DE845674C - Mit einem oder mehreren Edelgasen gefuellte elektrische Gluehlampe - Google Patents

Description

In elektrischen Glühlampen, die mit einem oder mehreren Edelgasen gefüllt sind, tritt bisher die Erscheinung auf, daß in ihnen vorzeitig Lichtbogenbildung auftritt, welche die Lampe für den weiteren Betrieb ungeeignet macht. Ein in der Glühlampenindustrie angewendetes Mittel zur Beseitigung dieses Übelstandes besteht darin, daß der ein oder mehrere Edelgase wie Argon, Krypton u. dgl. enthaltenden Gasfüllung, deren Durchschlagsspannung verhältnismäßig niedrig ist, ein anderes Gas mit einer höheren Durchschlagsspannung zugesetzt wird. Als solches wird häufig Stickstoff gewählt, der in einem Prozentsatz von weniger als 25%, je nach den Verhältnissen, in der Gasfüllung gewöhnlicher Glühlampen vorhanden ist. Zur weiteren Erhöhung der Durchschlagsspannung in derartigen Lampen wäre es möglich, diesen Stickstoffgehalt noch zu steigern, aber die günstige Wirtschaftlichkeit der betreffenden Lampe, die unter anderem eine Folge der Anwendung dieser Edelgase ist, ao würde dadurch zu nachteilig beeinflußt werden. ' Der Zusatz von Stickstoff in den gewöhnlichen Prozentsätzen ist jedoch nicht immer ausreichend; ungeachtet dieses Zusatzes tritt bisweilen dennoch Durchschlag in derartigen Glühlampen auf.

Die Patentinhaberin gelangte zu der Erkenntnis, daß diese Durchschlagerscheinung auch vom Vorhandensein von schädlichen Staubteilen in der Lampe herrühren kann. Auf dieser Erkenntnis fußt die Erfindung, die aus einer Glühlampe besteht, in

der die Gasfüllung höchstens 20% Stickstoff enthält und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie solche schädlichen Staubteilchen nicht enthält.

Derartige schädliche Staubteilchen, die z. B. durch kleine Glassplitter gebildet werden können, die ursprünglich an dem in der Lampe verarbeiteten Rohrglas hafteten und bei irgendeiner Erhitzung der Lampe sich davon gelöst haben, können auf den Glühkörper der Lampe gelangen und geben dann, wenn die Lampe eingeschaltet wird oder ist, durch Zersetzung ein wenig Metalldampf ab, wodurch die Möglichkeit der Bildung eines Licht-Ijogens in erheblichem Maße zunimmt. Diese Erscheinung ist nicht an das Vorhandensein von Glasstaub in der Lampe gebunden; Staubteilchen der verschiedensten Art können sie herbeiführen. Sogar organische Teilchen sind dazu imstande. Im letzteren Fall tritt offenbar eine Zersetzung des organischen Stoffes auf, sobald letzterer den eingeschalao teten Glühkörper berührt. Es können sich dann bestimmte Gase bilden, die durchschlagfördernd wirken.

Die betreffenden Staubteilchen befinden sich im allgemeinen in Ruhe auf einem der inneren Lampena5 teile oder auf der Innenseite des Kolbens. Wird jedoch gegen die Lampe gestoßen oder wird sie Erschütterungen ausgesetzt, so besteht die Möglichkeit, daß sich die Staubteilchen lösen und im Innern der Lampe zu schweben anfangen. Wenn sie in die Nähe des Glühkörpers gelangen und sich auf letzterem absetzen und wenn der Glühkörper eingeschaltet ist oder wird, so können sie die obenerwähnte schädliche Erscheinung hervorrufen.

Während der Herstellung der Lampe besteht die Gefahr, daß sich die Staubteilchen während der Entlüftung der Lampe von den Lampenteilen, von denen sie ursprünglich getragen wurden, loslösen. Durch die Wärme, der die Lampe während der Entlüftung ausgesetzt wmi, verdampft nämlich in der Lampe das äußerst dünne Feuchtigkeitshäutchen, das die Teilchen ursprünglich festhielt, und diese haben dann Gelegenheit, frei zu werden und im inneren Raum der Lampe zu schweben anzufangen. Dadurch, daß gemäß der Erfindung dafür Sorge getragen wird, daß eine Lampe frei von diesen schädlichen Staubteilchen ist, kann Durchschlag infolge des Vorhandenseins dieser Teilchen nicht mehr auftreten, wodurch die Qualität der Lampe im Vergleich zu den gebräuchlichen gasgefüllten 5Q Glühlampen wesentlich verbessert wird.

Das Vorhandensein von schädlichen Staubteilchen in einer Lampe läßt sich in der Weise feststellen, daß man diese Staubteilchen in der Lampe schweben läßt, was z. B. dadurch bewerkstelligt werden kann, daß man mit der Lampe einige Male auf den Handballen klopft. Läßt man unmittelbar darauf in einem vollkommen dunklen Raum durch die Lampe ein schmales konzentriertes Lichtbündel (den sogenannten Tyndallkegel) fallen, wobei z. B. durch Anwendung von Schirmen geeigneter Gestalt dafür Sorge getragen wird, daß der Beobachter die außerhalb der Lampe liegenden Bündelteile nicht sehen kann, so sieht man, falls die Lampe schädliche Staubteilchen enthält, im Innern der Lampe weiße Teilchen schweben. Ist hingegen die Lampe gemäß der Erkenntnis, auf der die vorliegende Erfindung fußt, frei von schädlichen Staubteilchen, so sind im betreffenden Lichtbündel im Lampengefäß keine weißen Teilchen sichtbar.

Falls in der Lampe gemäß der Erfindung roter Phosphor als Fangstoff benutzt wird, sind im Tyndallkegel zwar rote Teilchen (der Phosphor) sichtbar, aber diese sind keine schädlichen Staubteilchen gemäß der Erfindung. Ist hingegen in der Lampe kein roter Phosphor benutzt, so ist das betreffende Lichtbündel im Innern des Lampengefäßes gemäß der Erfindung optisch leer.

Die Erfindung ist besonders wichtig für Lampen mit einem doppelt oder mehrfach spiralisierten Glühkörper, da in Lampen dieser Art die Chance eines vorzeitigen Durchschlags größer ist als in Lampen mit einem einfach spiralisierten Glühkörper.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Lampe gemäß der Erfindung beträgt der Stickstoffgehalt in der Gasfüllung weniger als 5%, was naturgemäß der Wirtschaftlichkeit (Nutzwirkung) der Lampe in hohem Maße zugute kommt, da durch das NichtVorhandensein schädlicher Staubteilchen der Stickstoffgehalt, der die Wirtschaftlichkeit einer Lampe stets nachteilig beeinflußt, sehr niedrig gewählt werden kann. Zur Erläuterung diene, daß es sogar möglich gewesen ist, die mit einer aus Argon bestehenden Edelgasfüllung versehenen und für eine Betriebsspannung von 220 V bestimmten Lampen mit einem Stickstoffgehalt von weniger als ι % auszuführen.

Eine weitere Ausführungsform der Lampe gemäß der Erfindung zeigt das Merkmal, daß der Kolben der Lampe ein inneres Volumen in Kubikzentimetern von der Größenordnung von W + 25 oder weniger hat, wobei W die Wattage der brennenden Lampe bezeichnet. Es sei dabei bemerkt, daß das innere Kolbenvolumen der üblichen mit Argon gefüllten Glühlampen in Kubikzentimetern etwa 2 W Λ- 50 beträgt. Mit den üblichen Hilfsmitteln hat es sich als unmöglich herausgestellt, dieses Volumen für mit den gewöhnlichen Gasfüllungen, wie Argon, versehenen Lampen in hohem Maße zu verringern, da gefunden wurde, daß dann die Durchschlaggefahr auf unzulässige Weise vergrößert wird. Wenn erfindungsgemäß verfahren wird, lassen sich auch argongefüllte Lampen mit einem sehr kleinen Kolben herstellen, was bei dem gleichen Gasdruck wesentliche Ersparnisse an Füllgas bedeutet.

Die Erfindung ist außerdem besonders wichtig für mit Krypton und/oder Xenon gefüllte Lampen, da die Temperatur des Glühkörpers höher als in Argonlampen ist und da Krypton eine niedrigere Durchschlagsspannung als Argon hat. Aus diesen Gründen ist in den üblichen Kryptonlampen stets ein höherer Stickstoffgehalt als in den Glühlampen vorhanden. Wird erfindungsgemäß verfahren und wird dem Krypton z. B. nur 5 % Stickstoff zugesetzt, was durch das Nichtvorhandensein iss von schädlichen Staubteilchen möglich ist, so lassen

sich die günstigen Eigenschaften des Kryptons voll ausnutzen.

Verschiedene Verfahren können angewendet werden, um die Lampe gemäß der Erfindung staubfrei zu machen. Sämtliche Lampenteile können erfindungsgemäß in vollkommen staubfreien Räumen hergestellt werden, auch können die Lampen in einem solchen Raum aus diesen Teilen zusammengesetzt werden. Gemäß einem weiteren Verfahren

ίο gemäß der Erfindung zur Herstellung solcher Lampen wird die Lampe unter Erhitzung vor der Füllung mit einem staubfreien Gasstrom durchspült, wobei die Lampe einer Erschütterung oder einer Stoßbewegung ausgesetzt wird. Sämtliche Staubteilchen werden dadurch von der Lampenwand und den inneren Lampenteilen gelöst und mit dem Spülgas mitgeführt. Die Lampe wird dann mit dem betreffenden Füllgas gefüllt und abgeschmolzen, Es ist in diesem Fall erwünscht, entweder gar

ao keinen Phosphor auf der Spirale zu benutzen, sondern seine Zuflucht zu anderen Fangstoffen zu nehmen, oder den Phosphor auf besondere Weise derart in der Lampe anzubringen, daß er sich nicht loslösen kann. Im ersteren Fall kann die Spirale

as während der üurchspülung ohne Bedenken geglüht werden.

Es ist gemäß der Erfindung auch möglich, bei der abwechselnden Entlüftung und Füllung der Lampe, dem sogenannten Spülen, der sich in erhitztem Zustande befindenden Lampe eine Schwingoder Stoßbewegung zu erteilen, wodurch auf ähnliche Weise der Staub freigemacht und mitgeführt wird. Dieses Verfahren ist besonders wichtig für Glühlampen mit keinem oder einem geringen toten Raum, wie Lampen mit kugelförmigen Kolben, gegebenenfalls ohne Lampenfuß.

Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, unmittelbar vor dem Einschmelzen die Lampenteile, wie den Kolben und das Gestell, in erhitztem Zustand mit staubfreier Luft abzublasen, z. B. mittels einer . Gebläsevorrichtung, von der in den ringförmigen Spalt zwischen Kolben und Gestell, die in bezug auf einander bereits zentriert sind, staubfreie Luft eingeblasen wird, worauf diese Teile unmittelbar darauf miteinander verschmolzen werden und die Lampe weiter fertiggestellt wird.

Eine derartige Anordnung ist in der Figur dargestellt, in der 1 und 2 den Kolben bzw. das Gestell der herzustellenden Lampe bezeichnen. Die Stützmittel des Kolbens 1 sind nicht dargestellt; das Gestell ruht auf dem Tisch. In dem ringförmigen Spalt 4 zwischen dem Kolben und dem Gestell ist die Gebläsevorrichtung 5 in senkrechter Richtung verschiebbar angeordnet. Sie besteht aus zwei gleichachsigen Buchsen, die oben mittels einer durchlochten Wand 6 miteinander verbunden sind. Während die zu verbindenden Lampenteile 1 und 2 auf eine Temperatur von etwa 400° C erhitzt j und Erschütterungen ausgesetzt werden, wird von ;

tio der Gebläsevorrichtung 5 ein staubfreies Gas, z. B. ^!

staubfreie Luft, in den Raum zwischen dem Kolben ι und dem Gestell 2 geblasen. Dieser Gasstrom führt an diesen Teilen haftende Staubteilchen mit sich und entweicht wieder in Richtung der eingezeichneten Pfeile aus diesem Raum zwischen der Außenseite der Gebläsevorrichtung 5 und der Innenseite des Kolbens 1 unter Mitführung der schädlichen Staubteilchen. Dadurch, daß das Gebläse 5 während dieser Bearbeitung auf- und abwärts bewegt wird, werden sämtliche Lampenteile vom staubfreien Gas abgespült. Ist diese Bearbeitung durchgeführt, so wird die Gebläsevorrichtung abwärts bewegt und werden der Kolben 1 und das Gestell miteinander verbunden, worauf die Lampe durch dem Pumpstengel 7 mit dem gewünschten Füllgas gefüllt wird. Der Pumpstengel wird dann abgeschmolzen.

Durch Anwendung dieser Vorrichtung und durch Montierung derselben auf einer bestehenden Glühlampenmaschine lassen sich auf einfache Weise die Lampen gemäß der Erfindung herstellen.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische, mit einem oder mehreren Edelgasen gefüllte Glühlampe, bei der die Gasfüllung höchstens 20% Stickstoff enthält und das Kolbengefäß keine schädlichen Staubteilchen enthält.

2. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper doppelt oder mehrfach spiralisiert ausgeführt ist.

3. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein inneres Volumen in Kubikzentimetern'von der Größenordnung der Wattage der brennenden Lampe + 25 oder weniger hat.

4. Elektrische Glühlampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung zumindest im wesentlichen aus Krypton und/oder Xenon besteht.

5. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenteile in vollkommen staubfreien Räumen hergestellt und gegebenenfalls in einem vollkommen staubfreien Raum zu einer Lampe zusammengesetzt werden.

6. Verfahren zur Herstellung einer Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe vor dem Füllen mit einem staub- no freien Gasstrom durchgespült wird, wobei die Lampe unter Erhitzung Erschütterungen oder einer Stoßbewegung ausgesetzt wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenteile, wie der Kolben und das Gestell, unter Erhitzung unmittelbar vor dem Einschmelzen mit einem staubfreien Gas, z. B. staubfreier Luft, abgeblasen und unmittelbar darauf zu einer Lampe vereinigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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