am Rest des Glühfadens. Das Wolframhalogen zersetzt sich in der Nähe des Glühfadens, ersetzt Wolfram am Glühfaden, jedoch nicht notwendigerweise an den heißen Stellen. Diese heißen Stellen des Glühfadens werden rascher dünner als der Rest des Glühfadens, sodaß der elektrische Widerstand verhältnismäßig hoch wird und zu einer noch größeren Erhitzung dieser Teile führt. Die Verdampfung wird beschleunigt und es hat sich gezeigt, daß ein Temperaturanstieg von J5o° über die ursprüngliche Glühfadentemperatur eine Reduzierung der Lebensdauer um 25# bewirkt. Je heißer ein Draht wird, um so größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß er ionisierende Teilchen emittiert, die Lichtbogen bilden.

Zweitens tritt in der Umgebung der Langmuirschicht, deren Dimensionen durch die Temperatur und dem Druok in der Lampe und die und Dichte ihrer Füllung bestimmt werden, keine konvektion auf, sondern es ist nur ein laminarer Gasstrom vorhanden. Bei Wolframhalogen-Studiolampen mit Doppelglühfaden können sich die Langmuirschiohten oder-Hüllen überlappen. Verunreinigungen, wie beispielsweise Eisen in der Lampe, können sich mit dem Halogen kombinieren und schließlich ihren

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Weg zurück zum Glühfaden finden. Sie können dann als ionisierte Teilchen zurückgeworfen werden. Der laminare Strom fördert den Transport der ionisierten Teilchen von dem unteren Glühfaden zum oberen Ende des oberen Glühfadens, wodurch die Möglichkeit der Lichtbogenbildung erhöht wird.

In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "ebener Glühfaden" einen Glühfaden, dessen Ausdehnung in zwei Dimensionen groß und in der verhältnismäßig klein ist. Der Ausdruck "ebener Glühfaden" umschließt beispielsweise auch einen Glühfaden mit zwei Ebenen.

Die Erfindung geht aus von einer Wolframhalogen-GlUhlarape mit zwei ebenen Glühfäden,von denen der eine vor dem anderen liegt* Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Glühfäden an dem einen Kantenpaar der Ebenen der Glühfäden größer ist als an dem entgegengesetzten Kantenpaar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt einer der Glühfäden einen geringeren Wirkungsgrad als der andere.

Werden bei Verwendung der Lampe die voneinander entfernten Enden nach oben gerichtet und der Glühfaden mit geringerem Wirkungsgrad ebenfalls oben liegend angeordnet, dann wird die Lebensdauer der Lampe erhöht, so daß sie größer ist als diejenige einer gleichen Lampe der zuvor beschriebenen Art.

Der Temperaturgradient zwischen dem oberen und unteren Ende jedes Glühfadens:wird reduziert und kann ganz ausgeschaltet werden, da am oberen Ende zwischen den Glühfäden eine geringere HitzeUbertragung stattfindet als an

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den unteren Enden. Die Temperaturdifferenz zwischen dem vorderen und dem hinteren Glühfaden wird ebenfalls reduziert und kann in manchen Fällen ganz vermieden werden, und zwar durch den größeren Abstand der eine geringere Wärmeübertragung ergibt und durch den geringeren Wirkungsgrad des oberen Glühfadens. Der Abstand am oberen Ende kann so groß gemacht werden, daß er zur Trennung der Langmuirschlchten-oder Hüllen an dieser Stelle ausreicht und die Konvektion zwischen den Glühfäden sorgt dafür, daß ionisiertes Gas von einem Glühfaden zu dem anderen übertragen wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht auf eine Wolframhalogen-Studio lampe von vorn und

Fig. 2 eine Seitenansicht der Lampe der Fig. 1.

Zwei Wolframglühfäden 11 und 12 sind in einem Silikakolben 15 untergebracht. Die Glühfaden bestehen aus praktisch parallel gewundenen Abschnitten 14, die in Reihe geschaltet sind und mittels Haken 15 an Sillkabrücken 16 gehalten werden. Metallstäbe 17 stützen die Silikabrücken 16. Diese Stäbe 17 verlaufen durch eine flache Silikascheibe l8, die die Grundplatte des Kolbens 13 bildet. Zwei Silikaröhren 19 umgeben die Stäbe 17 auf der einen Seite der Scheibe 18, die nicht durch den Kolben 13 umfaßt 1st. Die Röhren 19 sind mit flachen Dichtungen 2o abgedichtet und in den Dichtungen sind Metallffllien eingeschlossen, die die Stäbe 17 mit den Anschlußklemmen elektrisch verbinden.

Die Enden 23 der Drähte der Olühfäden sind um die Stäbe herumgewickelt, sodaß sich eine elektrische Verbindung zwischen den Glühfäden 11 und 12 und den Anschlußklemmen

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Die oberen Enden der Stäbe 17 sind mit Wicklungen 24 versehen, die in Röhren 25 innerhalb des Kolbens 13 angeordnet sind, Die Lampe wird dadurch hergestellt, daß die Stäbe 17 in die Form gebraht werden,die für den Abstand der Glühfäden erforderlich ist und die Röhren 19 mit den Abdichtungen 2o werden in die flache Silika- oder Quarzscheibe eingeschweißt. Die Glühfäden 11 und 12 werden an den Stäben 17 befestigt und der Glaskolben 13 wird dann um die Glühfäden herum abgedichtet. Die Füllung des Kolbens enthält geringfügige Mengen eines Halogens in reiner Form als Element oder in einer Verbindung.

Der Glühfaden 12 besitzt einen niedrigeren Wirkungsgrad als der Glühfaden 11 und die Stäbe 17 sind so gebogen, daß die Glühfäden am oberen Ende weiter voneinander entfernt sind als am unteren Ende.

Bei normalem Betrieb sind die Glühfäden unter 45° zur Horizontalen geneigt, wobei der Glühfaden 12 über und hinter dem Glühfaden 11 liegt. Auf diese Welse ist die Temperatur der Glühfäden annähernd die gleiche und die Neigung zur Lichtbogenbildung ist geringer als für gleiche Lampen mit parallelen Glühfäden gleichen Wirkungsgrads.

Jeder Glühfaden der beschriebenen Lampe ist ein ebener Glühfaden, der aus parallel gewickelten Drahtabschnitten besteht, die in Reihe geschaltet sind. Es ist Jedoch auch möglich andere Formen von ebenen Glühfäden vorzusehen, beispielsweise in Form einer Zick-Zack-Anordnung von in Reihe geschalteten Wicklungsabschnitten oder in Form eines Zweiebenen-Glühfadens; das ist ein Glühfaden, bei dei$\wechselnde Abschnitte aus der Ebene der anderen Abschnitte in eine zweite Ebene versetzt sind. Ferner

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kann der gewickelte Glühfaden auch aus einer gewickelten Spule bestehen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   f l, /Wolframhalogen-GlUhlampe mit zwei ebenen Glühfäden,

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   V—s von denen der eine vor dem.anderen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab- . stand zwischen den zwei oberen Kanten der Ebenen der Glühfäden (11, 12) größer ist als derjenige, der gegenüberliegenden beiden Kanten.

   2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß einer der Glühfäden (12) einen niedrigeren Wirkungsgrad als der andere besitzt.

   3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch geke.nnzeichn e t, daß der Glühfaden mit niedrigerem Wirkungsgrad der hintere Glühfaden ist.

   4. Lampe nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühfäden aus parallel gewickelten Drahtabschnitten (l4) bestehen.

   5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (14) zwischen Brücken (16) aufgehängt sind.

   6. Lampe nach Anspruch 5, dadurch g e kenn* ζ-ei. Ch-- n e t, daß die Brücken (16) aus Silika (Quarz) bestehen.

   7. Lampe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet« daß die Abschnitte (l4) mittels Haken (15) an den Brücken (16) aufgehängt sind.

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   8. Lampe nach Anspruch 5* 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet, daS die Brücken (l6) in dem Kolben (15) der Lampe mittels Metallstäben (l4) gestützt werden, die gleichzeitig die elektrischen Leiter zur Verbindung der Anschlußklemmen (22) der Lampe mit den Glühfäden (l4) darstellen.

   9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder Stab abgedichtet durch den Kolben (13) verläuft und ferner durch eine Spule (24) ortsfest gehalten wird, die mit einem Ende in eine Röhre (25) an der Innenseite des Glaskolbens greift.

   10. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühfäden an denjenigen Kanten weiter entfernt sind, die am weitesten von den Lampenanschlüssen (22) weg liegen.

   11. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einen Halter eingepaßt ist, derart, daß die genannten einen Kanten zu oberst liegen.

   12. Lampe nach Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche die vom Anspruch 2 abhängig sind, dadurch gekenn zeichnet, daß sie in ei. er Halterung derart eingepaßt ist, daß der Glühfaden mit niedrigerem Wirkungsgrad zu oberst liegt.

   15. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Glühfaden aus GlUhfadenabschnitten (l4) bestent, die praktisch in der Ebene des Glühfadens liegen.

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