DE2651643B2

DE2651643B2 - Halogenglühlampe

Info

Publication number: DE2651643B2
Application number: DE2651643A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Pieter Van Den Broek; Johannes Maria Josephus Van Lieshout
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1976-11-12
Publication date: 1978-12-07
Also published as: HU187748B; CA1063155A; FR2332613B1; GB1504228A; IT1064043B; SE7612737L; JPS5262988A; US4074167A; JPS5841624B2; DE2651643A1; SE412817B; BE848363A; NL7513429A; ES453365A1; DE2651643C3; FR2332613A1; AR209000A1

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 0}C-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 0}C-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

Beispiel 1

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.

Beispiel 2

■'· 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

Patentansprüche:

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.