DE2651643B2 - Halogenglühlampe - Google Patents
HalogenglühlampeInfo
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- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halogenglühlampe mit einem Kolben aus hochschmelzendem halogenbeständigem
lichtdurchlässigem Material, in dem zwischen mindestens drei inneren Stromleitern aus
Molybdän mindestens zwei Wolframglühkörper ausgespannt sind und der eine vakuumdichte Abdichtung
aufweist, in die Stromdurchführungsleiter aufgenom- w men sind, die je einerseits mit einem der inneren
Stromleiter und andererseits mit einem aus dem Kolben herausragenden äußeren Stromleiter verbunden sind,
wobei der Kolben mit einem halogenhaltigen inerten Gas gefüllt ist. «>
Derartige Lampen sind u. a. aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 13 288 bekannt; sie können z. B.
in Kraftfahrzeugscheinwerfern verwendet werden. Bei den bekannten Lampen besteht der Kolben aus
Quarzglas oder aus Gläsern mit einem SiO2-Gehalt von <>5
mehr als 96%. Obgleich diese Materialien teuer sind, ist man doch auf ihre Verwendung angewiesen, weil eine
Halogenlampe einen Kolben erfordert, der sowohl gegen hohe Temperaturen als auch gegen Halogen
beständig ist
Außer ihrem hohen Selbstkostenpreis weisen die verwendeten Gläser den Nachteil auf, daß keine
hochschmelzenden Metalle verfügbar sind, die einen ebenso niedrigen Ausdehnungskoeffizienten wie diese
Gläser aufweisen. Um dennoch Stromleiter vakuumdicht durch die Wand eines Lampenkolbens aus einem
derartigen Glas hindurchführen zu können, hat man Molybdänfolien verwenden müssen, die in die Quetschabdichtung
aufgenommen werden und die trotz des großen Unterschiedes zwischen den Ausdehnungskoeffizienten
von Molybdän und dem Glas durch ihre Form und durch die Duktilität von Molybdän eine vakuumdichte
Abdichtung ermöglichen.
Die Anwendung von Molybdänfolien bringt aber mit sich, daß für eine Lampe mit zwei Glühkörpern sechs
Verbindungen hergestellt werden müssen, um die Folien einerseits mit inneren und andererseits mit äußeren
Stromleitern zu verbinden. Diese Schweißverbindungen müssen vor dem Einschmelzen des Gestells in den
Kolben auf ihre Güte geprüft werden. Die Herstellung und Prüfung der Schweißverbindungen, die Fertigung
der zu schweißenden Teile und die Zufuhr dieser Teile zu der Schweißmaschine bilden ebenfalls wichtige, den
Selbstkostenpreis erhöhende Faktoren.
Die Erfindung bezweckt, Halogenglühlampen zu schaffen, die zu niedrigeren Kosten hergestellt werden
können, insbesondere indem billigere Gläser verwendet und Schweißverbindungen in und nahe bei der
Abdichtung des Lampenkolbens vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Halogenglühlampe der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß der Kolben aus einem Alkalialuminoborosilikatglas mit einem Ausdehnungskoeffizienten
von 31-37 χ 10-7 0C-1 bei 0-300°C besteht, während
die inneren Stromleiter jeweils mit einem Stromdurchführungsleiter und einem äußeren Stromleiter einen
Molybdändraht mit einem Mindestdurchmesser von 400 μπι bilden und wenigstens derjenige Teil jedes der
Molybdändrähte, der sich in der vakuumdichten Abdichtung des Kolbens erstreckt, vakuumdicht von
einer Glasperle umgeben ist, die aus einer Glasart besteht, zu der das Lampenkolbenmaterial gehört,
wobei das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Molybdändrähte und der Wandstärke der Perlen größer
als 2 ist und der Winkel, unter dem das Glas der Kolbenabdichtung das Glas der Perlen berührt, durch
Glas gemessen, höchstens 90° beträgt.
Überraschenderweise hat es sich damit als möglich erwiesen, eine vakuumdichte, gegen starke Temperaturschwankungen
beständige Abdichtung der Stromleiter aus Molybdändraht in dem Glas des Lampenkolbens zu
erhalten. Dies ist bemerkenswert, weil der Ausdehungskoeffizient von Molybdän (54 χ 10~7 0C-1) viel höher
als der der Gläser ist, die wegen ihrer hohen Erweichungstemperatur (>500°C) und ihrer Halogenbeständigkeit
für Anwendung als Lampenkolbenmaterial geeignet sind.
Dies ist um so bemerkenswerter, weil hier eine temperaturbeständige vakuumdichte Verbindung zwischen
Glas und Drähten hergestellt ist, die — im Gegensatz zu den bei Einschmelzungen in Quarzglas
und in Glas mit einem SiO2-Gehalt von mehr als 96%
verwendeten Folien (Dicke etwa 30 μπι) — verhältnismäßig sehr dick sind, und weil bei Anwendung von
Drähten die Duktilität von Molybdän nicht optimal ausgenutzt werden kann, was bei Anwendung von
Folien der Fall ist.
Es ist zwar aus der deutschen Patenschrift 8 84 073 bekannt, daß vakuumdichte Verbindungen zwischen
Molybdändraht und Alkalialuminoborosiiikatglas dadurch
erhalten werden können, daß der blankgeglühte und vorentgaste Molybdändraht in ein diesen eng
umschließendes Rohr aus diesem Glas geschoben und dann das Rohr evakuiert und an der Einschmelzstelle bis
zum Erweichen des Glases erwärmt wird und so mit dem Metall verschmolzen wird. Diese Patentschrift gibt
jedoch keinen Hinweis auf den Winkel, unter dem das Glas einer Kolbenabdichtung bei Lampen der eingangs
genannten Art das GJas der dort vorgesehenen Perlen berühren darf. Außerdem handelt es sich hierbei
üblicherweise um eine drehsymmetrische Einschmelzung, die bei der Lampe gemäß der Erfindung nicht
vorgesehen ist
Es wurde aber gefunden, daß der Winkel, unter dem das Glas des Lampenkolbens das Glas de- Perlen auf
den Molybdändrähten berührt, für die Haltbarkeit der
Kolbenabdichtung von Bedeutung ist. Daher soll der innerhalb des Lampenkolbens liegende Winkel, unter
dem das Glas des Kolbens das Glas der Perlen der Molybdändrähte berührt, vorzugsweise höchstens 45°
sein.
Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Molybdändrähte und der Wandstärke der Perle kann
zwischen 2 und 15 liegen. Je größer dieser Wert ist, je geringer sind die in der Abdichtung auftretenden
Spannungen.
Das Glas des Kolbens und der Glasperlen kann im wesentlichen aus 77-81 Gew.-% SiO2, 12-15 Gew.-%
B2O3, 3-5,5 Gew.-% Na2O und 1,5-2,5 Gew.-°/o Al2O3
bestehen.
Die Molybdändrähte können vorzugsweise einen Durchmesser von 600 bis 800 μιτι aufweisen, um so eine
genügende Starrheit zu erhalten, damit die Glühkörper erschütterungsfrei angeordnet werden können, ohne
daß die Drähte noch von der Wand des Kolbens abgestützt werden müssen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher
erläutert Es zeigt
Fi g. 1 einen Längsschnitt durch eine Lampe nach der
Erfindung im Kraftfahrzeugscheinwerfer und
Fig.2 einen Schnitt längs der Linie H-II durch die
Abdichtung des Lampenkolbens senkrecht *ur Zeichnungsebene der Fig. 1.
In Fig. 1 ist der Lampenkolben 1 mit einer vakuumdichten Abdichtung 2 versehen, durch die
Stromleiter 3, 4 und 5 aus Molybdändraht hindurchgeführt sind. Diese Leiter sind mit Glasperlen 6 versehen.
Innerhalb des Kolbens verbindet ein GlasbalVen 7 die Stromleiter miteinander. Eine Glühwendel 8 für
Fernlicht ist zwischen den Leitern 4 und 3 und eine Glühwendel 9 für Abbiendlicht zwischen dem Leiter 5
und der mit dem Leiter 3 verbundenen Abblendkappe 10 ausgespannt Die Abblendkp.ppe 10 trägt einen
Getter 11. Der abgeschmolzene Pumpstengel ist mit 12
bezeichnet
In F i g. 2 sind die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 angewandt Die angegebenen Winkel * und β
verdeutlichen den Ausdruck »der Winkel, unter dem das ίο Glas der Kolbenabdichtung das Glas der Perlen
berührt«, wobei <x der innerhalb des Lampenkolbens 1 liegende Winkel ist
Molybdändrähte 3, 4 und 5 (Fig. 1) mit einem
Durchmesser von 600 μπι wurden in einem Quarzglasbalken
7 befestigt und dann bei 100° C in einer reduzierenden Atmosphäre (90 Vol.-% N2, 10 Vol.-%
H2) entgast Aus dem gleichen Material wie der Kolben
2i) bestehende Glaskappillaren 6 (Innendurchmesser
620 μπι, Außendurchmessser 800 μπι) wurden um die
Drähte herum geschoben, wonach das Glas in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre bei 1000° C
um die Drähte verschmolzen wurde. Eine Molybdänab-
2'> blendkappe 10 wurde auf dem Leiter 3 festgeschweißt.
Danach wurden die Glühwendeln 8 und 9 angebracht. Das Ganze wurde in einen zylindrischen Lampenkolben
1 eingebracht dessen Glas, ebenso wie das der Kapillaren 6, im wesentlichen aus 80,5 Gew.-% SiO2,
JO 13Gew.-% B2O3, 3,5Gew.-% Na2O, 0,7 Gew.-% K2O
und 23 Gew.-% Al2O3 bestand.
Während über den Pumpstengel ein Schutzgas (90VoI.-% N2, 10Vol.-% H2) hindurchgeleitet wurde,
wurde das offene Ende des Lampenkolbens bis oberhalb
Jj des Erweichungspunktes des Glases erhitzt, wobei sein
Glas mit dem Glas der Umhüllung der Molybdändrähte verschmolzen wurde. Mit Quetschblöcken wurde das
Glas dann in einer Abdichtung 2 modelliert.
Die Perlen 6 der Molybdändrähte erstreckten sich
Ί" einerseits bis zu etwa 1 mm außerhalb der Kolbenabdichtung
und andererseits bis zu dem Quarzglasbalken 7.
■'· Eine gleiche Lampe wurde hergestellt, mit dem
Unterschied, daß für die Glasperlen die Molybdändrähte örtlich mit einem Glasemail, d. h. einer Suspension
eines Pulvers überzogen wurden, die im wesentlichen aus 80,3Gew.-% SiO2, 12,9Gew.-% B2O3, 3,7 Gew.-°/o
'·" Na2O, 0,8 Gew.-% K2O und 2,3 Gew.-% AI2O3 in
Äthanol bestand. Die so gebildete Perle wurde getrocknet, wonach der Rückstand in einem Stickstoff/Wasserstoff-Gemischig
: 1) verschmolzen wurde.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Halogenglühlampe mit einem Kolben aus hochschmelzendem halogenbeständigem lichtdurchlässigem
Material, in dem zwischen mindestens drei inneren Stromleitern aus Molybdän mindestens zwei
Wolframglühkörper ausgespannt sind und der eine vakuumdichte Abdichtung aufweist, in die Stromdurchführungsleiter
aufgenommen sind, die je einerseits mit einem der inneren Stromleiter und andererseits mit einem aus dem Kolben herausragenden
äußeren Stromleiter verbunden sind, wobei der Kolben mit einem halogenhaltigen Inertgas
gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) aus einem Alkalialuminoborosilikatglas
mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 31 -37 χ K)-70C-1 bei 0-3000C besteht, während
die inneren Stromleiter jeweils mit einem Stromdurchführungsleiter und einem äußeren Stromleiter
einen Molybdändraht (3, 4, 5) mit einem Mindestdurchmesser von 400 μΐη bilden und wenigstens
derjenige Teil jedes der Molybdändrähte, der sich in der vakuumdichten Abdichtung (2) des Kolbens
erstreckt, vakuumdicht von einer Glasperle (6) umgeben ist, die aus der Glasart besteht, zu der das
Lampenkolbenmaterial gehört, wobei das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Molybdändrähte
und der Wandstärke der Glasperlen größer als 2 ist und der Winkel, unter dem das Glas der Kolbenabdichtung
das Glas der Perlen berührt, durch Glas gemessen, höchstens 90° beträgt.
2. Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas des Kolbens (1) und
der Glasperlen (6) im wesentlichen aus 77-81 Gew.-% SiO2, 12-15 Gew.-% B2O3,
3-5,5Gew.-% Na2O und l,5-2,5Gew.-% Al2O3
besteht
3. Halogenglühlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem
Durchmesser der Molybdändrähte (3, 4, 5) und der Wandstärke der Glasperle (6) zwischen 2 und 15
liegt.
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