WO2006007816A2 - Lichtquelle und ein verfahren zur mechanischen stablisierung des filaments oder der elektrode einer lichtquelle - Google Patents

Lichtquelle und ein verfahren zur mechanischen stablisierung des filaments oder der elektrode einer lichtquelle Download PDF

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Gerhard K. Wolf
Frank Friess
Georg Schwarz
Adalbert Kovacs
Axel Bunk
Georg Rosenbauer
Matthias Damm
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Patent-Treuhand- Gesellschaft Für Elektrische Glühlampen Mbh
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    • H01K3/00—Apparatus or processes adapted to the manufacture, installing, removal, or maintenance of incandescent lamps or parts thereof
    • H01K3/02—Manufacture of incandescent bodies

Definitions

  • the present invention relates to a light source with a heatable filament or an electrode, wherein the filament or the electrode is arranged in a piston or in a tube. Furthermore, the present invention relates to a method for mechanically stabilizing the filament or the electrode of a light source.
  • Light sources of the type in question have long been known from practice and exist in a variety of embodiments.
  • electric incandescent lamps, electric halogen incandescent lamps and electric discharge lamps in low-pressure or high-pressure versions as well as electric light-emitting diodes are known.
  • the light sources are based on the glow emission, the impact excitation of gases or a luminescence effect, for example in the case of luminescent tubes.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a light source of the aforementioned type and a method, according to which a far-reaching use of the light source is made possible even in harsh operating conditions.
  • the above object is achieved by a light source having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 18. Thereafter, the light source of the type mentioned is configured and further developed such that the filament or the electrode at least partially has a mechanical stabilization.
  • the filament or the electrode for solving the object in question is provided with mechanical stabilization at least in regions.
  • an at least be ⁇ rich mechanical stabilization can be generated. The sensitivity of the light source to shock and vibration is significantly reduced.
  • the stabilization can be produced in a particularly advantageous manner in the region of the exit of the filament or the electrode from the bulb or the tube. Stabilization only in this specific area is usually sufficient.
  • the stabilization can be formed by a coating or deposition on the filament or the electrode.
  • several techniques can be used, all of which ensure a high mechanical stabilization.
  • the coating or deposition can be produced galvanically.
  • an electrolyte droplet can be applied to the region of the filament or the electrode to be stabilized, the filament serving as the cathode.
  • a thin inserted metal wire can serve as the anode of this galvanic Minianssen.
  • a suitable deposition voltage it is possible, for example, to deposit copper or nickel as local convector.
  • a chemical vapor deposition - CVD - done As a further coating technique, a chemical vapor deposition - CVD - done.
  • carbon can be applied to the filament or the electrode. Since the region of the filament or the electrode to be stabilized has a lower temperature than the glowing part when burning the light source, a hydrocarbon compound in the hotter region can be decomposed and deposited as carbon in the colder region away from a filament with optimized temperature distribution and gas conduction , A light source formed in this way is stable in comparison with conventional light sources even at twice the g values or acceleration values when the filament or the electrode is subjected to impact.
  • the coating or deposition could be produced by means of an organic covalent or organometallic chemical vapor deposition-MO-CVD.
  • metal deposition can also be produced on the same principle.
  • a process gas which is subjected to thermal decomposition, it is possible to use either inorganic covalent compounds, for example metal chlorides or metal fluorides, or organometallic compounds such as, for example, titanium tetrachloride for titanium deposition, metal hexacarbonyl for chromium, molybdenum or tungsten deposition and ferrocenes are used for iron separation.
  • inorganic covalent compounds for example metal chlorides or metal fluorides
  • organometallic compounds such as, for example, titanium tetrachloride for titanium deposition, metal hexacarbonyl for chromium, molybdenum or tungsten deposition and ferrocenes are used for iron separation.
  • metals or their organometallic compounds as coating or deposition material conceivable here.
  • the stabilization can be produced by exposing the filament or the electrode during heating to a brief one-time or multiple pulsed gas pressure increase by means of a noble gas.
  • the usual strength values, according to which stability is still present up to a load of 100 g to 200 g, can be increased to more than 2000 g.
  • the light source stabilized according to the invention remains intact even when subjected to a shock load of more than 2000 g.
  • a gas pressure of about 15 to 25 mbar is advantageous.
  • the gas pressure may be about 20 mbar.
  • the filament or the electrode may comprise tantalum carbide or consist of tantalum carbide.
  • the above object is achieved by a method for the mechanical stabilization of the filament or the electrode of a light source having the features of patent claim 18. Thereafter, the stabilization is produced by the fact that the filament or the electrode is heated during a heating of a single or multiple short-term pulse like gas pressure increase is exposed by means of a noble gas or that the stabilization is formed by a coating or deposition.
  • the filament or the electrode can be exposed to a constant noble gas flow or pressure after the short-term one or more pulse-like gas pressure increase.
  • the gas pressure increase can last for about 10 to 20 seconds.
  • the gas pressure increase can be effected by means of a gas pressure of about 15 to 25 mbar, preferably about 20 mbar.
  • noble gas helium or argon can be used, although other noble gases such as neon, krypton or xenon are conceivable.
  • the heating during the brief pulse-like gas pressure increase can take place via an ohmic heating process, with current flowing through the filament or the electrode.
  • both a short-term pulse-like increase in gas pressure can be effected in a particularly advantageous manner, to which the filament or the electrode is exposed during heating, as well as a coating or deposition on the filament or the electrode.
  • a combined effect for stabilizing the light source can be achieved.
  • the invention is intended to reduce the brittleness of filaments or electrodes, in particular in the case of lamps which use carbide such as TaC for this purpose.
  • Filament and electrode are collectively referred to as bulbs, for an incandescent lamp or discharge lamp.
  • the luminous body is integrally connected to an internal power supply, which extends into the glass of the piston.
  • the coating spiral or the coating tube is made of harnessschmelzen ⁇ the metal.
  • the melting point of the metal should be at least 1900 ° C., preferred material being W, Mo, carbon, Ta, Ru, Hf, Os.
  • the length of the coating should at most equal the length of the internal power supply lines inside the piston. A typical length is 5% of the length of the internal power supply lines, preferably a value of 3 to 15% of this length.
  • electrode is meant here a particularly massive internal power supply, which holds the coiled filament, the filament.
  • the fracture critical area is the transition from TaC filament to helix / helical weld on the electrode.
  • Fig. 1 is a schematic side view of an embodiment of a light source according to the invention.
  • FIG. 2 to 7 in each case schematic views of further embodiments of a light source according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic side view of an embodiment of a light source according to the invention.
  • the light source has a heatable filament 1, which is arranged in a piston 2.
  • the filament 1 has mechanical stabilization in certain areas. The stabilization is formed in the region of an electrical feed 3 of the filament 1 by a galvanic deposition 4.
  • a coating by means of chemical vapor deposition - CVD - could be generated.
  • the deposition 4 is formed in the region of the exit of the filament 1 from a glass base 5 of the piston 2. This portion of the filament 1 is most sensitive to handling of the light source with respect to filament 1 breakage.
  • a noble gas As a noble gas, helium or argon can preferably be used here.
  • FIG. 2 shows a halogen incandescent lamp with a piston 10 and a pinch seal 11.
  • a coil 12 is arranged axially as a luminous element. It has internal power supply lines 13, which are attached integrally to the coil ends.
  • the material is TaC.
  • Over a length of about 5% of the length of the power supply 13 in the piston extends as coarse mechanical coating means a coating spiral or spiral 14 of W. This extends into the pinch and stabilizes the power supply.
  • the outer end of the inner power supply is connected to a film 15 in the pinch 11 of the piston. From the pinch 11 rage outside massive power supply lines 17 to the outside.
  • a coating 18 made of carbon or else metal by means of CVD is attached, as it were, as fine-mechanical support, for further stabilization. It is typically up to 30 microns thick in the center and extends at least over a length of 2 mm in the area of the inner power supply, which is not supported by the Kochs ⁇ helix. In addition, it also extends to a part of the coating helix itself. In this way, the risk of breakage in the region of the edge between the end of the coating helix and the internal, exposed current supply is optimally supported.
  • a Bech of at least 2 mm is coated on the coating spiral. As a result, not only the support effect, but also the electrical contact is improved.
  • FIG. 3 A further embodiment is shown in Figure 3. This corresponds substantially to the embodiment of Figure 2, but the coating is formed by a tube 20 which extends over a length of about 10% of the length of the inner stroke in the piston. Otherwise, the structure is similar to that in FIG. 2.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment in which the supporting coating 21 extends relatively far over almost the entire length of the integral inner power supply 22.
  • the coating 24 extends away from the end of the tube toward the luminous element 23.
  • the length of the coating in the pinch is about 0.5 to 3 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm.
  • the length of the inner power supply on the film is advantageously 1 to 3 mm.
  • FIG. 5 shows a detail of a halogen incandescent lamp which has separate, in particular massive, molybdenum frame wires as internal power supply lines 25. Such lamps are used in particular for photo-optical purposes.
  • the luminous element 26 made of HfC is clamped between the bent-back legs 27 of the two frame wires. In this case, no support spiral is necessary as a supportive coating.
  • the coating consists of carbon or metal and extends to the so-called helical outlets, that is to say the uncoiled ends of the helix, in particular to a zone in the vicinity of the contact with the housing.
  • the stabilization can also be done by inert gas. In this case, as shown, no coating is necessary.
  • FIG. 6 A similar construction is shown in FIG. 6, where the helical outlets 30 are welded onto the solid frame wires 31. Again, the coating is about 2 mm in both directions, seen from the contact point 32.
  • the stabilization can also be done by inert gas. In this case, as shown, no coating is needed.
  • Figure 7 shows an embodiment in which the frame wire is made of two solid separate parts.
  • the reaching into the bruise outer part 35 is made of molybdenum. It is bent outwards.
  • the inner part 37 extending to the TaC helix 36 is made of a different material, preferably Ta or Nb. This inner part is again the actual holder for the helical outlets 38.
  • the holder of the helical departure again takes place by means of clamping as illustrated or even by welding.
  • a terminal part of the helix over a length of at least 1 mm, starting from the contact point 32 in the direction of helix, coated with metal, such as rhenium, osmium, iridium or ruthenium.
  • Particularly suitable materials in this case are rhenium, osmium, iridium or ruthenium. These materials extract far less carbon from the gas phase than, say, tungsten or molybdenum, or dissolve less hydrogen than, say, tantalum and zirconium (which are often referred to in the literature as hydrogen getters).
  • the coating spiral protrudes only a few mm out of the pinch as described for a preferred embodiment, and if a carbon cycle is implemented in the lamp, it can preferably also be made of tungsten or molybdenum, because at low temperatures Quetsch ⁇ edge carbon is dissolved only very slowly in the metal and said materials of the gas phase hydrogen ent withdraw only to a comparatively small extent.
  • the metals rhenium, osmium, iridium or ruthenium are particularly suitable for this, since when these metals are used The gas phase during operation of the lamp only little carbon is removed. Another advantage of using these metals is that they significantly slow the uptake of hydrogen by the non-carburized tantalum near the pinch edge. As a result, the hydrogen partial pressure in the lamps is more stable than in the case of a continuous strong hydrogen termination near the pinch edge.
  • the outlets of the helix are thus coated with one of the metals rhenium, osmium, iridium or ruthenium up to the luminous body, whereas the coating helix made of molybdenum or tungsten only a few mm from the pinch edge protrudes.
  • the metallic deposition it is also possible to use a C deposition, which extends to near the luminous body.
  • the hydrocarbon decomposes on its way to the luminous body with the release of carbon, which can be re-attached to the luminous body.
  • the released oxygen already reacts with the carbon transported by the luminous body to form carbon monoxide. Since this reaction - in contrast to the reaction of the carbon with the hydrogen - already proceeds at much higher temperatures, a blackening of the piston is thus even more effectively prevented.
  • the metals in question have their greatest effectiveness in terms of catalysis of the said reaction when they are operated at temperatures around or below 500 0 C, in particular at 400 to 55O 0 C.
  • the metals which are suitable for said catalysis tend to form carbides or to dissolve carbon at higher temperatures.
  • the coating coil is made of these materials and designed so that it protrudes only a few millimeters above the pinch edge.
  • the use of the coating coil described is combined with a carbon separation at a higher temperature or a noble gas stabilization.
  • the coil is attached to stable solid power supply lines ("frame"), see Figures 5 to 7.
  • frame stable solid power supply lines
  • the attachment of the helix is carried out, for example, by clamping or welding.
  • the very stable power supply lines ie. Stellmaschine
  • the frame which dissolves hydrogen only to a relatively small extent, eg W or Mo.
  • the use of these materials gives the advantage that these metals, when using the C-HO filler gas system as Catalysts act (see above).
  • the carburization of the tantalum helix is not complete; the colder areas near the fixation of the filament outlets to the frame parts are not completely carburized.
  • the zone in which the brittle Ta 2 C phase dominates can again be covered with a stabilizing metal layer, preferably using a metal which is not prone to carburization (eg Os, Ru, Re, Ir).
  • a metal which is not prone to carburization eg Os, Ru, Re, Ir.
  • the area in question can also be stabilized by a carbon coating; or a noble gas stabilization can be used.
  • such materials are used for the power supplies which have a catalytic function, e.g. Molybdenum.
  • the outlets of the TaC illuminant are coated with a carbon deposit.

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Abstract

Eine Lichtquelle mit einem beheizbaren Filament (1) oder einer Elektrode, wobei das Filament (1) oder die Elektrode in einem Kolben (2) oder in einer Röhre angeordnet ist, ist im Hinblick auf einen weitreichenden Einsatz der Lichtquelle auch bei rauhen Einsatzbedingungen derart ausggestaltet, dass das Filament (1) oder die Elektrode zumindest bereichsweise eine mechanische Stabilisierung aufweist. Des Weiteren ist ein Verfahren zur mechanischen Stabilisierung des Filaments (1) oder der Elektrode einer Lichtquelle angegeben, wobei die Stabilisierung dadurch erzeugt wird, dass das Filament (1) oder die Elektrode während einer Erwärmung einer kurzzeitigen pulsartigen Gasdruckerhöhung mittels einer Edelgases ausgesetzt wird oder dass die Stabilisierung durch eine Beschichtung oder Abscheidung (4) gebildetet wird.

Description

LICHTQUELLE UND EIN VERFAHREN ZUR MECHANISCHEN STABILISIERUNG DES FILAMENTS ODER DER ELEKTRODE EINER
LICHTQUELLE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle mit einem beheizbaren Filament oder einer Elektrode, wobei das Filament oder die Elektrode in einem Kolben oder in einer Röhre angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Ver¬ fahren zur mechanischen Stabilisierung des Filaments oder der Elektrode einer Lichtquelle.
Lichtquellen der in Rede stehenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt und existieren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen. Dabei sind insbesondere elektrische Glühlampen, elektrische Halogenglühlampen und elektrische Entladungslampen in Niederdruck- oder Hochdruckausführungen sowie elektrische Leuchtdioden bekannt. Die Lichtquellen basieren auf der Glühemission, der Sto߬ anregung von Gasen oder einer Lumineszenzwirkung, beispielsweise bei Lumines¬ zenzröhren.
Des Weiteren ist es heutzutage üblich, für verschiedene Anwendungsbereiche je¬ weils spezielle, für den jeweiligen Anwendungsfall besonders geeignete individuelle Lichtquellentypen herzustellen. Beispielsweise wurden in seltenen Fällen spezielle Filamente wie beispielsweise Tantalkarbidfilamente bei Lichtquellen eingesetzt, bei denen eine hohe Lichtleistung erforderlich ist.
Bei vielen speziellen Filament- oder Elektrodenmaterialien ist nachteilig, dass diese Materialien zwar die gewünschten Anforderungen hinsichtlich der Lichtleistung er¬ füllen, aber andererseits häufig im Hinblick auf Erschütterungen und Vibrationen empfindlich sind, wobei häufig ein Brechen der Filamente oder Elektroden zu beo¬ bachten ist. Derartige Filamente oder Elektroden eignen sich daher nur für Einsätze mit höchster Sorgfalt. Für eine Serienproduktion und einen weitreichenden Einsatz sind die mit den bekannten Filamenten oder Elektroden ausgestatteten Lichtquellen nicht geeignet. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lichtquelle der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren anzugeben, wonach ein weitreichender Einsatz der Lichtquelle auch bei rauhen Einsatzbedingungen ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Lichtquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Danach ist die Lichtquelle der eingangs genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass das Filament oder die Elektrode zumindest bereichsweise eine mechanische Stabilisierung aufweist.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass zur Reduzierung der Empfindlichkeit der bekannten Lichtquelle eine gezielte Einflussnahme auf das vorliegende Filament- oder Elektrodenmaterial möglich ist. Es ist also nicht erfor¬ derlich, ein anderes, weniger empfindliches Filament- oder Elektrodenmaterial zu verwenden. Im Konkreten ist das Filament oder die Elektrode zur Lösung der vor¬ anstehenden Aufgabe zumindest bereichsweise mit einer mechanischen Stabilisie¬ rung versehen. Hierdurch kann insbesondere an Stellen des Filaments oder der Elektrode, die sich als besonders empfindlich gezeigt haben, eine zumindest be¬ reichsweise mechanische Stabilisierung erzeugt werden. Die Empfindlichkeit der Lichtquelle auf Erschütterungen und Vibrationen ist dabei wesentlich reduziert.
Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Lichtquelle eine Lichtquelle angegeben, wonach ein weitreichender Einsatz der Lichtquelle auch bei rauhen Einsatzbedin¬ gungen mit starken Vibrationen und Erschütterungen ermöglicht ist.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Bruch des Filaments oder einer Elektrode insbesondere im Bereich des Austritts des Filaments oder der Elektrode aus bei¬ spielsweise einem Glaskolben erfolgt. Daher kann die Stabilisierung in besonders vorteilhafter Weise im Bereich des Austritts des Filaments oder der Elektrode aus dem Kolben oder der Röhre erzeugt sein. Eine Stabilisierung lediglich in diesem speziellen Bereich ist meistens ausreichend.
Im Konkreten kann die Stabilisierung im Bereich einer elektrischen Zuführung des Filaments oder der Elektrode erzeugt sein. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der im Betrieb glühende Teil beispielsweise eines Filaments häufig durch eine Glühwendel gebildet wird. In diesem Fall kann die Stabilisierung außerhalb dieses Glühwendel¬ bereichs, nämlich im Bereich der elektrischen Zuführung des Filaments oder der Elektrode vorliegen.
Im Hinblick auf eine besonders sichere und dauerhafte Stabilisierung kann die Sta¬ bilisierung durch eine Beschichtung oder Abscheidung auf dem Filament oder der Elektrode gebildet sein. Hierzu können mehrere Techniken eingesetzt werden, die allesamt eine hohe mechanische Stabilisierung gewährleisten.
Zum einen kann die Beschichtung oder Abscheidung galvanisch erzeugt sein. Dabei kann ein Elektrolyttropfen auf den zu stabilisierenden Bereich des Filaments oder der Elektrode aufgebracht werden, wobei das Filament als Kathode dient. Beispielsweise kann dann ein dünner eingebrachter Metalldraht als Anode dieser galvanischen Minianordnung dienen. Bei geeigneter Abscheidespannung lassen sich beispiels¬ weise Kupfer oder Nickel als lokaler Überzeug abscheiden. Bei einer weiteren Aus¬ gestaltung kann jedoch auch Eisen, Molybdän, Wolfram oder Legierungen der vor¬ genannten Metalle oder ein anderes Metall für die Beschichtung oder Abscheidung verwendet werden. Auch W/Ni-Legierungen können abgeschieden werden. Nach der Entfernung des Elektrolyten und einer Trocknung zeigt sich nach der galvanischen Beschichtung oder Abscheidung eine merkbar höhere Stabilität der Filament- oder Elektrodenanordnung gegen eine Schlagbeanspruchung.
Als weitere Beschichtungstechnik kann eine Chemical Vapour Deposition - CVD - erfolgen. Dabei kann beispielsweise Kohlenstoff auf das Filament oder die Elektrode aufgebracht werden. Da der zu stabilisierende Bereich des Filaments oder der Elektrode beim Brennen der Lichtquelle eine niedrigere Temperatur aufweist als der meist darüber liegende glühende Teil, lässt sich bei optimierter Temperaturverteilung und Gasführung eine Kohlenwasserstoffverbindung im heißeren Bereich zersetzen und als Kohlenstoff im kälteren, einer Glühwendel abgewandten Bereich abscheiden. Eine derart ausgebildete Lichtquelle ist im Vergleich mit herkömmlichen Lichtquellen noch bei den doppelten g-Werten oder Beschleunigungswerten bei einer Schlagbe¬ anspruchung des Filaments oder der Elektrode stabil. Bei einer weiteren Technik könnte die Beschichtung oder Abscheidung mittels an¬ organisch kovalenter oder metallorganischer Chemical Vapour Deposition - MO- CVD - erzeugt sein. Alternativ zu einer Kohlenstoffabscheidung mittels CVD kann nach dem gleichen Prinzip auch eine Metallabscheidung erzeugt werden. Als Pro¬ zessgas, welches der thermischen Zersetzung unterworfen wird, können dabei ent¬ weder anorganische kovalente Verbindungen, beispielsweise Metallchloride oder Metallfluoride, oder metallorganische Verbindungen wie beispielsweise Titantetra¬ chlorid für eine Titanabscheidung, Metallhexacarbonyl für eine Chrom-, Molybdän¬ oder Wolfram-Abscheidung und Ferrocene für eine Eisenabscheidung eingesetzt werden. Es sind hier auch andere Metalle oder deren metallorganische Verbindungen als Beschichtungs- oder Abscheidungsmaterial denkbar.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Technik kann die Stabilisierung dadurch erzeugt werden, dass das Filament oder die Elektrode während einer Erwärmung einer kurzzeitigen einmaligen oder mehrmaligen pulsartigen Gasdruckerhöhung mittels eines Edelgases ausgesetzt wird.
Eine derartige Behandlung des Filaments oder der Elektrode mit einem kurzzeitigen Edelgaspuls kann insbesondere während oder unmittelbar nach einer Synthese oder Herstellung des Filaments oder der Elektrode erfolgen, bei der das Filament oder die Elektrode bereits in dem Kolben oder in der Röhre angeordnet ist. Bei einem derartigen Herstellungs- oder Syntheseaufbau ist es besonders einfach, die Gas¬ atmosphäre um das Filament oder die Elektrode herum durch selektive Gaszufuhr einzustellen.
Bei der Synthese beispielsweise eines Tantalkarbidfilaments wird als Ausgangs¬ material Tantal verwendet. Dieses Ausgangsmaterial wird dann einer Karburierung bei 3.000 bis 3.300 K ausgesetzt. Ausgehend von Ta wird dabei Ta2C und an¬ schließend TaC erzeugt. In der das Ausgangsmaterial umgebenden Gasatmosphäre werden als Gase CH4 + eine geringe Menge H2 bei einem Gasdruck von etwa 0,1 bis 10 mbar verwendet. Die Synthese dauert etwa fünf bis sechs Minuten. Bei der Kohlenstoffabscheidung liegt ein Druck von etwa 10 bis 50 mbar vor. Die Edelgas¬ pulsbehandlung wird bei etwa 3.000 bis 3.150 K durchgeführt. Der Druck bei der Edelgasbehandlung liegt vorzugsweise bei etwa 20 mbar. Nach der Behandlung des Filaments oder der Elektrode mit einem kurzzeitigen Edel¬ gaspuls zeigt sich eine erhebliche Zunahme der Festigkeit und Stabilität des Filaments oder der Elektrode insbesondere im Bereich des Austritts des Filaments oder der Elektrode aus dem Kolben oder der Röhre. Genauer gesagt lassen sich die üblichen Festigkeitswerte, nach denen eine Stabilität noch bis zu einer Belastung mit 100 g bis 200 g vorliegt, auf über 2000 g steigern. Mit anderen Worten bleibt die erfindungsgemäß stabilisierte Lichtquelle auch bei einer Schlagbeanspruchung mit mehr als 2000 g noch unversehrt.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass es günstig ist, das Filament oder die Elektrode nach einer oder mehreren kurzzeitigen pulsartigen Gasdruckerhöhungen einem konstanten Edelgasdruck bis Syntheseende auszusetzen. Hierdurch kann eine er¬ höhte Stabilität erreicht werden.
Im Konkreten kann die pulsartige Gasdruckerhöhung etwa 10 bis 20 Sekunden an¬ dauern. Hierbei zeigt sich eine bestmögliche Stabilisierung des Filaments oder der Elektrode.
Als geeigneter Gasdruck im Rahmen der Gasdruckerhöhung ist ein Gasdruck von etwa 15 bis 25 mbar vorteilhaft. Vorzugsweise kann der Gasdruck bei etwa 20 mbar liegen.
Zur Stabilisierung besonders geeignete Edelgase sind Helium und Argon. Es ist je¬ doch auch die Verwendung anderer Edelgase denkbar, bspw. Neon oder Krypton oder Xenon.
Bei einer konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Lichtquelle kann das Filament oder die Elektrode Tantalkarbid aufweisen oder aus Tantalkarbid bestehen.
Im Hinblick auf das beanspruchte erfindungsgemäße Verfahren ist die obige Aufgabe durch ein Verfahren zur mechanischen Stabilisierung des Filaments oder der Elektrode einer Lichtquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Da¬ nach wird die Stabilisierung dadurch erzeugt, dass das Filament oder die Elektrode während einer Erwärmung einer einmaligen oder mehrmaligen kurzzeitigen puls- artigen Gasdruckerhöhung mittels eines Edelgases ausgesetzt wird oder dass die Stabilisierung durch eine Beschichtung oder Abscheidung gebildet wird.
Die Stabilisierung kann während oder nach einer Synthese des Filaments oder der Elektrode erfolgen. In vorteilhafter Weise kann das Filament oder die Elektrode nach der kurzzeitigen ein- oder mehrmaligen pulsartigen Gasdruckerhöhung einem konstanten Edelgas-Fluss oder -Druck ausgesetzt werden. Die Gasdruckerhöhung kann etwa 10 bis 20 Sekunden andauern. Die Gasdruckerhöhung kann mittels eines Gasdrucks von etwa 15 bis 25 mbar, vorzugsweise etwa 20 mbar, erfolgen. Als Edelgas kann Helium oder Argon verwendet werden, wobei auch andere Edelgase wie bspw. Neon, Krypton oder Xenon denkbar sind.
Die Erwärmung während der kurzzeitigen pulsartigen Gasdruckerhöhung kann über einen ohmschen Heizprozess erfolgen, wobei Strom durch das Filament oder die Elektrode fließt.
Zur Stabilisierung der Lichtquelle kann in besonders vorteilhafter Weise sowohl eine kurzzeitige pulsartige Gasdruckerhöhung erfolgen, der das Filament oder die Elekt¬ rode während einer Erwärmung ausgesetzt wird, als auch eine Beschichtung oder Abscheidung auf dem Filament oder der Elektrode vorgenommen werden. Hierdurch kann ein kombinierter Effekt zur Stabilisierung der Lichtquelle erreicht werden.
Der Effekt der Stabilitätserhöhung durch die Behandlung des Filaments oder der Elektrode mit einer kurzzeitigen pulsartigen Gasdruckerhöhung könnte durch eine Verringerung einer Wasserstoffversprödung in den Zuleitungen des Filaments oder der Elektrode durch Verdünnung der Gasatmosphäre erklärt werden. Alternativ hierzu könnte der Effekt auch durch eine marginale oberflächliche Entkohlung in den Zuführungen erklärt werden, die einen sehr dünnen, äußeren und mechanisch stabi¬ lisierenden Tantal-Mantel bei einem Tantalkarbidfilament ergeben könnte. Als wei¬ tere Erklärung könnte die Pulsung einen starken dynamischen Temperaturgradienten in den Zuführungen des Filaments oder der Elektrode erzeugen, was eine Ver¬ schiebung der Sollbruchstelle in den Glaskörper oder Glassockel eines Kolbens oder einer Röhre zur Folge haben könnte. Neben der mechanischen Stabilisierung können Metallabscheidungen auch zum Einbringen katalytisch wirksamer Metalle in den Lichtquellenkolben oder in die Licht¬ quellenröhre dienen. Dies erlaubt eine gezielte Beeinflussung der Gasphasenchemie in der brennenden Lichtquelle in eine gewünschte Richtung.
Durch die Erfindung soll die Brüchigkeit von Filamenten bzw. Elektroden, insbesondere bei Lampen, die dafür Karbid wie z.B. TaC verwenden, reduziert werden. Filament und Elektrode werden zusammenfassend auch als Leuchtmittel, für eine Glühlampe bzw. Entladungslampe, bezeichnet. Durch die Erfindung wird nicht nur das kalte Leuchtmittel beim Transport zum Kunden mechanisch stabilisiert, sondern außerdem auch das auf Betriebstemperatur gebrachte Leuchtmittel, insbe¬ sondere ein Filament, im Bereich der Quetschkante oder Wendel-Gestellverbindung. Vorteilhaft ist der Leuchtkörper integral mit einer inneren Stromzuführung verbunden, die in das Glas des Kolbens hineinreicht. Die Abgänge des Leuchtmittels, beispiels¬ weise des TaC- Filaments, im Bereich der Quetschkante oder der Wendelauf¬ hängung bzw. Wendelschweißung im Gestell bestehen meist noch aus der brüchigen Ta2C-Phase oder der noch nicht aufgekohlten reinen Ta-Phase. Insbesondere an der Quetschkante wird durch die Erfindung ein Verkleben des Ta-Materials mit dem Quarzglas (wie z.B. auch beim Quetschen) verhindert. Das Ta-Filament erfährt durch Phasenumwandlung zum TaC eine Volumenzunahme um 21%. Dieser Umstand kann bei zu fester Verbindung mit dem Quarzglas zum Bruch oder zumindest zur Widerstandszunahme an der Quetschkante führen. Als weiterer Vorteil beim Lampenbetrieb erweist sich die Verstärkung der kalten Abgänge, wo normalerweise der Halogenfraß oder weitere chemische Reaktionen anderer versprödender Füllgasbestandteile (Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, etc..) stattfinden. Auf diese Weise kann insbesondere das Filament, also die Wendel, bei Lampen ohne Gestell, d.h. Lampen, bei denen die Wendel und die innere Stromzuführung integral sind, stabilisiert werden, wobei der Draht, aus dem die Wendel gebildet ist, direkt auf die Folie geschweißt ist, und wobei eine Stabilisierungshilfe nicht nur im kalten Zustand, sondern auch während der Brenndauer mechanisch und bezüglich der elektrischen Kennwerte, insbesondere hinsichtlich eventueller Widerstandsänderungen, stabilisierend wirkt. Die Stabilisierung ist eine Beschichtung, eine Wendel, bevorzugt aber eine geeignete Kombination aus beiden. Dabei ist eine Wendel oder Rohr als Überzug direkt auf dem Draht aufgebracht und die Beschichtung dann noch zu¬ sätzlich aufgebracht.
Bevorzugt ist die Überzugswendel oder das Überzugsröhrchen aus hochschmelzen¬ dem Metall gefertigt. Der Schmelzpunkt des Metalls sollte mindestens 19000C sein, bevorzugtes Material ist W, Mo, Kohlenstoff, Ta, Ru, Hf, Os. Die Länge des Überzugs sollte höchstens der Länge der inneren Stromzuführungen innerhalb des Kolbens entsprechen. Eine typische Länge ist 5 % der Länge der inneren Stromzuführungen, bevorzugt ist ein Wert von 3 bis 15 % dieser Länge.
Dieser "grobmechanische" Überzug sollte kombiniert werden mit einer der o.g. "fein¬ wirkenden" Stabilisierungsmittel, nämlich: (a) der Kohlenstoffabscheidung, insbesondere am Übergang von der Überzugswendel zum einfachen TaC-Draht, (b) der Metallabscheidung oder (c) der Edelgasstabilisierung, vor allem mittels Helium.
Welche der genannten Möglichkeiten letztlich in Kombination mit dem Überzug zum Einsatz kommt und aus welchem Material der Überzug gefertigt wird, hängt vom ge¬ wählten Füllgassystem ab. Die chemischen Bestandteile des Füllgassystems, das Material sowie die maximale Temperatur der Überzugswendel und die aus der Aus¬ wahl (a) - (c) gewählte zusätzliche Stabilisierung sowie deren Auslegung, ins¬ besondere hinsichtlich der Materialauswahl bei (b), sollen möglichst kompatibel sein.
Diese Technik eignet sich auch für die Anwendung bei Lampen mit separaten Ge¬ stellteilen. Unter Elektrode wird hier eine besonders massive innere Stromzuführung verstanden, die den gewendelten Leuchtkörper, das Filament, haltert. Hier ist der bruchkritische Bereich der Übergang von TaC-Filament zur Wendel- klemmung/Wendelschweißung auf der Elektrode.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 18 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle und
Fig. 2 bis 7 in jeweils schematischen Ansichten weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Lichtquelle.
Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle. Die Lichtquelle weist ein beheizbares Filament 1 auf, das in einem Kolben 2 angeordnet ist. Im Hinblick auf einen weitreichenden Ein¬ satz der Lichtquelle auch bei rauhen und vibrationsreichen Einsatzbedingungen weist das Filament 1 bereichsweise eine mechanische Stabilisierung auf. Die Stabilisierung ist im Bereich einer elektrischen Zuführung 3 des Filaments 1 durch eine galvanische Abscheidung 4 gebildet.
Zur Stabilisierung des Filaments 1 könnte jedoch auch eine Beschichtung mittels Chemical Vapour Deposition - CVD - erzeugt sein. Die Abscheidung 4 ist im Bereich des Austritts des Filaments 1 aus einem Glassockel 5 des Kolbens 2 ausgebildet. Dieser Bereich des Filaments 1 ist während der Handhabung der Lichtquelle am empfindlichsten im Hinblick auf einen Bruch des Filaments 1.
Das Filament 1 besteht bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Tantal¬ karbid. Die elektrische Kontaktierung des Filaments 1 erfolgt über elektrische Kon¬ takte 6 und 7.
Zur Stabilisierung des Filaments 1 ist es alternativ oder zusätzlich möglich, das Fi¬ lament 1 während einer Erwärmung einer kurzzeitigen pulsartigen Gasdruckerhö¬ hung mittels eines Edelgases auszusetzen. Auch hierdurch wird eine deutlich höhere mechanische Stabilität des Filaments 1 insbesondere im Bereich des Austritts des Filaments 1 aus dem Glassockel 5 erreicht. AIs Edelgas kann hier vorzugsweise Helium oder Argon verwendet werden.
Figur 2 zeigt eine Halogenglühlampe mit einem Kolben 10 und einer Quetschung 11. im Kolben ist eine Wendel 12 als Leuchtkörper axial angeordnet. Sie besitzt innere Stromzuführungen 13, die integral an die Wendelenden angesetzt sind. Das Material ist TaC. Über eine Länge von etwa 5 % der Länge der Stromzuführung 13 im Kolben erstreckt sich als grobmechanisches Überzugsmittel eine Überzugswendel oder Spirale 14 aus W. Diese reicht bis in die Quetschung hinein und stabilisiert die Stromzuführung. Das äußere Ende der inneren Stromzuführung ist mit einer Folie 15 in der Quetschung 11 des Kolbens verbunden. Aus der Quetschung 11 rage äußere massive Stromzuführungen 17 nach außen. Im Bereich des inneren Endes der Über¬ zugswendel ist zur weiteren Stabilisierung quasi als feinmechanische Stütze eine Beschichtung 18 aus Kohlenstoff oder auch Metall mittels CVD angebracht. Sie ist im Zentrum typisch bis zu 30 μm dick und erstreckt sich mindestens über eine Länge von 2 mm auf dem Gebiet der inneren Stromzuführung, das nicht von der Überzugs¬ wendel gestützt ist. Zusätzlich erstreckt sie sich auch auf einen Teil der Überzugs¬ wendel selbst. Auf diese Weise ist die Bruchgefahr im Bereich der Kante zwischen Ende der Überzugswendel und innerer freiliegender Stromzuführung optimal ge¬ stützt. Bevorzugt ist ein Beeich von mindestens 2 mm auf der Überzugswendel be¬ schichtet. Dadurch wird nicht nur die Stützwirkung, sondern auch der elektrische Kontakt verbessert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Figur 3. dies entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel von Figur 2, jedoch ist der Überzug von einem Röhrchen 20 gebildet, das sich über eine Länge von etwa 10 % der Länge der inneren stroz in den Kolben erstreckt. Ansonsten ist der Aufbau ähnlich wie bei Figur 2.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der stützende Überzug 21 sich relativ weit über fast die gesamte Länge der integralen inneren Stromzuführung 22 er¬ streckt. Die Beschichtung 24 erstreckt sich vom Ende des Röhrchens weg in Richtung Leuchtkörper 23. Typisch ist die Länge des Überzugs in der Quetschung etwa 0,5 bis 3 mm, bevorzugt 0,5 bis 1 ,5 mm. die Länge der inneren Stromzuführung auf der Folie ist vorteilhaft 1 bis 3 mm.
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt aus einer Halogenglühlampe, die separate, insbesondere massive, Gestelldrähte aus Molybdän als innere Stromzuführungen 25 besitzt. Derartige Lampen werden insbesondere für fotooptische Zwecke benutzt. Der Leuchtkörper 26 aus HfC ist zwischen die zurückgebogenen Schenkel 27 der beiden Gestelldrähte eingeklemmt. In diesem Fall ist keine Stützwendel als stützen¬ der Überzug nötig. Die Beschichtung besteht aus Kohlenstoff oder Metall und er¬ streckt sich auf die sog. Wendelabgänge, also die ungewendelten Enden der Wendel, und zwar insbesondere auf eine Zone in der Nähe des Kontakts zum Ge¬ stell. Die Stabilisierung kann auch durch Edelgas erfolgen. In diesem Fall ist, wie ge¬ zeigt, keine Beschichtung nötig.
Eine ähnliche Konstruktion zeigt Figur 6, wo die Wendelabgänge 30 auf die massiven Gestelldrähte 31 geschweißt sind. Auch hier ist die Beschichtung etwa 2 mm in beide Richtungen, vom Kontaktpunkt 32 aus gesehen. Die Stabilisierung kann auch durch Edelgas erfolgen. In diesem Fall ist, wie gezeigt, keine Beschichtung nötig.
Weiter zeigt Figur 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Gestelldraht aus zwei massiven separaten Teilen gefertigt ist. Das bis in die Quetschung reichende äußere Teil 35 besteht aus Molybdän. Es ist nach außen gekröpft. Das innere zur TaC- Wendel 36 reichende Teil 37 ist aus einem anderen Material gefertigt, vorteilhaft Ta oder Nb. Dieses innere Teil ist wieder der eigentliche Halter für die Wendelabgänge 38. Die Halterung des Wendelabgangs erfolgt wieder mittels Klemmung wie darge¬ stellt oder auch Schweißung. Auch hier ist ein endständiges Teil der Wendel, über eine Länge von mindestens 1 mm, ausgehend von dem Kontaktpunkt 32 in Richtung Wendel, mit Metall beschichtet, beispielsweise mit Rhenium, Osmium, Iridium oder Ruthenium. Die Beschichtung kann sich auch in Richtung Gestell, bevorzugt mindestens 1 bis 3 mm weit, erstrecken. Die Stabilisierung kann auch durch Edelgas erfolgen. In diesem Fall ist, wie gezeigt, keine Beschichtung nötig. In brennenden Lampen mit einem Leuchtkörper aus Metallkarbid werden in der Regel Füllgasgemische verwandt, durch welche ein Kohlenstoff-Kreisprozess er¬ möglicht wird. Eine Möglichkeit stellt z.B. der Zusatz von Kohlenstoff und Wasserstoff zum Füllgas dar, siehe z.B. US 2 596 469. In diesem Falle ist es zweckmäßig, dass Material von Überzugswendel und ggf. einer metallischen Beschichtung so zu wählen, dass diese nicht oder nur in geringem Maße mit Kohlenstoff zu Carbiden reagieren bzw. Kohlenstoff oder Wasserstoff lösen. Als besonders geeignete Materialien kommen in diesem Falle Rhenium, Osmium, Iridium oder Ruthenium in Betracht. Diese Materialien entziehen der Gasphase weit weniger Kohlenstoff als z.B. Wolfram oder Molybdän bzw. lösen weniger Wasserstoff als z.B. Tantal und Zirkonium (welche ja in der Literatur häufig als Wasserstoffgetter genannt werden).
Ragt die Überzugswendel nur um wenige mm aus der Quetschung heraus wie für eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, und wird ein Kohlenstoff-Kreis¬ prozess in der Lampe implementiert, so kann sie bevorzugt auch aus Wolfram oder Molybdän gefertigt werden, weil bei den niedrigen Temperaturen nahe der Quetsch¬ kante Kohlenstoff nur sehr langsam in dem Metall gelöst wird und die genannten Materialien der Gasphase Wasserstoff nur in vergleichsweise geringem Maße ent¬ ziehen.
Wird der Abgang bis in den Bereich höherer Temperaturen hin mit einem Metall überzogen, um die bruchempfindlichen Bereiche, in denen die Ta2C Phase dominiert, zu stabilisieren, so eignen sich dazu insbesondere die Metalle Rhenium, Osmium, Iridium oder Ruthenium, da bei Verwendung dieser Metalle der Gasphase während des Lampenbetriebs nur wenig Kohlenstoff entzogen wird. Ein weiterer Vorteil bei Verwendung dieser Metalle ist, dass sie die Aufnahme von Wasserstoff durch das nicht carburierte Tantal nahe der Quetschkante deutlich verlangsamen. Dadurch ist der Wasserstoff-Partialdruck in den Lampen stabiler als bei einer fort¬ laufenden starken Wasserstoffgetterung nahe der Quetschkante.
In einer bevorzugten Bauform bei Verwendung eines C-H-Kreisprozesses werden somit die Abgänge der Wendel mit einem der Metalle Rhenium, Osmium, Iridium oder Ruthenium bis nahe zum Leuchtkörper überzogen, während die aus Molybdän oder Wolfram gefertigte Überzugswendel nur wenige mm aus der Quetschkante herausragt. Statt der metallischen Abscheidung kann auch eine C-Abscheidung ver¬ wandt werden, welche sich bis nahe zum Leuchtkörper erstreckt.
In der Anmeldung WO 002004107391 A1 wird beschrieben, wie durch Verwendung Sauerstoff enthaltender Zusätze zum Füllgas ein positiver Effekt hinsichtlich der Vermeidung einer Kolbenschwärzung bzw. einer Erhöhung der Lebensdauer erreicht werden kann. Die günstige Wirkung des Sauerstoffs lässt sich noch verstärken, wenn man in den kälteren Bereichen bei Temperaturen meist um 1500C bis 4000C Metalle wie Eisen, Kobalt, Nickel oder auch Molybdän einsetzt. Wahrscheinlich wirken diese Metalle als Katalysatoren im Sinne von Fischer-Tropsch-Reaktionen, wobei das Kohlenmonoxid am Katalysator mit Wasserstoff zu Kohlenwasserstoffen und Wasser reagiert. Dadurch wird das sonst sehr stabile Kohlenmonoxid-Molekül wieder zerlegt und sowohl Kohlenstoff als auch Sauerstoff dem Reaktionsgeschehen wieder zuge¬ führt. Der Kohlenwasserstoff zersetzt sich auf seinem Weg zum Leuchtkörper unter Freisetzung von Kohlenstoff, welcher wieder an den Leuchtkörper angelagert werden kann. Der freigesetzte Sauerstoff reagiert bereits mit dem vom Leuchtkörper herantransportierten Kohlenstoff zu Kohlenmonoxid. Da diese Reaktion - im Gegen¬ satz zur Reaktion des Kohlenstoffs mit dem Wasserstoff - bereits bei weitaus höheren Temperaturen abläuft, wird eine Schwärzung des Kolbens dadurch noch wirkungsvoller verhindert. Die in Frage kommenden Metalle haben ihre größte Wirksamkeit hinsichtlich der Katalyse der genannten Reaktion, wenn sie bei Temperaturen um oder unterhalb 5000C, insbesondere bei 400 bis 55O0C, betrieben werden. Die für die genannte Katalyse in Frage kommenden Metalle neigen bei höheren Temperaturen zur Bildung von Carbiden bzw. zur Lösung von Kohlenstoff. In bevorzugten Bauformen wird daher die Überzugswendel aus diesen Materialien gefertigt und so ausgelegt, dass sie nur wenige Millimeter über die Quetschkante hinausragt. In einer bevorzugten Bauform bei Verwendung des C-O-H-Füllgas- systems wird die Verwendung der beschriebenen Überzugswendel mit einer Kohlenstoffabscheidung bei höherer Temperatur oder einer Edelgasstabilisierung kombiniert.
In einer weiteren Bauform wird die Wendel an stabilen massiven Stromzuführungen („Gestell") befestigt, siehe Figur 5 bis 7. Die Befestigung der Wendel erfolgt z.B. durch Klemmung oder Schweißung. Die sehr stabilen Stromzuführungen (d.h. Ge- stellteile) besitzen meist einen so großen Durchmesser und damit eine so große Wärmeleitfähigkeit bzw. einen so geringen Widerstand, so dass sie sich auf so niedriger Temperatur befinden, dass sie nicht wesentlich carburiert werden. Vor¬ zugsweise wird ein solches Material für das Gestell gewählt, welches Wasserstoff nur in relativ geringem Maße löst, z.B. W oder Mo. Zusätzlich erhält man bei Ver¬ wendung dieser Materialien den Vorteil, dass diese Metalle bei Verwendung des C- H-O-Füllgassystems als Katalysatoren wirken (s.o.). Auch bei Verwendung dieser Konstruktion erfolgt die Carburierung der Tantal-Wendel nicht vollständig; die kälteren Bereiche nahe der Fixierung der Wendelabgänge an den Gestellteilen werden nicht vollständig carburiert. Zur Erhöhung der Bruchfestigkeit in diesem Bereich kann man die Zone, in der die brüchige Ta2C Phase dominiert, wieder mit einer stabilisierenden Metallschicht überziehen, bevorzugt unter Verwendung eines Metalls, welches nicht zur Carburierung neigt (z.B. Os, Ru, Re, Ir). Statt einer Metall- abscheidung kann der fragliche Bereich auch durch einen Kohlenstoff-Überzug stabilisiert werden; oder eine Edelgas-Stabilisierung kann zur Anwendung kommen.
In einer bevorzugten Bauform bei Verwendung des C-H-O-Füllgassystems werden solche Materialien für die Stromzuführungen verwendet, welche eine katalytische Funktion haben, also z.B. Molybdän. Die Abgänge des TaC-Leuchtkörpers werden mit einer Kohlenstoff-Abscheidung überzogen.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin¬ dungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentan¬ sprüche verwiesen.
Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass das zuvor rein willkürlich gewählte Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dient, diese jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Lichtquelle mit einem beheizbaren Filament (1) oder einer Elektrode, wobei das Filament (1) oder die Elektrode in einem Kolben (2) oder in einer Röhre ange¬ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (1) oder die Elektrode zu¬ mindest bereichsweise eine mechanische Stabilisierung aufweist.
2. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung im Bereich des Austritts des Filaments (1) oder der Elektrode aus dem Kolben (2) oder der Röhre erzeugt ist.
3. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung im Bereich einer elektrischen Zuführung (3) des Filaments (1 ) oder der Elektrode erzeugt ist.
4. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung durch eine Beschichtung oder Abscheidung (4) gebildet ist.
5. Lichtquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung oder Abscheidung (4) galvanisch erzeugt ist.
6. Lichtquelle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Be¬ schichtung oder Abscheidung (4) ein Metall, vorzugsweise Kupfer, Eisen, Nickel, Molybdän, Wolfram oder deren Legierungen, aufweist.
7. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung oder Abscheidung mittels Chemical Vapour Deposition - CVD - er¬ zeugt ist.
8. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung oder Abscheidung Kohlenstoff aufweist.
9. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung oder Abscheidung mittels anorganisch kovalenter oder metall¬ organischer Chemical Vapour Deposition - MO-CVD - erzeugt ist.
10. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung oder Abscheidung ein Metall, vorzugsweise Titan, Chrom, Molybdän, Wolfram oder Eisen, oder deren metallorganische Verbindungen aufweist.
11. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung dadurch erzeugt ist, dass das Filament (1) oder die Elektrode während einer Erwärmung einer kurzzeitigen einmaligen oder mehrmaligen pulsartigen Gasdruckerhöhung mittels eines Edelgases ausgesetzt wird.
12. Lichtquelle nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisie¬ rung während oder nach einer Synthese des Filaments (1) oder der Elektrode erfolgt.
13. Lichtquelle nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (1) oder die Elektrode nach der einmaligen oder mehrmaligen kurzzeitigen pulsartigen Gasdruckerhöhung einem konstanten Edelgas-Fluss oder -Druck aus¬ gesetzt wird.
14. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckerhöhung etwa 10 bis 20 s andauert.
15. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckerhöhung mittels eines Gasdrucks von etwa 15 bis 25 mbar, vor¬ zugsweise etwa 20 mbar, erfolgt.
16. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelgas Helium, Argon, Neon, Krypton oder Xenon ist.
17. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (1) oder die Elektrode Tantalkarbid aufweist.
18. Verfahren zur mechanischen Stabilisierung des Filaments (1) oder der Elekt¬ rode einer Lichtquelle, insbesondere einer Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Stabilisierung dadurch erzeugt wird, dass das Filament (1) oder die Elektrode während einer Erwärmung einer einmaligen oder mehrmaligen kurz¬ zeitigen pulsartigen Gasdruckerhöhung mittels eines Edelgases ausgesetzt wird oder dass die Stabilisierung durch eine Beschichtung oder Abscheidung (4) gebildet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung während oder nach einer Synthese des Filaments (1) oder der Elektrode erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (1) oder die Elektrode nach der einmaligen oder mehrmaligen kurzzeitigen pulsartigen Gasdruckerhöhung einem konstanten Edelgas-Fluss oder -Druck aus¬ gesetzt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckerhöhung etwa 10 bis 20 s andauert.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckerhöhung mittels eines Gasdrucks von etwa 15 bis 25 mbar, vor¬ zugsweise etwa 20 mbar, erfolgt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelgas Helium, Argon, Neon, Krypton oder Xenon ist.
24. Lichtquelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Stabilisierung durch eine Kombination von einem grobmechanischen Überzugsmittel und einem feinwirkenden Stützmittel erzielt wird.
25. Lichtquelle nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das grobmechanische Überzugsmittel eine Wendel oder Spirale oder Rohr ist, während das feinwirkende Stützmittel eine Beschichtung aus Kohlenstoff oder Metall oder eine stabilisierende Edelgasbehandlung ist.
26. Lichtquelle nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das grob¬ mechanische Überzugsmittel den Bereich der inneren Stromzuführung stützt, der an der Kante zur Abdichtung liegt.
27. Lichtquelle nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das feinwirkende Stützmittel zumindest den Bereich der inneren Stromzuführung stützt, der sich in Richtung Leuchtkörper unmittelbar an das grobmechanische Überzugsmittel an¬ schließt.
28. Lichtquelle nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass sich das fein¬ wirkende Stützmittel auch über einen Bereich des grobmechanischen Überzugs¬ mittels erstreckt.
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