WO2021099210A1 - Glühkörper, dessen emissionsvolumen einen ohmschen widerstand in einem bereich hat und porös ist - Google Patents

Glühkörper, dessen emissionsvolumen einen ohmschen widerstand in einem bereich hat und porös ist Download PDF

Info

Publication number
WO2021099210A1
WO2021099210A1 PCT/EP2020/081968 EP2020081968W WO2021099210A1 WO 2021099210 A1 WO2021099210 A1 WO 2021099210A1 EP 2020081968 W EP2020081968 W EP 2020081968W WO 2021099210 A1 WO2021099210 A1 WO 2021099210A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
incandescent body
volume
lamp
incandescent
emission
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/081968
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Klosch-Trageser
Jakob Fischer
Frank Diehl
Jürgen Weber
Original Assignee
Heraeus Noblelight Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Noblelight Gmbh filed Critical Heraeus Noblelight Gmbh
Publication of WO2021099210A1 publication Critical patent/WO2021099210A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/02—Incandescent bodies
    • H01K1/14—Incandescent bodies characterised by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/02—Incandescent bodies
    • H01K1/04—Incandescent bodies characterised by the material thereof
    • H01K1/08—Metallic bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • 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 an incandescent body, including a. a first end face, b. a further end face opposite the first end face, and c. an emission volume arranged between the first end surface and the further end surface; wherein the incandescent body at least in the emission volume in a direction from the first end face to the further end face has a specific electrical resistance at 20 ° C. in a range from 0.01 to 50 W ⁇ mm 2 / m; characterized in that the emission volume is porous.
  • the invention also relates to a lamp; Method of manufacturing an incandescent body; and for making a lamp; Process products of the aforementioned processes; a lamp; a welding machine; a method of joining; and uses of the incandescent body; the lamp or luminaire; a 3D printer; a metal powder; and a semi-endless fiber.
  • Resistance spot welding is often used to create spot welded connections of metallic materials. However, this is not possible with electrically insulating the welding partners, such as plastic parts. If such parts are to be welded, powerful infrared emitters are often used for infrared welding. In order to achieve the required radiation power per radiation surface, these infrared emitters use a wound filament. The construction with a wound filament leads to technical disadvantages due to the design, which can limit the minimum size of the weld and the quality of the weld. In general, it is an object of the present invention to at least partially overcome a disadvantage resulting from the prior art.
  • Another object of the invention is to enable the highest quality possible welding of the smallest possible welding points of welding partners made of electrically insulating plastic.
  • Another object of the invention is to provide an incandescent body for an infrared radiator which is suitable for high-quality infrared welding of the smallest possible welds.
  • the incandescent body preferably has the highest possible power density, based on a length of the incandescent body.
  • an object of the invention to provide an infrared radiator for infrared welding which enables radiation that is spatially as homogeneous as possible.
  • an infrared heater for infrared welding is provided which has an emission spectrum that is as precisely as possible predefined.
  • Another object of the inven tion is to provide an infrared heater for infrared welding which is as simple as possible.
  • one of the aforementioned advantageous infrared radiators for infrared welding has a service life of at least the same length.
  • Another object of the invention is to provide a method for producing an incandescent body for an infrared radiator for infrared welding, the implementation of the method requiring the smallest possible production area.
  • a further object of the invention is to provide a method for producing an incandescent body for an infrared radiator for infrared welding, the method requiring as few steps as possible for after-treatment of the incandescent body. Post-treatment for cleaning or homogenizing the electrical conductivity of the incandescent body is preferably not required.
  • An embodiment 1 of an incandescent body 1 including a. a first end face, b. a further end face opposite the first end face, and c. an emission volume arranged between the first end surface and the further end surface; wherein the incandescent body at least in the emission volume in a direction from the first end face to the further end face has a specific electrical resistance at 20 ° C. in a range from 0.01 to 50 W ⁇ mm 2 / m, preferably from 0.03 to 40 W.
  • Mm 2 / m preferably from 0.05 to 30 W mm 2 / m, more preferably from 0.1 to 30 W mm 2 / m, more preferably from 0.1 to 25 W mm 2 / m, more preferably from 0.1 to 20 W mm 2 / m, more preferably from 0.1 to 15 W mm 2 / m, more preferably from 0.1 to 10 W mm 2 / m, more preferably from 0.5 to 8 W mm 2 / m, more preferably from 1 to 5 W ⁇ mm 2 / m, most preferably from 1 to 4 W ⁇ mm 2 / m; characterized in that the emission volume is porous.
  • the emission volume preferably has a length running in the direction from the first end face to the further end face in a range from 0.1 mm to 6 m, preferably 1 mm to 3 m, more preferably from 5 mm to 2 m, more preferably from 1 cm to 150 cm , more preferably from 1 cm to 100 cm, more preferably from 1 cm to 50 cm, more preferably from 1 cm to 40 cm, more preferably from 1 cm to 30 cm, more preferably from 1 cm to 10 cm, even more preferably from 1 cm to 5 cm, most preferably from 1 cm to 3 cm.
  • the emission volume has a length running in the direction from the first end surface to the further end surface in a range from 2 cm to 150 cm, more preferably from 3 cm to 150 cm, more preferably from 3 cm to 100 cm, more preferably from 3 cm to 50 cm, more preferably from 3 cm to 40 cm, more preferably from 3 cm to 30 cm, even more preferably from 3 cm to 10 cm, most preferably from 3 cm to 5 cm.
  • the direction from the first end face to the further end face is preferably a direction of a length of the emission volume, more preferably of the incandescent body.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 1, the emission volume having a porosity in a range from 0.01 to 0.9, preferably from 0.1 to 0.9, more preferably from 0.2 to 0 .9, more preferably from 0.3 to 0.9, more preferably from 0.3 to 0.8, more preferably from 0.4 to 0.8, more preferably from 0.5 to 0.8, most preferably from 0.5 to 0.7, has.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 1 or 2, the first end surface being a region of a surface of a first end volume, the further end surface being a region of a surface of a wider end volume, the emission volume in the Direction is arranged between the first end volume and the further end volume, wherein a porosity of the emission volume is more than a porosity of the first end volume or than a porosity of the further end volume or more than each of both, preferably by at least 0.1, more preferably to at least 0.2, more preferably by at least 0.3, even more preferably by at least 0.4, most preferably by at least 0.5.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 3, the porosity of the first end volume or the porosity of the further end volume or each of the two being less than 0.5, preferably less than 0.4, preferably less than 0 .3, more preferably less than 0.2, even more preferably less than 0.1, most preferably less than 0.05.
  • the porosity of the first end volume or the porosity of the further end volume or each of the two is particularly preferably approximately zero.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, a porosity of the emission volume being an open porosity.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the incandescent body having an outer surface, the outer surface including an emission region, the emission region is formed by the emission volume and contains a plurality of openings, the openings of the plurality of openings 10 to 60%, preferably 20 to 60%, more preferably 20 to 50%, even more preferably 25 to 50%, most preferably 30 to 50%, form a total area content of the emission area.
  • the openings represent imperfections in the emission area.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 6, the openings of the plurality of openings having a diameter in a range from 50 to 500 ⁇ m, preferably from 80 to 400 ⁇ m, more preferably from 100 to 300 ⁇ m most preferably from 150 to 300 pm.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 6 or 7, the emission region from 1 to 50 openings of the plurality of openings per mm 2 , preferably 2 to 40 openings of the plurality of openings per mm 2 , more preferably from 3 to 30 openings of the plurality of openings per mm 2 , more preferably from 5 to 20 openings of the plurality of openings per mm 2 .
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its embodiments 6 to 8, the emission range 50 to 100%, preferably 60 to 100%, more preferably 70 to 100%, even more preferably 80 to 100%, most preferably 90 to 100% making outside surface.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, wherein the incandescent body does not have a melting temperature of less than 900 ° C, preferably less than 1000 ° C, more preferably less than 1500 ° C, even more preferably less than 2000 ° C.
  • a maximum melting temperature of the incandescent body is preferably not more than 3500 ° C, more preferably not more than 3200 ° C, most preferably not more than 3000 ° C.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the emission volume comprising a metal hold.
  • the first end volume or the further end volume or each of the two preferably additionally contains a metal.
  • This metal can be the same metal that contains the emission volume or a different metal.
  • the first end volume can contain the same metal as the further end volume or a different metal.
  • the pre-existing volumes of the incandescent body are preferably made of the respective metal.
  • the above volumes of the incandescent body preferably contain the respective metal as a component of an alloy.
  • the emission volume and the first and further end volumes preferably contain the same metal, more preferably they consist of the same metal.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 11, the metal being a refractory metal or a noble metal.
  • Refractory metals are titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum and tungsten.
  • a preferred refractory metal is tungsten.
  • Preferred noble metals herein are ruthenium, rhodium, palladium, silver, osmium, iridium, platinum and gold. Particularly preferred precious metals are silver and platinum.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 11 or 12, the emission volume being the metal in a range from 50 to 100% by weight, preferably from 60 to 100% by weight, more preferably from 70 to 100% by weight, more preferably from 80 to 100% by weight, most preferably from 90 to 100% by weight, each based on the total weight of the incandescent body.
  • a component of the emission volume, which forms the incandescent body to a proportion in the given area consist of the metal.
  • the emission volume can consist of an alloy that contains the metal in a proportion in the specified range.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the incandescent body being designed as a filament.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 14, the filament not including any winding. A turn is a passage of a geometric spiral, screw or winding.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 14 or 15, the filament being rod-shaped
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its embodiments 14 to 16, the filament having a flexural modulus in a range from 50 to 120 kN / mm 2 , preferably from 60 to 110 kN / mm 2 , more preferably from 70 up to 100 kN / mm 2 .
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its embodiments 14 to 17, the filament having a length in a range from 0.1 mm to 6 m, preferably 1 mm to 3 m, more preferably from 5 mm to 2 m, more preferably from 1 cm to 150 cm, more preferably from 1 cm to 100 cm, more preferably from 1 cm to 50 cm, preferably from 1 cm to 40 cm, more preferably from 1 cm to 30 cm, more preferably from 1 cm to 10 cm, even more preferably from 1 cm to 5 cm, most preferably from 1 cm to 3 cm.
  • the filament has a length in a range from 2 cm to 150 cm, more preferably from 3 cm to 150 cm, more preferably from 3 cm to 100 cm, more preferably from 3 cm to 50 cm, more preferably from 3 cm to 40 cm, more preferably from 3 cm to 30 cm, even more preferably from 3 cm to 10 cm, most preferably from 3 cm to 5 cm.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its embodiments 14 to 18, with an outer diameter of the filament over an entire length of the filament in a range from 100 ⁇ m to 50 mm, preferably from 100 ⁇ m to 40 mm, more preferably from 500 ⁇ m to 30 mm, more preferably from 500 ⁇ m to 20 mm, even more preferably from 500 ⁇ m to 10 mm, most preferably 500 ⁇ m to 3 mm.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its previous embodiments, the incandescent body being so little curved that that the first end face and the further end face can be connected by a straight line which lies completely in the incandescent body.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the incandescent body being designed as a hollow body which includes a wall that at least partially surrounds a cavity.
  • the hollow body is preferably tubular.
  • the emission volume is preferably designed as a hollow cylinder.
  • a cavity of the hollow body preferably extends from the first end face to the further end face.
  • the cavity preferably runs through the incandescent body in one direction of a length of the incandescent body.
  • the hollow body preferably includes an inlet opening and an outlet opening of the cavity.
  • the inlet opening is preferably arranged in the first end surface and the outlet opening in the further end surface of the incandescent body.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 21, the wall having a thickness in a range from 5 ⁇ m to 1 mm, preferably from 10 ⁇ m to 1 mm, more preferably from 10 to 500 ⁇ m.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 21 or 22, a first cross-sectional area of the wall in the emission volume being less than a further cross-sectional area of the wall in the first end volume or in the further end volume or in each of these two.
  • the first cross-sectional area and the further cross-sectional area are here parallel to one another and preferably perpendicular to the length of the incandescent body.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 23, a thickness of the wall in the emission volume being less than in the first end volume or in the further end volume or than in each of these two, preferably by at least 5%, more preferred by at least 10%, more preferably by at least 30%, most preferably by at least 50%, in each case of the thickness of the respective end volume.
  • the thickness of the wall in the emission volume is preferably at least 3 gm, preferably at least 5 gm, more preferably at least 10 gm, even more preferably at least 50 gm, most preferably at least 100 gm, less than in the first end volume or in the wider final volume or in either of these two.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 23 or 24, wherein an outer diameter of the emission volume is less than an outer diameter of the first end volume or the further end volume or than either of both, preferably by at least 5%, more preferably by at least 10%, more preferably by at least 30%, most preferably by at least 50%, in each case of the outer diameter of the respective end volume.
  • An outer diameter of the emission volume is preferably at least 100 gm, more preferably at least 500 gm, more preferably at least 1 mm, even more preferably at least 3 mm, less than an outer diameter of the first end volume or the further end volume or both.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its embodiments 21 to 25, the wall containing a plurality of through holes in the emission volume.
  • the through holes are preferably arranged distributed over a circumference of the wall in the emission volume.
  • the through holes can have any cross-sectional shape that appears suitable to the person skilled in the art. A circular, oval or elongated cross-sectional shape is preferred here.
  • the elongated cross-sectional shape can be elongated along a length of the emission volume or a circumference of the emission volume or along both.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its embodiments 3 to 26, the first end volume containing a first means for attaching a first electrically conductive component while maintaining a first electrical contact, the further end volume containing a further means includes a fastening term of a further electrically conductive component while maintaining a further electrical contact's.
  • the first electrical contact is preferably one selected from the group consisting of a screw connection, a clamp connection, a press connection, and a plug connection, or a combination of at least two of them.
  • the further electrical contact is one selected from the group consisting of a screw connection, a clamp connection, a press connection and a plug connection, or a combination of at least two thereof.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 27, the first means being designed and arranged in such a way that the first electrically conductive component is fastened by means of a first form fit or a first force fit or by means of a mixture of both, with the further with tel is designed and arranged so that the fastening of the further electrically conductive component is by means of a further form fit or a further force fit or by means of a mixture of both.
  • the incandescent body 1 is designed according to its embodiment 27 or 28, the first means preferably containing a first thread or a first recess for positive insertion or non-positive pressing or both of the first electrically conductive component, wherein the further means contains a further thread or a further recess for a form-fitting insertion or a force-fitting pressing or both of the further electrically conductive component is preferred.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its previous embodiments, the incandescent body being designed to be rotationally symmetrical.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the incandescent body being designed for use as a thermal radiator in a lamp.
  • the incandescent body 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the incandescent body having an outer surface, the outer surface including an emission region, the emission region being formed by the emission volume and a mean roughness value R a in a range of 1 to 500 pm, preferably from 1 to 250 pm, more preferably from 1 to 100 pm.
  • a contribution to the fulfillment of at least one of the objects according to the invention is made by an embodiment 1 of a method 1 for producing an incandescent body, including as method steps a) providing a starting material; b) superimposing at least one layer of the starting material on a carrier; and c) thermal treatment of the at least one layer so that at least one region of the incandescent body is obtained from the at least one layer; the superimposing in process step b) or the thermal treatment in process step c) or both taking place along linear paths.
  • the method 1 is given to a method for producing the incandescent body by additive manufacturing.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 1, wherein the linear paths are straight.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the line-shaped paths including a first plurality of line-shaped paths and a further plurality of line-shaped paths, where each line-shaped path of the first plurality has an angle in a range of 30 to 150 °, preferably from 40 to 140 °, more preferably from 50 to 130 °, more preferably from 60 to 120 °, even more preferably from 70 to 11 °, most preferably from 80 to 100 °, with any linear orbit of the further plurality.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the line-shaped paths having a path width, with two adjacent line-shaped paths being spaced apart from one another have, wherein the path distance between two adjacent linear paths is a distance between a center line of a path to a center line of an adjacent path, wherein at least a part, preferably each, of the linear paths has a path width that is less than a path distance to the neighboring linear paths.
  • the aforementioned web width is preferably at least 5 gm, more preferably at least 10 gm, more preferably at least 50 gm, most preferably at least 100 gm, less than the aforementioned web spacing.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, wherein the linear webs have a web width, the web width in a range from 3 to 300 gm, preferably from 3 to 200 gm, more preferably from 5 to 100 gm , most preferably from 5 to 50 gm.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, wherein in each case two adjacent line-shaped tracks have a path distance from one another, the path distance between two adjacent line-shaped paths being a distance between a center line of one path and a center line of an adjacent path, the web spacing being in a range from 5 to 500 gm, preferably from 5 to 400 gm, more preferably from 10 to 300 gm, more preferably from 10 to 200 gm, even more preferably from 10 to 100 gm, most preferably from 10 to 60 gm .
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, wherein the at least one layer in process step b) has a layer thickness in a range from 5 to 150 gm, preferably from 10 to 100 gm, more preferably from 10 to 80 gm, has.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the method additionally including providing 3D model data prior to method step b), the method processing the 3D model data while receiving a large number of control commands includes, where the Overlaying in method step b) or the thermal treatment in method step c) or both takes place according to the control commands of the plurality of control commands.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 8, the incandescent body having a 3D shape which is predetermined by the 3D model data.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 8 or 9, the 3D model data being provided in an STL format.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the method being a method for 3D printing the incandescent body.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the superimposing in method step b) by contacting the starting material with a nozzle or a doctor blade or both.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the starting material in method step a) being an informal substance.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 13, the shapeless substance being a powder or a semi-continuous fiber.
  • a preferred powder consists of at least 80% by weight, preferably at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, even more preferably at least 98% by weight, most preferably at least 99% by weight, each based on the powder, composed of particles with particle sizes in a range from 1 to 100 ⁇ m, preferably from 1 to 90 ⁇ m, preferably ter from 1 to 80 gm, more preferably from 1 to 70 gm, more preferably from 1 to 60 gm, more preferably from 1 to 50 gm, more preferably from 5 to 50 gm, more preferably from 5 to 40 gm, more preferably from 5 to 30 gm, still more preferably from 5 to 25 gm.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, wherein the starting material in the method step a) contains a plurality of particles, preferably consists of them.
  • the plurality of particles preferably has at least 80% by weight, preferably at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, even more preferably at least 98% by weight, most preferably at least 99% by weight .-%, based in each case on the weight of the plurality of particles, particle sizes in a range from 1 to 100 gm, preferably from 1 to 90 gm, more preferably from 1 to 80 gm, more preferably from 1 to 70 gm, more preferably from 1 to 60 gm, more preferably from 1 to 50 gm, more preferably from 5 to 50 gm, more preferably from 5 to 40 gm, more preferably from 5 to 30 gm, even more preferably from 5 to 25 gm.
  • the plurality of particles has at least 80% by weight, preferably at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, even more preferably at least 98% by weight, most preferably at least 99% by weight, each based on weight the plurality of particles, particle sizes in a range from 1 to 40 gm, more preferably from 1 to 30 gm, be vorz ugs from 1 to 20 gm, more preferably from 1 to 10 gm, even more preferably from 1 to 5 gm.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 15, the particles of the plurality of particles containing a metal, preferably consisting of it.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 16, the metal being a refractory metal or a noble metal.
  • the method 1 is designed according to one of its embodiments 15 to 17, the particles of the plurality of particles containing the metal in a proportion in a range from 50 to 100% by weight, preferably from 60 to 100% by weight -%, more preferably from 70 to 100% by weight, even more preferably from 80 to 100% by weight, most preferably from 90 to 100% by weight, each based on the total weight of the plurality of particles.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the starting material in method step a) additionally including a further material, the further material being at least partially removed by the thermal treatment in method step c). Before given, the further material is burned or vaporized in process step c) or in the case of the.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 19, the further material being an organic material.
  • a preferred organic material is a polymer or a polymer mixture.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the superimposing in method step b) taking place along the linear paths to obtain a glow body precursor, the thermal treatment in method step c) being thermal treatment of the glow body precursor while maintaining the incandescent body.
  • the method 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 20, wherein the superimposing in method step b) is superimposing a first layer of the starting material on the carrier, the thermal treatment in method step c) being a thermal treatment of the first layer along the linear paths to obtain a first region of the incandescent body, wherein the method according to method step c) at least one run of a method step sequence, including as further method steps d) overlaying the first area with a further layer of the starting material, and e) thermal treatment of the further layer along linear paths while obtaining another Area of the incandescent body, wherein the first area and the at least one further area together form the incandescent body.
  • method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the thermal treatment in method step c), preferably additionally in each further method step e), being carried out by irradiating the starting material with a laser beam.
  • the starting material is preferably irradiated with an electron beam.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 23, the irradiation with a laser power in a range from 10 W to 5 kW, preferably from 100 to 400 W, being carried out.
  • the method 1 is designed according to its embodiment 23 or 24, wherein the laser beam on the starting material has a beam diameter in a range from 15 to 300 pm, preferably from 15 to 200 pm, even more preferably from 15 to 100 pm, most preferably from 20 to 50 pm.
  • the method 1 is designed according to one of its embodiments 23 to 25, the laser beam during the thermal treatment on the starting material at a speed in a range from 50 to 10,000 mm / s, preferably from 100 to 5000 m / s, more preferably from 300 to 1200 mm / s, moved.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the production of the incandescent body taking place by means of selective laser melting or by means of melt layering or both.
  • the method 1 is designed according to one of its preceding embodiments, the incandescent body being the incandescent body 1 according to one of its embodiments.
  • An embodiment 1 of an incandescent body 2 obtainable by the method 1 according to one of its embodiments, makes a contribution to fulfilling at least one of the objects of the invention.
  • the water is formed according to one of the embodiments of the incandescent body 1 according to the invention.
  • a preferred housing is a glass bulb.
  • the lamp 1 is designed according to its embodiment 1, the housing being at least partially formed from a glass.
  • the lamp 1 is designed according to its embodiment 1 or 2, the first point being located at the first end volume, the further point being located at the further end volume.
  • the lamp 1 is designed according to one of its execution forms 1 to 3, the housing containing a protective gas atmosphere.
  • a preferred protective gas atmosphere contains an inert gas to at least 50% by volume, more preferably at least 60% by volume, more preferably at least 70% by volume, more preferably at least 80% by volume, more preferably at least 90% by volume, even more preferably at least 95% by volume, most preferably at least 99% by volume, in each case based on the volume of the protective gas atmosphere.
  • a preferred inert gas is nitrogen or argon.
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 4, with a minimum distance between the emission volume and the housing being more than 0.5 mm, more preferably more than 1 mm, most preferably more than 1.5 mm , is.
  • the lamp 1 is designed according to one of its execution forms 1 to 5, wherein the lamp does not contain a spacer between the housing and the emission volume, preferably between the housing and the incandescent body.
  • the lamp 1 is designed according to one of its execution forms 1 to 6, the lamp being an infrared radiator.
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 7, the lamp having an emission spectrum with a maximum in a range from 780 nm to 1 mm, preferably from 800 nm to 5 pm, more preferably from 900 nm to 3.5 pm, has.
  • the maximum of the emission spectrum here does not mean the maximum wavelength of the emission spectrum, but a peak (local maximum) in the emission spectrum.
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 8, the lamp having an output radiant power density in a range from 10 to 3000 W / cm, preferably from 100 to 1000 W / cm, more preferably from 200 to 800 W. / cm, in each case based on a length of the emission volume running in the direction from the first end face to the further end face.
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 9, the lamp having a length in a range from 1 cm to 6 m, preferably from 3 cm to 1.5 m, more preferably from 5 cm to 1 m , Has.
  • the lamp has a length in a range from 1 cm to 1 m, preferably from 1 cm to 50 cm, more preferably from 1 cm to 30 cm.
  • the lamp has a length in a range from 50 cm to 6 m, preferably from 1 to 6 m, more preferably from 1.5 to 6 m.
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 10, the lamp having a diameter in a range from 5 mm to 1 m, preferably from 5 to 500 mm, more preferably from 5 to 100 mm, more preferably from 5 to 50 mm, more preferably 10 to 35 mm.
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 11, wherein the first electrical contact contains a first positive connection or a first frictional connection or a mixture of both, in each case of the glow body with the first electrically conductive component, wherein the further electrical contact contains a further form fit or a further force fit or a mixture of both, in each case of the incandescent body with the further electrically conductive component.
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 12, wherein the first electrical contact is one selected from the group consisting of a screw connection, a clamp connection, a press connection binding, and a plug connection, or a combination of at least two thereof, wherein the further electrical contact is one selected from the group consisting of a screw connection, a clamp connection, a press connection, and a plug connection, or a combination of at least two thereof .
  • the lamp 1 is designed according to one of its embodiments 1 to 13, the housing at least partially enclosing a first interior space and a further interior space separated therefrom, the incandescent body being arranged in the first interior space, the The lamp includes an inlet for supplying a cooling medium into the further interior space, the lamp including an outlet for discharging the cooling medium from the further interior space, the further interior space being arranged and designed for guiding the cooling medium from the inlet to the outlet.
  • the first and the further interior are preferably separated from one another in an airtight manner.
  • the further interior space is preferably designed as a cooling channel.
  • the incandescent body contains an oxidizing material, for example tungsten
  • a protective gas in order to reduce or avoid oxidation of the incandescent body. Excessive oxidation can limit or end the functionality of the lamp. When the lamp is in operation, it often becomes very hot, as a result of which the protective gas expands, which can lead to high pressures and even bursting of the housing, in particular in the case of a glass bulb. To counteract this, cooling the lamp can be advantageous.
  • the housing can, for example, have a double-walled design, the double wall at least partially enclosing the first interior space and the further interior space being located as a cooling channel between the two walls of the double wall.
  • the Ge housing can be designed as a twin tube, in which the further interior space runs as a cooling channel next to the first interior space
  • the lamp 1 is designed according to its embodiment 14, with a distance between the first interior space and the further interior space along at least 50%, preferably at least 60%, more preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90%, most preferably at least 95%, of a length of the running in the direction from the first end face to the further end face Incandescent body less than 50%, preferably less than 70%, more preferably less than 90%, more preferably less than 100%, more preferably less than 120%, more preferably less than 140%, more preferably less than 160%, even more preferably less than 180%, am most preferably less than 200% of the length of the mantle.
  • the lamp 1 is designed according to its embodiment 14 or 15, wherein the further interior space at least partially, preferably completely, more preferably coaxially, encloses a circumference of the first interior space, or the first interior space and the further interior space next to one another, preferably parallel, run away.
  • Embodiment 1 of a method 2 for producing a lamp including process steps a, contributes to fulfilling at least one of the objects of the invention. Provision of the incandescent body 1 or 2, each according to one of itshensfor men; and b. electrically conductive connection of a first point of the incandescent element by means of a first electrical contact with a first electrically conductive component and electrically conductive connection of a further point of the incandescent element by means of a further electrical contact with a further electrically conductive component; c. Introducing the incandescent body into a housing that is transparent at least in certain areas to infrared radiation; and d. Closing the housing.
  • the method 2 is designed according to its embodiment 1, the introduction in method step c. takes place in such a way that a minimal distance between the emission volume and the housing after the process step c. more than 0.5 mm, more preferably more than 1 mm, most preferably more than 1.5 mm.
  • the method 2 is designed according to its embodiment 1 or 2, with no spacer being arranged between the housing and the emission volume, preferably between the housing and the incandescent body.
  • the method 2 is designed according to one of its preceding embodiments, wherein before method step d. a protective gas atmosphere is generated in the housing.
  • the protective gas atmosphere is preferred in process step b. during the introduction of the incandescent body or after the process step b. generated.
  • the method 2 is designed according to one of its preceding embodiments, the lamp being the lamp 1 according to one of its embodiments.
  • An embodiment 1 of a lamp 2 obtainable by the method 2 according to one of its embodiments, makes a contribution to fulfilling at least one of the objects of the invention.
  • it is designed in accordance with one of the embodiments of the lamp 1 according to the invention.
  • An embodiment 1 of a luminaire including the lamp 1 or 2, in each case according to one of its embodiments, makes a contribution to fulfilling at least one of the tasks according to the invention.
  • a preferred lamp is an infrared radiator.
  • An embodiment 1 of a welding machine including the lamp 1 or 2, in each case according to one of its embodiments, makes a contribution to fulfilling at least one of the tasks according to the invention.
  • a preferred welding machine is a welding machine for fusion welding, preferably for infrared welding.
  • An embodiment 1 of a method 3 including as method steps a] providing i] the lamp 1 or 2 or the luminaire according to one of their embodiments, ii] a first joining partner, and iii ] of another joining partner; b) irradiating the first joining partner or the further joining partner or both with light emitted by the lamp; and c] joining the first joining partner to the further joining partner.
  • the first joining partner or the further joining partner of the two is preferably electrically insulating.
  • the method 3 is designed according to its embodiment 1, the light having a spectrum with a maximum in a range from 780 nm to 1 mm, preferably from 800 nm to 5 pm, more preferably from 900 nm to 3.5 pm, has.
  • the method 3 is designed according to its embodiment 1 or 2, wherein the lamp in method step b] the light with an output radiation power density in a range from 10 to 3000 W / cm, preferably from 100 to 1000 W / cm , more preferably from 200 to 800 W / cm, in each case based on a length of the emission volume running in the direction from the first end face to the further end face.
  • the method 3 is designed according to one of its preceding embodiments, wherein the incandescent body during the irradiation in method step b] has a temperature in a range from 800 to 3000 ° C, preferably from 800 to 2700 ° C, more preferably from 850 to 2650 ° C.
  • the incandescent body preferably has a temperature in a range from 2500 to 2700 ° C, more preferably from 2550 to 2650 ° C; or from 2100 to 2300 ° C, more preferably from 2150 to 2250 ° C; or from 1500 to 1700 ° C, more preferably from 1550 to 1650 ° C; or from 1100 to 1300 ° C, more preferably from 1150 to 1250 ° C; or from 800 to 1000 ° C, more preferably from 850 to 950 ° C.
  • the method 3 is designed according to one of its preceding embodiments, the joining being carried out as welding, preferably as fusion welding, more preferably as infrared welding.
  • An embodiment 1 of a use 2 of the lamp 1 or 2 or the luminaire according to the invention, in each case according to one of its embodiments, to an at least partially melting of a material selected from the group consisting of a metal makes a contribution to fulfilling at least one of the tasks according to the invention , a composite material containing a matrix and a filler, a plastic, and a semiconductor, or a combination of at least two thereof.
  • the use 2 is designed according to its embodiment 1, the material being a metal, the at least partial melting of the material taking place for soldering or welding or both.
  • a preferred welding is fusion welding.
  • a preferred fusion welding is infrared welding.
  • the use 2 is configured according to its embodiment 1, the material being a composite material, the matrix of the composite material being at least partially melted.
  • the use 2 is configured according to its embodiment 1, the material being a plastic, the at least partially melting of the material taking place to form a weld.
  • the use 2 is configured according to its embodiment 1, the material being a semiconductor, the at least partial melting of the material taking place for processing or manufacturing a wafer.
  • a wafer is preferably processed as rapid thermal processing (RTP).
  • a preferred 3D printer is a 3D printer for selective laser melting or for melt layering.
  • the metal powder is preferably used as the starting material for process 1 according to the invention.
  • the production is preferably carried out according to one of the embodiments of the method 1 according to the invention.
  • the metal particles are preferably embedded in the carrier material.
  • a preferred carrier material is an organic material, preferably a polymer or a polymer mixture. The production is preferably carried out according to one of the embodiments of the method 1 according to the invention.
  • the semi-continuous fiber is preferably used as the starting material of the method 1 according to the invention.
  • the incandescent body according to the invention can have any shape which the person skilled in the art deems to be suitable in connection with the invention. Furthermore, the Glühkör according to the invention can consist of any material that the person skilled in the art considers to be suitable in connection with the invention.
  • the incandescent body according to the invention is preferably designed for use as a thermal radiator in a lamp. In the prior art, in particular, Glühwen deln are known as such incandescent bodies.
  • the first and the further end face are preferably regions of the outer surface of the incandescent body, between which the incandescent body extends, preferably along its length.
  • the first and the further end surface are flat surfaces.
  • the first and the further end face are preferably end faces of the incandescent body.
  • the emission volume and the first and further end volumes are three-dimensional areas of the incandescent body, that is to say material volumes of the incandescent body.
  • immaterial volumes such as, for example, a cavity which is at least partially surrounded by a wall of an incandescent body designed as a hollow body.
  • the cavity of a hollow body is to be distinguished from the pores of a porous volume.
  • This cavity is a coherent macroscopic volume that is at least partially surrounded by the wall of the hollow body.
  • a preferred cavity is an interior space of a tubular hollow body.
  • a body here is tubular if it extends longitudinally between two end faces and a cavity connects the two end faces with one another.
  • a preferred tubular body has, at least in sections, the shape of a hollow cylinder.
  • the outer surface of the incandescent body is the outer surface of the incandescent body. This is to be distinguished from the inner surface of the incandescent body.
  • the outer surface is the area of the macroscopic envelope of the incandescent body. In addition to the surface facing the surroundings of the glow body, this also includes a surface facing inward in the case of a hollow body. However, the outer surface does not include the microscopic surfaces of pores in the incandescent body.
  • the inner surface of the incandescent body is the totality of all surfaces of the incandescent body, including all microscopic surfaces, in particular the surfaces of
  • An inner surface of the emission volume is preferably larger than an outer surface of the emission volume.
  • a volume-specific surface area of the emission volume is preferably more than a volume-specific surface area of the first end volume or the further end volume or both.
  • the volume-specific surface area of a body is defined as
  • V is the macroscopic volume of the body, i.e. the volume that includes its outer surface.
  • the incandescent body according to the invention is preferably designed for use in a lamp with a conventional lamp socket.
  • a conventional lamp socket here means a lamp socket which is sufficient for an industry standard on the relevant filing date of this document.
  • a volume is porous if it is at least partially, preferably completely, penetrated by pores. Pores are preferably microscopic cavities. The pores are preferably at least partially connected to one another. This is known as open porosity. In the case of an open porosity, it is preferred herein that at least 50%, more preferably at least 60%, more preferably at least 70%, even more preferably at least 80%, most preferably at least 90%, of a total volume of the pores of the body concerned formed by interconnected pores is.
  • the pores preferably form openings in the outer surface on the outer surface of the incandescent body, in particular in the emission region. These openings are to be distinguished from any through holes in the incandescent body, in particular in a wall of the incandescent body.
  • the above through holes are preferably macroscopic.
  • the term “microscopic” here refers to structures that are not larger than 500 pm, preferably not larger than 400 pm, more preferably not larger than 300 pm. In each case, the largest expansion of the structure is meant here.
  • the term “macroscopic” here refers to structures that are at least 1 mm in size. The smallest dimension of the structure is meant here.
  • the porosity is defined as
  • F 1 - (p / po), where p stands for the bulk density, i.e. the actual density of the respective body, and po for the true density, i.e. the density of the material from which the respective body is made.
  • a filament is here an elongated structure, the length of which is by a factor of at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 10, more than any diameter in a cross-sectional plane of the filament perpendicular to the length of the filament.
  • a semi-endless filament is a filament in which the above factor is at least 1000, preferably at least 10,000.
  • a lamp is a light source, i.e. that part of a luminaire that generates and emits light, i.e. electromagnetic radiation, by converting energy.
  • a preferred cooling medium is a fluid.
  • a fluid is a flowable medium, preferably a liquid or a gas or a mixture of both.
  • a preferred gas is air.
  • a preferred liquid is water or glycol or a mixture of the two.
  • An electrical contact is used to establish an electrical connection between electrically conductive components. Basically, a distinction is made between non-detachable electrical Kontak th, manually detachable electrical contacts, detachable electrical contacts with a tool, switching contacts and sliding contacts.
  • non-detachable electrical contacts in particular press connections; manually releasable electrical contacts, in particular screw connections and plug connections; and electrical contacts that can be detached with a tool, in particular clamp connections, are preferred as the first and further electrical contact.
  • Thermal treatment here means a treatment that always includes heating.
  • Additive manufacturing is basically also known to the person skilled in the art as additive manufacturing.
  • a preferred generative manufacturing is rapid prototyping.
  • a preferred rapid prototyping is 3D printing.
  • Preferred 3D printing is selective laser melting (SLM) or fused deposition modeling (FDM).
  • step b) and d) of method 1) successive layers of at least one powdery starting material are superimposed on one another, preferably by means of a doctor blade (steps b) and d) of method 1) according to the invention, with the Layers of the powdery material in certain areas along linear paths are thermally treated (steps c) and e) of the method 1) according to the invention, preferably at least partially melted, in order to connect the particles of the powdery material to one another so that a coherent solid body consists of the Layers he will keep.
  • the thermal treatment in method step c) of method 1 according to the invention thus takes place along the linear paths.
  • At least one starting material is provided, preferably as a strand or filament.
  • This at least one starting material contains a large number of particles and a further material, preferably a polymer.
  • the at least one starting material is fed to a print head with a heated nozzle, the further material being liquefied.
  • the starting material liquefied in this way is printed via the nozzle along linear paths (step b) of method 1 according to the invention.
  • layers of the starting material are preferably superimposed on one another.
  • the printed starting material solidifies again and a precursor of the body to be printed is formed, preferably in layers.
  • the precursor is then thermally treated in order to at least partially, preferably essentially completely, remove the further material from the precursor and thus obtain the body to be printed (step c) of the method 1) according to the invention.
  • the superimposing takes place in process step b) of the process 1 according to the invention along the linear paths.
  • the diameter of a structure is a length of a longest straight line that starts and ends on an outer circumference of the structure.
  • an element for example a layer or a component
  • these elements can follow one another directly, i.e. without any further element in between, or indirectly, i.e. with at least one further element in between.
  • Immediately adjoin one another preferably to one another, that is, that they are in contact with one another.
  • elements overlying one another are preferably connected to one another.
  • Overlapping elements can be directly or indirectly connected to one another. Two elements are connected to one another if their adhesion to one another exceeds van der Waals forces of attraction.
  • Interconnected elements are preferably one selected from the group consisting of soldered, welded, sintered, screwed, and glued together, or a combination of at least two of them.
  • a formulation in which a layer sequence contains enumerated layers or coatings means that at least the specified layers or coatings are present in the specified order. This formulation does not necessarily mean that these layers or coatings immediately follow one another.
  • a formulation in which two layers adjoin one another means that these two layers follow one another directly and therefore without an intermediate layer. If a layer overlaps another layer in a layer sequence, the layer does not necessarily overlap the other layer over the entire surface of one or the other layer, but preferably over a flat area of the two layers.
  • the layers of the sheet-like composite that form the layer sequence are preferably connected to one another over a large area.
  • the method steps of a sequence of steps take place in the specified order of their ordinal symbols.
  • the steps of a sequence of steps can follow one another directly or indirectly.
  • successive method steps can take place one after the other, with a temporal overlap, and also simultaneously.
  • the measurements used within the scope of the invention were carried out at an ambient temperature of 23 ° C., an ambient air pressure of 100 kPa (0.986 atm) and a relative humidity of 50%.
  • the specific electrical resistance of the emission volume of an incandescent body is determined by first cutting the emission volume out of the incandescent body by 2 cuts perpendicular to the length of the incandescent body using a 3500 Premium diamond band saw from well Diamantdrahtsäge GmbH, Germany. The opposite ends of the emission volume obtained by the two cuts are electrically contacted by soldering wires using tin solder. After tempering the emission volume to 20 ° C, its ohmic resistance R is determined with a digital multimeter. Furthermore, the length L of the emission volume is measured with a slide gauge. In addition, the cross-sectional area A of the emission volume is determined.
  • the emission volume is a hollow body, for example a hollow cylinder, the hollow space does not enter into the cross-sectional area. If the cross-sectional area of the emission volume is variable along its length, a suitable number of further cross-sections is produced with the above-mentioned diamond band saw and the area of these cross-sections is determined. The cross-sectional area A is then the mean value of the areas of the generated cross-sections.
  • the specific electrical resistance of the emission volume is called
  • the volume, the bulk density of which is to be determined is separated.
  • this volume is cut out of the present body with the help of a diamond band saw of the type 3500 Premium from well Diamantdrahtsägen GmbH, Germany.
  • the bulk density of the separated volume is determined with the help of a buoyancy s density scale.
  • the volume to be measured is placed in an auxiliary liquid that is selected in such a way that, due to its surface tension, it penetrates into any macroscopic cavities of the volume (for example into the macroscopic cavity extending along the longitudinal axis of a hollow cylinder), but not into the microscopic pores of the volume.
  • the volume, including its pores displaces the auxiliary liquid and the buoyancy s-density scale directly determines the bulk density.
  • this volume is cut out of the present body with the help of a diamond band saw of the type 3500 Premium from well Diamantdrahtsägen GmbH, Germany. Then the volume separated out is placed in a suitable crucible and completely melted in an oven so that the pores of the volume close completely. After cooling, the density of the now non-porous volume is determined with a buoyancy density scale. The density obtained in this way is the true density.
  • the bending moment of an incandescent body is determined by a 3-point bending test.
  • a support width of 30 mm and a pre-force of 10 N / mm 2 are suitable.
  • the test speed is 1 mm / min.
  • the mean roughness value R a is determined in accordance with the standard EN ISO 4288: 1997. Volume-specific surface
  • the volume to be examined is separated.
  • this volume is cut out of the present body with the aid of a diamond band saw of the type 3500 Premium from well Dia mantdrahtsägen GmbH, Germany.
  • the mass-specific surface area in m 2 / g is then determined using a multi-point BET device in accordance with the DIN ISO 9277 standard.
  • the mass of the volume is determined by weighing.
  • the inner surface Ai nnen is the product of the mass-specific surface and the mass.
  • the macroscopic volume V is determined by introducing it into a liquid of known volume.
  • the liquid is selected in such a way that, due to its surface tension, it can be inserted into any macroscopic cavities in the volume to be examined (for example in the macroscopic hollow spaces extending along the longitudinal axis of a hollow cylinder. space) penetrates, but not into the microscopic pores of the volume.
  • the volume including its pores, displaces the liquid, whereby the macroscopic volume V corresponds to the displaced liquid volume.
  • Power density based on the length of an incandescent body (output radiant power density) The power density is determined as the quotient P / L from the electrical power P (nominal voltage multiplied by the current) and the length L of the emission volume of the incandescent body.
  • the particle size of a powder can be adjusted by sieving with suitable mesh sizes.
  • the upper limit of the desired powder fraction is first set by sieving the appropriate mesh size with a sieve.
  • the fraction that has passed the sieve is then sieved again with a sieve whose mesh size corresponds to the lower limit of the desired powder fraction.
  • the fraction that did not pass the second sieve is the desired powder fraction.
  • the entire powder is first weighed. Then it is sieved as described above. The powder fraction obtained is weighed again. The desired mass fraction can be determined by comparing the two weighing results.
  • the service life of an infrared emitter is determined in accordance with the IEC 62798 standard (“Test methods for infrared emitters”), Chapter 7.7 as the cumulative operating time of the emitter until failure.
  • the incandescent body according to the invention shown in FIGS. 8 and 9 was produced by an SLM process. Pure tungsten powder, 95% by weight of which has particle sizes in the range from 10 to 45 ⁇ m, was used as the starting material.
  • the mantle was 3D printed along its length from its first end face to its further end face. The procedure was such that the tungsten powder was in each case 50 ⁇ m thick layers on a carrier and then successively knife-coated on top of one another. After a layer had been applied with a doctor blade, it was selectively melted using a laser. The diameter of the laser spot on the layer was always about 30 ⁇ m. The laser spot was guided in straight tracks that form a right-angled lattice over the layer that was knife-coated.
  • the emission volume, designed as a hollow cylinder, of the incandescent body obtained in this way has a length of approximately 8 mm and a cross-sectional area of approximately 1.3 mm 2 that is constant over this length.
  • the incandescent body obtained in this way was energized in an argon atmosphere by means of alligator clips.
  • the figure clearly shows that the incandescent body conducts the electrical current with an ohmic resistance that is large enough to make the incandescent body glow and thus emit light.
  • An ohmic resistance of around 20 hiW was determined at 20 ° C. The specific electrical resistance is thus around 3.3 W ⁇ mm 2 / m.
  • Figures 6 and 7 show recordings of the surface (emission area) of the emission volume of the incandescent body. The magnification of 255 times was obtained with an optical microscope. Openings in the surface formed by pores in the emission volume can be clearly seen. It can also be seen that a porous structure of the emission volume was generated by 3D printing in lattice-like arranged tracks. It is also possible to look into the emission volume through the openings by changing the focus of the microscope. This confirms that there is open porosity. The Porosi- ity of the issue volume was determined to be about 0.5. The first and the further end volume are not porous (porosity of about 0).
  • the emission volume is surprisingly electrically conductive despite its porosity.
  • known inkjet printing method may be of silver ink, r conductor tracks "are printed, which have a volume of the emission of the incandescent body prepared as described above like porous lattice structure. These porous, r conductor paths ", however, are known as conductive non-electric. This makes the conductivity of the above incandescent body appear particularly surprising.
  • the above incandescent body was also used to produce a lamp (illuminant) of the type shown in FIG. 17 for an infrared radiator.
  • the lamp produced is, apart from the incandescent body, identical to that shown in FIG.
  • the incandescent body in FIG. 17 already represents a further development of the above incandescent body, the emission volume of which has a changed shape.
  • the incandescent body is connected to a wire at both of its end faces by soldering and thus electrically contacted.
  • the incandescent body is placed in a quartz glass bulb. The flask is flushed with argon. The quartz glass bulb is then hermetically sealed by squeezing its ends.
  • the 3D printing can also be carried out by melt layering (FDM).
  • FDM melt layering
  • a semi-endless filament made of a resin matrix in which tungsten particles are embedded is then used as the starting gametrial.
  • the incandescent body is in turn produced in layers from the first to the other end face.
  • the filament is printed in straight lines.
  • these tracks are applied in such a way that adjacent tracks touch one another.
  • the tracks are printed so that adjacent tracks are spaced from one another.
  • FIG. 19 shows a detailed view of the filament of this lamp wound from a drawn wire. This filament is chaotically curved and non-porous (porosity about 0).
  • Infrared radiators of the type of the comparative example with a Glühwen del as the incandescent body achieve power densities of up to 60 W / cm, but a maximum of 80 W / cm, based on the length of the wire of the filament. These infrared emitters often have a lifespan of around 10,000 hours.
  • the filament of this conventional infrared heater must be wound up into a filament.
  • the chaotic curved incandescent filament of the infrared radiator of the comparative example obtained in this way rests against its glass bulb at several points. At these points, heat is dissipated during operation, which leads to local temperature sinks. Furthermore, the coils of the incandescent filament touch each other at several points, so that short circuits are caused during operation, which in turn lead to local increases or decreases in temperature.
  • the aforementioned points of increased and reduced temperature of the incandescent filament lead to spatially inhomogeneous radiation.
  • a current of 50 A can be achieved at a voltage of 10 V.
  • a radiation length of the incandescent body of about 8 mm this corresponds to a power density of around 625 W / cm.
  • a power density of up to 600 W / cm can be achieved.
  • the incandescent body according to the invention also has a service life of approximately 10,000 hours.
  • the incandescent body according to the invention Due to the significantly higher power densities of the incandescent body according to the invention, further compression such as winding for use in an infrared radiator for spot welding is unnecessary.
  • the incandescent body of the example according to the invention has a geometrically predetermined shape. In this way, the incandescent body can be prevented from touching the glass bulb without a spacer. Overall, a homogeneous temperature distribution over the emission volume of the incandescent body can be achieved.
  • tan tal disks are often used between the incandescent filament and the glass bulb for mechanical stabilization.
  • an infrared radiator with the incandescent body according to the invention is particularly suitable for high-quality welding of small welds on electrically insulating plastics.
  • the method according to the invention for producing the incandescent body has technical advantages over the drawing and winding of a wire known in the prior art for producing an incandescent filament.
  • the incandescent filament must be subjected to a thermal treatment in order to clean its surface and in order to set a homogeneous conductivity of the filament by means of equalizing annealing. These treatments are not required in the production method according to the invention.
  • Figures 4a) and 4b) are schematic representations of a further incandescent body according to the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a further incandescent body according to the invention.
  • FIGS. 6 and 7 microscope photographs of an emission region of an incandescent body according to the invention.
  • FIGS. 8 and 9 are photographs of an incandescent body according to the invention.
  • FIG. 10 shows a flow chart of a method according to the invention for producing an incandescent body;
  • FIG. 11 shows a schematic representation of a lamp according to the invention
  • FIG. 12 shows a flow chart of a method according to the invention for producing a lamp
  • FIG. 13 shows a schematic representation of a lamp according to the invention
  • FIG. 14 shows a schematic representation of a welding machine according to the invention
  • FIG. 15 shows a flow chart of a method according to the invention for joining
  • FIG. 16 shows a photograph of a function test of an incandescent body according to the invention
  • FIG. 17 is a photograph of a lamp according to the invention
  • FIG. 18 is a photograph of a lamp not according to the invention
  • FIG. 19 shows a detailed view of the lamp not according to the invention from FIG. 18.
  • Figures la) and lb) show schematic representations of an incandescent body 100 according to the invention.
  • This incandescent body 100 consists of tungsten.
  • the incandescent body 100 is in the form of a rod-shaped filament which extends from a first end surface 101 in the direction of a length of the incandescent body 100 to an opposite further end surface 102 from a first end volume.
  • men 104, an issue volume 103 and a further final volume 105 The first end surface 101 is a region of a surface of the first end volume 104 and the further end surface 102 is a region of a surface of the further end volume 105.
  • the emission volume 103 In the direction from the first end surface 101 to the further end surface 102, the emission volume 103 has a temperature of 20 ° C. has a specific electrical resistance of about 3.3 W ⁇ mm 2 / m.
  • the emission volume 103 is porous with a porosity of about 0.5.
  • the first end volume 104 and the further end volume 105 are non-porous, that is to say have a porosity of approximately 0.
  • FIGS. 8 and 9 show photographs of this incandescent body 100.
  • FIGS. 6 and 7 show microscopic photographs of an emission region 106 of an outer surface of this incandescent body 100.
  • the emission area 106 is formed by the emission volume 103.
  • the incandescent body 100 is also designed as a hollow body which contains a wall that partially surrounds a cavity 107.
  • the hollow body is tubular and has three hollow cylindrical sections.
  • the emission volume 103 is designed as a hollow cylinder.
  • the first end volume 104 contains a first means 108 for fastening a first electrically conductive component 1102 (not shown) while maintaining a first electrical contact.
  • the further end volume 105 contains a further means 201 for attaching a further electrically conductive component 1103 while maintaining a further electrical contact.
  • the first 108 and the further means 201 are each formed here as a thread and consequently the first and the further electrical contact are screw connections.
  • first means 108 and the further means 201 are designed and arranged in such a way that the first electrically conductive component 1102 and the wider electrically conductive component 1103 are each fastened by means of a mixture of a form fit and a force fit.
  • FIGS. 2a) and 2b) show schematic representations of a further incandescent body 100 according to the invention.
  • this incandescent body 100 has the features described for the incandescent body 100 of FIGS. La) and lb).
  • the first 108 and the further means 201 are each here as recesses for a form-fitting insertion of the first 1102 and the further electrically conductive components 1103. Consequently, the first means 108 and the further means 201 are designed and it is arranged that the first electrically conductive component 1102 and the further electrically conductive component 1103 are each fastened by means of a form fit.
  • the wall in the emission volume 103 contains a multiplicity of oval through-holes 202, which are formed here extending longitudinally along the length of the incandescent body 100.
  • the through holes 202 are arranged equidistantly distributed on a circumference of the wall in the emission volume 103.
  • the porosity of the emission volume 103 is 0.6 here.
  • FIGS. 3a) and 3b) show schematic representations of a further incandescent body 100 according to the invention.
  • this incandescent body 100 has the features described for the incandescent body 100 in FIGS. La) and lb).
  • the wall here contains a multiplicity of through holes 202 in the emission volume 103. These are formed as gaps that are oriented along the length of the incandescent body 100 and parallel to one another and are arranged equidistantly distributed on a circumference of the wall in the emission volume 103.
  • FIGS. 4a) and 4b) show schematic representations of a further incandescent body 100 according to the invention. Apart from the features described below, this incandescent body 100 has the features described for the incandescent body 100 of FIGS. La) and lb).
  • the wall here contains a multiplicity of through holes 202 with a circular cross section in the emission volume 103. These are arranged distributed over a circumference of the wall in the emission volume 103.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a further incandescent body 100 according to the invention.
  • this incandescent body 100 has the features described for the incandescent body 100 of FIGS. La) and lb).
  • the wall here contains a multiplicity of through holes 202 in the emission volume 103. These are formed as longitudinally extending, mutually parallel gaps both along the length of the incandescent body 100 and along a circumference of the wall in the emission volume, which on a circumference of the wall in the emission volume 103 are arranged equidistantly distributed.
  • the porosity of the emission volume 103 is 0.7 here.
  • FIGS. 6 and 7 show microscopic recordings of an emission region 103 of an incandescent body 100 according to the invention.
  • FIGS. 8 and 9 show photographs of the incandescent body 100 according to the invention from FIGS. La) and lb). To clarify the dimensions, a ruler with a mm scale is also shown.
  • FIG. 10 shows a flow chart of a method 1000 according to the invention for producing the incandescent body 100 of FIGS. La) and lb).
  • a method step a) 1001 Wolf ramp powder is provided as the starting material.
  • a flat carrier is overlaid with a first layer of the starting material by means of a doctor blade.
  • this first layer is melted along linear paths with a laser, so that a first region of the mantle body 100 is obtained from the first layer.
  • the first area is overlaid with a further layer of the tungsten powder by means of the doctor blade.
  • a subsequent process step e) 1005 the further layer is melted with the laser along linear paths, so that a further area of the incandescent body 100 is retained from the further layer.
  • the method steps d) 1004 and e) 1005 are repeated until the incandescent body 100 is completely built up from its first end face 101 to its further end face 102.
  • the method 1000 is an SLM method for 3D printing the mantle body 100. Further method parameters are given above for the example according to the invention.
  • FIG. 11 shows a schematic representation of a lamp 1100 according to the invention.
  • This lamp 1100 contains the incandescent body 100 of FIGS. La) and lb) and a quartz glass bulb as the housing 1101 in which the incandescent body 100 is arranged.
  • the incandescent body 100 is connected to the first electrically conductive component 1102, which is a wire, on its first end face 101 of its first end volume 104 by means of the first electrical contact. bound.
  • the incandescent body 100 is connected at its further end surface 102 of its further end volume 105 by means of further electrical contact to the further electrically conductive component 1103, which is also a wire.
  • the housing 1101 maintains a protective gas atmosphere which consists of 99% by volume of argon.
  • FIG. 12 shows a flow chart of a method 1200 according to the invention for producing the lamp 1100 of FIG. 11.
  • a method step a. 1201 the incandescent body 100 of Figures la) and lb) is provided.
  • the incandescent body 100 is connected to its first end face 101 of its first end volume 104 by soldering with a wire as the first electrically conductive component 1102.
  • the incandescent body 100 is connected to its further end surface 102 of its further end volume 105 by soldering with a further wire as a further electrically conductive component 1103.
  • the quartz glass bulb is flushed with argon as the housing 1101
  • the incandescent body 100 is in a process step c. 1203 introduced into the housing 1101.
  • the housing 1101 is made by heating and squeezing the ends of the glass bulb in a process step d. 1204 locked.
  • FIG. 13 shows a schematic representation of a lamp 1300 according to the invention.
  • This lamp 1300 contains a lamp 1100 which has the features described for FIG.
  • the housing 1101 of the lamp 1100 is formed here as a twin tube made of quartz glass. Accordingly, the housing 1101 encloses here, apart from its otherwise sealed ends, a first interior and a further interior, both of which are hermetically sealed from one another and run parallel to one another.
  • the first interior contains the incandescent body 100.
  • the further interior is designed as a cooling channel with an air inlet at one end and an air outlet at the opposite end.
  • FIG. 14 shows a schematic representation of a welding machine 1400 according to the invention. This is designed as an infrared welding machine and contains the lamp 1100 of FIG.
  • FIG. 15 shows a flow chart of a method 1500 according to the invention for welding.
  • a luminaire 1300 which contains the lamp 1100 of FIG. 11, and a first and a further welding partner made of electrically insulating plastic are provided.
  • the first welding partner is irradiated with infrared light emitted by the lamp 1300 and thus melted.
  • FIG. 16 shows a photograph of a functional test of the incandescent body 100 according to the invention from FIGS. La), lb), 8 and 9.
  • An alligator clip 1601 is attached to the first end volume 104 and the further end volume 105, via which an electrical voltage is applied to the incandescent body 100 . It can be seen that the incandescent body 100 conducts the electrical current and glows in the emission volume 103 due to its ohmic resistance.
  • FIG. 17 shows a photograph of a lamp 1100 according to the invention.
  • This lamp 1100 has the features described for FIG. 1100.
  • the emission region 103 of the incandescent body 100 of the lamp 1100 of FIG. 17 has the shape of a helical spring.
  • the ends of the quartz glass bulb as the housing 1101 are sealed by crimping.
  • a voltage is applied to the first 1102 and the further electrically conductive component 1103. It can be seen that the incandescent body 100 conducts the electrical current and glows in the emission volume 103 due to its ohmic resistance.
  • FIG. 18 shows a photograph of a lamp not according to the invention.
  • This lamp contains a coiled tungsten filament in a quartz glass bulb.
  • FIG. 19 shows a detailed view of the lamp of FIG. 18, which is not according to the invention. It can be clearly seen here that the wound filament is chaotically curved. LIST OF REFERENCES

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Glühkörper 100, beinhaltend • a. eine erste Endfläche 101, • b. eine der ersten Endfläche gegenüberliegende weitere Endfläche 102, und • c. ein zwischen der ersten Endfläche und der weiteren Endfläche angeordnetes Emissionsvolumen 103; wobei der Glühkörper mindestens in dem Emissionsvolumen in einer Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endfläche einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 20 °C in einem Bereich von 0,01 bis 50 Ω • mm2 / m hat; dadurch gekennzeichnet, dass das Emissionsvolumen porös ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Lampe; Verfahren zum Herstellen eines Glühkörpers; und zum Herstellen einer Lampe; Verfahrensprodukte der vorgenannten Verfahren; eine Leuchte; eine Schweißmaschine; ein Verfahren zum Fügen; sowie Verwendungen des Glühkörpers; der Lampe oder der Leuchte; eines 3D-Druckers; eines Metallpulvers; und einer semi-endlosen Faser.

Description

GLÜHKÖRPER, DESSEN EMISSIONSVOLUMEN EINEN OHMSCHEN WIDERSTAND IN EINEM
BEREICH HAT UND PORÖS IST
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Glühkörper, beinhaltend a. eine erste Endfläche, b. eine der ersten Endfläche gegenüberliegende weitere Endfläche, und c. ein zwischen der ersten Endfläche und der weiteren Endfläche angeordnetes Emis sionsvolumen; wobei der Glühkörper mindestens in dem Emissionsvolumen in einer Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endfläche einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 20 °C in einem Bereich von 0,01 bis 50 W · mm2 / m hat; dadurch gekennzeichnet, dass das Emissions volumen porös ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Lampe; Verfahren zum Herstellen eines Glühkörpers; und zum Herstellen einer Lampe; Verfahrensprodukte der vorgenannten Verfah ren; eine Leuchte; eine Schweißmaschine; ein Verfahren zum Fügen; sowie Verwendungen des Glühkörpers; der Lampe oder der Leuchte; eines 3D-Druckers; eines Metallpulvers; und einer semi-endlosen Faser.
Zum Erzeugen möglichst punktueller Schweißverbindungen metallischer Werkstoffe wird oftmals das Widerstandspunktschweißen angewendet. Dies ist jedoch mit elektrisch isolieren den Schweißpartnern, wie Kunststoffteilen, nicht möglich. Sollen solche Teile geschweißt werden, kommen oftmals leistungsstarke Infrarotstrahler zum Infrarotschweißen zum Einsatz. Um die erforderliche Abstrahlleistung pro Abstrahlfläche zu erreichen, nutzen diese Infrarot strahler eine gewickelte Glühwendel. Der Aufbau mit einer gewickelten Glühwendel führt konstruktionsbedingt zu technischen Nachteilen, die eine minimale Größe der Schweißstelle und eine Qualität der Schweißstelle begrenzen können. Allgemein ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nachteil, der sich aus dem Stand der Technik ergibt, zumindest teilweise zu überwinden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein qualitativ möglichst hochwertiges Schweißen möglichst kleiner Schweißstellen von Schweißpartnern aus elektrisch isolierendem Kunststoff zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Glühkörper für einen Infrarotstrahler bereit zustellen, der sich zu einem qualitativ hochwertigen Infrarotschweißen möglichst kleiner Schweißstellen eignet. Hierzu weist der Glühkörper vorzugsweise eine möglichst hohe Leis tungsdichte, bezogen auf eine Länge des Glühkörpers, auf.
Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Infrarotstrahler zum Infrarotschweißen bereit zustellen, der eine räumlich möglichst homogene Abstrahlung ermöglicht. Gemäß einer weite ren Aufgabe der Erfindung wird ein Infrarotstrahler zum Infrarotschweißen bereitgestellt, der ein möglichst genau vordefiniertes Emissionsspektrum hat. Eine weitere Aufgabe der Erfin dung ist es, einen möglichst einfach aufgebauten Infrarotstrahler zum Infrarotschweißen be reitzustellen. Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung hat einer der vorgenannten vorteil haften Infrarotstrahler zum Infrarotschweißen eine mindestens gleich lange Lebensdauer.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Glühkörper für einen Infrarotstrahler zum Infrarotschweißen bereitzustellen, wobei eine Durchführung des Verfahrens eine möglichst geringe Produktionsfläche erfordert. Eine weitere Aufgabe der Er findung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Glühkörper für einen Infrarotstrahler zum Infrarotschweißen bereitzustellen, wobei das Verfahren möglichst wenige Schritte zur Nach behandlung des Glühkörpers erfordert. Vorzugsweise entfällt eine Nachbehandlung zum Rei nigen oder zum Homogenisieren der elektrischen Leitfähigkeit des Glühkörpers.
Ein Beitrag zur mindestens teilweisen Erfüllung mindestens einer, vorzugsweise mehrerer, der obigen Aufgaben wird durch die unabhängigen Ansprüche geleistet. Die abhängigen Ansprü- che stellen bevorzugte Ausführungsformen bereit, die zur mindestens teilweisen Erfüllung mindestens einer der Aufgaben beitragen.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 eines Glühkörpers 1, beinhaltend a. eine erste Endfläche, b. eine der ersten Endfläche gegenüberliegende weitere Endfläche, und c. ein zwischen der ersten Endfläche und der weiteren Endfläche angeordnetes Emis sionsvolumen; wobei der Glühkörper mindestens in dem Emissionsvolumen in einer Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endfläche einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 20 °C in einem Bereich von 0,01 bis 50 W · mm2 / m, bevorzugt von 0,03 bis 40 W · mm2 / m, bevor zugter von 0,05 bis 30 W · mm2 / m, bevorzugter von 0,1 bis 30 W · mm2 / m, bevorzugter von 0,1 bis 25 W · mm2 / m, bevorzugter von 0,1 bis 20 W · mm2 / m, bevorzugter von 0,1 bis 15 W mm2 / m, bevorzugter von 0,1 bis 10 W · mm2 / m, bevorzugter von 0,5 bis 8 W · mm2 / m, noch bevorzugter von 1 bis 5 W · mm2 / m, am bevorzugtesten von 1 bis 4 W · mm2 / m, hat; dadurch gekennzeichnet, dass das Emissionsvolumen porös ist.
Bevorzugt hat das Emissionsvolumen eine in der Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endfläche verlaufende Länge in einem Bereich von 0.1 mm bis 6 m, bevorzugt 1 mm bis 3 m, bevorzugter von 5 mm bis 2 m, bevorzugter von 1 cm bis 150 cm, bevorzugter von 1 cm bis 100 cm, bevorzugter von 1 cm bis 50 cm, bevorzugter von 1 cm bis 40 cm, bevorzugter von 1 cm bis 30 cm, bevorzugter von 1 cm bis 10 cm, noch bevorzugter von 1 cm bis 5 cm, am bevorzugtesten von 1 cm bis 3 cm. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat das Emissionsvolumen eine in der Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endflä che verlaufende Länge in einem Bereich von 2 cm bis 150 cm, bevorzugter von 3 cm bis 150 cm, bevorzugter von 3 cm bis 100 cm, bevorzugter von 3 cm bis 50 cm, bevorzugter von 3 cm bis 40 cm, bevorzugter von 3 cm bis 30 cm, noch bevorzugter von 3 cm bis 10 cm, am bevor zugtesten von 3 cm bis 5 cm. Die Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endflä che ist bevorzugt eine Richtung einer Länge des Emissionsvolumens, bevorzugter des Glüh körpers. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 2 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 1 ausgestaltet, wobei das Emissionsvolumen eine Porosität in einem Bereich von 0,01 bis 0,9, bevorzugt von 0,1 bis 0,9, bevorzugter von 0,2 bis 0,9, bevorzugter von 0,3 bis 0,9, bevorzugter von 0,3 bis 0,8, bevorzugter von 0,4 bis 0,8, bevorzugter von 0,5 bis 0,8, am bevorzugtesten von 0,5 bis 0,7, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 3 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 1 oder 2 ausgestaltet, wobei die erste Endfläche ein Bereich einer Oberfläche eines ersten Endvolumens ist, wobei die weitere Endfläche ein Bereich einer Oberfläche eines weite ren Endvolumens ist, wobei das Emissionsvolumen in der Richtung zwischen dem ersten End volumen und dem weiteren Endvolumen angeordnet ist, wobei eine Porosität des Emissionsvo lumens mehr ist als eine Porosität des ersten Endvolumens oder als eine Porosität des weiteren Endvolumens oder mehr als jede von beiden, bevorzugt um mindestens 0,1, bevorzugter um mindestens 0,2, bevorzugter um mindestens 0,3, noch bevorzugter um mindestens 0,4, am be vorzugtesten um mindestens 0,5.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 4 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 3 ausgestaltet, wobei die Porosität des ersten Endvolumens oder die Porosität des weiteren Endvolumens oder jede der beiden weniger als 0,5, bevorzugt weniger als 0,4, bevor zugter weniger als 0,3, bevorzugter weniger als 0,2, noch bevorzugter weniger als 0,1, am be vorzugtesten weniger als 0,05, ist. Besonders bevorzugt ist die Porosität des ersten Endvolu mens oder die Porosität des weiteren Endvolumens oder jede der beiden etwa 0.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 5 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei eine Porosität des Emissionsvolumens eine offene Porosität ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 6 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper eine Außenoberfläche hat, wobei die Außenoberfläche einen Emissionsbereich beinhaltet, wobei der Emissionsbereich durch das Emissionsvolumen gebildet ist und eine Vielzahl von Öffnungen beinhaltet, wobei die Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen 10 bis 60 %, bevorzugt 20 bis 60 %, bevorzugter 20 bis 50 %, noch bevorzugter 25 bis 50 %, am bevorzugtesten 30 bis 50 %, eines Gesamtflä cheninhalts des Emissionsbereichs bilden. Die Öffnungen stellen hier Fehlstellen in dem Emis sionsbereich dar.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 7 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 6 ausgestaltet, wobei die Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen einen Durchmes ser in einem Bereich von 50 bis 500 pm, bevorzugt von 80 bis 400 pm, bevorzugter von 100 bis 300 pm, am bevorzugtesten von 150 bis 300 pm, haben.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 8 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 6 oder 7 ausgestaltet, wobei der Emissionsbereich 1 bis 50 Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen je mm2, bevorzugt 2 bis 40 Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen je mm2, bevorzugter von 3 bis 30 Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen je mm2, noch bevorzugter von 5 bis 20 Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen je mm2, beinhaltet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 9 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner Aus führungsformen 6 bis 8 ausgestaltet, wobei der Emissionsbereich 50 bis 100 %, bevorzugt 60 bis 100 %, bevorzugter 70 bis 100 %, noch bevorzugter 80 bis 100 %, am bevorzugtesten 90 bis 100 %, der Außenoberfläche bildet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 10 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper keine Schmelztemperatur von weniger als 900°C, bevorzugt von weniger als 1000 °C, bevorzugter von weniger als 1500 °C, noch bevorzugter von weniger als 2000 °C, hat. Eine höchste Schmelztemperatur des Glühkörpers ist bevorzugt nicht mehr als 3500 °C, bevorzugter nicht mehr als 3200 °C, am bevorzugtesten nicht mehr als 3000 °C.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 11 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Emissionsvolumen ein Metall bein- haltet. Bevorzugt beinhaltet zusätzlich das erste Endvolumen oder das weitere Endvolumen oder jedes der beiden ein Metall. Dieses Metall kann das gleiche Metall sein, das auch das Emissionsvolumen beinhaltet, oder ein anderes Metall sein. Ferner kann das erste Endvolumen das gleiche Metall wie das weitere Endvolumen oder ein anderes Metall beinhalten. Die vor stehenden Volumina des Glühkörpers bestehen bevorzugt aus dem jeweiligen Metall. Alterna tiv bevorzugt beinhalten die vorstehenden Volumina des Glühkörpers das jeweilige Metall als Bestandteil einer Legierung. Bevorzugt beinhalten das Emissionsvolumen sowie das erste und weitere Endvolumen das gleiche Metall, bevorzugter bestehen sie aus dem gleichen Metall.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 12 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 11 ausgestaltet, wobei das Metall ein Refraktärmetall oder ein Edelmetall ist. Re fraktärmetalle sind Titan, Zirconium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und Wolfram. Ein bevorzugtes Refraktärmetall ist Wolfram. Hierin bevorzugte Edelmetalle sind Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin und Gold. Besonders bevorzugte Edelmetalle sind Silber und Platin.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 13 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 11 oder 12 ausgestaltet, wobei das Emissionsvolumen das Metall zu einem Anteil in einem Bereich von 50 bis 100 Gew.-%, bevorzugt von 60 bis 100 Gew.-%, bevorzugter von 70 bis 100 Gew.-%, noch bevorzugter von 80 bis 100 Gew.-%, am bevorzugtesten von 90 bis 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Glühkörpers, beinhaltet. Hierbei kann eine Komponente des Emissionsvolumens, die den Glühkörper zu einem Anteil in dem ange gebenen Bereich bildet, aus dem Metall bestehen. Alternativ kann das Emissionsvolumen aus einer Legierung bestehen, die das Metall zu einem Anteil in dem angegebenen Bereich bein haltet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 14 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper als Filament ausgebildet ist. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 15 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 14 ausgestaltet, wobei das Filament keine Windung beinhaltet. Eine Windung ist ein Durchgang einer geometrischen Spirale, Schraube oder einer Wicklung.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 16 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 14 oder 15 ausgestaltet, wobei das Filament stabförmig ausgebildet ist
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 17 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner Aus führungsformen 14 bis 16 ausgestaltet, wobei das Filament einen Biegemodul in einem Be reich von 50 bis 120 kN/mm2, bevorzugt von 60 bis 110 kN/mm2, bevorzugter von 70 bis 100 kN/mm2, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 18 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner Aus führungsformen 14 bis 17 ausgestaltet, wobei das Filament eine Länge in einem Bereich von 0.1 mm bis 6 m, bevorzugt 1 mm bis 3 m, bevorzugter von 5 mm bis 2 m, bevorzugter von 1 cm bis 150 cm, bevorzugter von 1 cm bis 100 cm, bevorzugter von 1 cm bis 50 cm, bevorzug ter von 1 cm bis 40 cm, bevorzugter von 1 cm bis 30 cm, bevorzugter von 1 cm bis 10 cm, noch bevorzugter von 1 cm bis 5 cm, am bevorzugtesten von 1 cm bis 3 cm. Gemäß einer wei teren bevorzugten Ausführungsform hat das Filament eine Länge in einem Bereich von 2 cm bis 150 cm, bevorzugter von 3 cm bis 150 cm, bevorzugter von 3 cm bis 100 cm, bevorzugter von 3 cm bis 50 cm, bevorzugter von 3 cm bis 40 cm, bevorzugter von 3 cm bis 30 cm, noch bevorzugter von 3 cm bis 10 cm, am bevorzugtesten von 3 cm bis 5 cm.
In einer erfmdungsgemäßen Ausführungsform 19 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner Aus führungsformen 14 bis 18 ausgestaltet, wobei ein Außendurchmesser des Filaments über eine gesamte Länge des Filaments in einem Bereich von 100 pm bis 50 mm, bevorzugt von 100 pm bis 40 mm, bevorzugter von 500 pm bis 30 mm, bevorzugter von 500 pm bis 20 mm, noch bevorzugter von 500 pm bis 10 mm, am bevorzugtesten 500 pm bis 3 mm, liegt.
In einer erfmdungsgemäßen Ausführungsform 20 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper so wenig gekrümmt ist, dass die erste Endfläche und die weitere Endfläche durch eine Gerade, die vollständig in dem Glühkörper liegt, verbunden werden können.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 21 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper als Hohlkörper ausgebil det ist, der eine Wandung beinhaltet, die einen Hohlraum mindestens teilweise umgibt. Der Hohlkörper ist bevorzugt rohrförmig ausgebildet. Bevorzugt ist das Emissionsvolumen als ein Hohlzylinder ausgebildet. Bevorzugt erstreckt sich ein Hohlraum des Hohlkörpers von der ersten Endfläche bis zu der weiteren Endfläche. Bevorzugt verläuft der Hohlraum in einer Richtung einer Länge des Glühkörpers durch den Glühkörper. Bevorzugt beinhaltet der Hohl körper eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung des Hohlraums. Bevorzugt sind die Eingangsöffnung in der ersten Endfläche und die Ausgangsöffnung in der weiteren Endfläche des Glühkörpers angeordnet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 22 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 21 ausgestaltet, wobei die Wandung eine Dicke in einem Bereich von 5 pm bis 1 mm, bevorzugt von 10 pm bis 1 mm, bevorzugter von 10 bis 500 pm, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 23 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 21 oder 22 ausgestaltet, wobei eine erste Querschnittsfläche der Wandung in dem Emissionsvolumen weniger ist als eine weitere Querschnittsfläche der Wandung in dem ersten Endvolumen oder in dem weiteren Endvolumen oder in jedem dieser beiden. Die erste Quer- schnittsfläche und die weitere Querschnittsfläche sind hierbei parallel zueinander und bevor zugt senkrecht zu der Länge des Glühkörpers.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 24 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 23 ausgestaltet, wobei eine Dicke der Wandung in dem Emissionsvolumen weniger ist als in dem ersten Endvolumen oder in dem weiteren Endvolumen oder als in jedem dieser beiden, bevorzugt um mindestens 5 %, bevorzugter um mindestens 10 %, noch bevorzugter um mindestens 30 %, am bevorzugtesten um mindestens 50 %, jeweils der Dicke des jeweili gen Endvolumens. Bevorzugt ist die Dicke der Wandung in dem Emissionsvolumen um mindestens 3 gm, bevor zugter um mindestens 5 gm, bevorzugter um mindestens 10 gm, noch bevorzugter um mindes tens 50 gm, am bevorzugtesten um mindestens 100 gm, weniger ist als in dem ersten Endvo lumen oder in dem weiteren Endvolumen oder als in jedem dieser beiden.
In einer erfmdungsgemäßen Ausführungsform 25 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 23 oder 24 ausgestaltet, wobei ein Außendurchmesser des Emissionsvolumen weni ger ist als ein Außendurchmesser des ersten Endvolumens oder des weiteren Endvolumens oder als jeder von beiden, bevorzugt um mindestens 5 %, bevorzugter um mindestens 10 %, noch bevorzugter um mindestens 30 %, am bevorzugtesten um mindestens 50 %, jeweils des Außendurchmessers des jeweiligen Endvolumens. Bevorzugt ist ein Außendurchmesser des Emissionsvolumen um mindestens 100 gm, bevorzugter mindestens 500 gm, bevorzugter mindestens 1 mm, noch bevorzugter mindestens 3 mm, weniger ist als ein Außendurchmesser des ersten Endvolumens oder des weiteren Endvolumens oder als jeder von beiden.
In einer erfmdungsgemäßen Ausführungsform 26 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner Aus führungsformen 21 bis 25 ausgestaltet, wobei die Wandung in dem Emissionsvolumen eine Vielzahl von Durchgangslöchern beinhaltet. Bevorzugt sind die Durchgangslöcher auf einem Umfang der Wandung in dem Emissionsvolumen verteilt angeordnet. Die Durchgangslöcher können jede dem Fachmann geeignet erscheinende Querschnittsform haben. Bevorzugt ist hierbei eine kreisrunde, ovale oder langgestreckte Querschnittsform. Hierbei kann die längser streckte Querschnittsform entlang einer Länge des Emissionsvolumens oder eines Umfangs des Emissionsvolumens oder entlang beider längserstreckt sein.
In einer erfmdungsgemäßen Ausführungsform 27 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner Aus führungsformen 3 bis 26 ausgestaltet, wobei das erste Endvolumen ein erstes Mittel zu einem Befestigen eines ersten elektrisch leitfähigen Bauelements unter Erhalt eines ersten elektri schen Kontakts beinhaltet, wobei das weitere Endvolumen ein weiteres Mittel zu einem Befes tigen eines weiteren elektrisch leitfähigen Bauelements unter Erhalt eines weiteren elektri schen Kontakts beinhaltet. Bevorzugt ist der erste elektrische Kontakt eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Schraubverbindung, einer Klemmverbindung, einer Pressver bindung, und einer Steckverbindung, oder eine Kombination aus mindestens zwei davon. Zu sätzlich oder alternativ bevorzugt ist der weitere elektrische Kontakt eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Schraubverbindung, einer Klemmverbindung, einer Pressverbin dung, und einer Steckverbindung, oder eine Kombination aus mindestens zwei davon.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 28 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 27 ausgestaltet, wobei das erste Mittel so ausgebildet und angeordnet ist, dass das Befestigen des ersten elektrisch leitfähigen Bauelements mittels eines ersten Formschlusses oder eines ersten Kraftschlusses oder mittels einer Mischung beider ist, wobei das weitere Mit tel so ausgebildet und angeordnet ist, dass das Befestigen des weiteren elektrisch leitfähigen Bauelements mittels eines weiteren Formschlusses oder eines weiteren Kraftschlusses oder mittels einer Mischung beider ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 29 ist der Glühkörper 1 nach seiner Ausfüh rungsform 27 oder 28 ausgestaltet, wobei das erste Mittel ein erstes Gewinde, oder eine erste Aussparung zu einem formschlüssigen Einstecken oder einem kraftschlüssigen Verpressen oder beides des ersten elektrisch leitfähigen Bauelements beinhaltet, bevorzugt ist, wobei das weitere Mittel ein weiteres Gewinde, oder eine weitere Aussparung zu einem formschlüssigen Einstecken oder einem kraftschlüssigen Verpressen oder beides des weiteren elektrisch leitfä higen Bauelements beinhaltet, bevorzugt ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 30 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 30 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper zum Einsatz als thermi scher Strahler in einer Lampe ausgebildet ist. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 32 ist der Glühkörper 1 nach einer seiner vor hergehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper eine Außenoberfläche hat, wobei die Außenoberfläche einen Emissionsbereich beinhaltet, wobei der Emissionsbe reich durch das Emissionsvolumen gebildet ist und einen Mittenrauwert Ra in einem Bereich von 1 bis 500 pm, bevorzugt von 1 bis 250 pm, bevorzugter von 1 bis 100 pm, hat.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 eines Verfahrens 1 zum Herstellen eines Glühkörpers, beinhaltend als Ver fahrensschritte a) Bereitstellen eines Ausgangsmaterials; b) Überlagern eines Trägers mit mindestens einer Schicht des Ausgangsmaterials; und c) thermisches Behandeln der mindestens einen Schicht, so dass aus der mindestens einen Schicht mindestens ein Bereich des Glühkörpers erhalten wird; wobei das Überlagern in dem Verfahrensschritt b) oder das thermische Behandeln in dem Ver fahrensschritt c) oder beides entlang linienförmiger Bahnen erfolgt. Das Verfahren 1 ist bevor zugt ein Verfahren zum Herstellen des Glühkörpers durch generatives Fertigen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 2 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausführungs form 1 ausgestaltet, wobei die linienförmigen Bahnen geradlinig sind.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 3 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei die linienförmigen Bahnen eine erste Viel zahl linienförmiger Bahnen und eine weitere Vielzahl linienförmiger Bahnen beinhalten, wo bei jede linienförmige Bahn der ersten Vielzahl einen Winkel in einem Bereich von 30 bis 150°, bevorzugt von 40 bis 140°, bevorzugter von 50 bis 130°, bevorzugter von 60 bis 120°, noch bevorzugter von 70 bis 11°, am bevorzugtesten von 80 bis 100°, mit jeder linienförmigen Bahn der weiteren Vielzahl einschließt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 4 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei die linienförmigen Bahnen eine Bahnbreite haben, wobei jeweils zwei benachbarte linienförmige Bahnen einen Bahnabstand voneinander haben, wobei der Bahnabstand zweier benachbarter linienförmiger Bahnen ein Abstand zwi schen einer Mittellinie einer Bahn zu einer Mittellinie einer benachbarten Bahn ist, wobei mindestens ein Teil, bevorzugt jede, der linienförmigen Bahnen eine Bahnbreite hat, die weni ger ist als ein Bahnabstand zu den benachbarten linienförmigen Bahnen. Bevorzugt ist die vor genannte Bahnbreite um mindestens 5 gm, bevorzugter mindestens 10 gm, bevorzugter min destens 50 gm, am bevorzugtesten mindestens 100 gm, weniger als der vorgenannte Bahnab stand.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 5 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei die linienförmigen Bahnen eine Bahnbreite haben, wobei die Bahnbreite in einem Bereich von 3 bis 300 gm, bevorzugt von 3 bis 200 gm, bevorzugter von 5 bis 100 gm, am bevorzugtesten von 5 bis 50 gm, liegt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 6 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei jeweils zwei benachbarte linienförmige Bahnen einen Bahnabstand voneinander haben, wobei der Bahnabstand zweier benachbarter linienförmiger Bahnen ein Abstand zwischen einer Mittellinie einer Bahn zu einer Mittellinie einer benachbarten Bahn ist, wobei der Bahnabstand in einem Bereich von 5 bis 500 gm, be vorzugt von 5 bis 400 gm, bevorzugter von 10 bis 300 gm, bevorzugter von 10 bis 200 gm, noch bevorzugter von 10 bis 100 gm, am bevorzugtesten von 10 bis 60 gm liegt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 7 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei die mindestens eine Schicht in dem Verfah rensschritt b) eine Schichtdicke in einem Bereich von 5 bis 150 gm, bevorzugt von 10 bis 100 gm, bevorzugter von 10 bis 80 gm, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 8 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Verfahren vor dem Verfahrensschritt b) zusätzlich ein Bereitstellen von 3D-Modelldaten beinhaltet, wobei das Verfahren ein Verarbei ten der 3D-Modelldaten unter Erhalt einer Vielzahl von Steuerbefehlen beinhaltet, wobei das Überlagern in dem Verfahrensschritt b) oder das thermische Behandeln in dem Verfahrens schritt c) oder beides nach den Steuerbefehlen der Vielzahl von Steuerbefehlen erfolgt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 9 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausführungs form 8 ausgestaltet, wobei der Glühkörper eine 3D-Form hat, die durch die 3D-Modelldaten vorbestimmt ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 10 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausfüh rungsform 8 oder 9 ausgestaltet, wobei die 3D-Modelldaten in einem STL-Format bereitge stellt werden.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 11 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Verfahren ein Verfahren zum 3D- Drucken des Glühkörpers ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 12 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Überlagern in dem Verfahrensschritt b) mittels Kontaktieren des Ausgangsmaterials mit einer Düse oder einer Rakel oder beidem er folgt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 13 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Ausgangsmaterial in dem Verfahrens schritt a) ein formloser Stoff ist. Der Begriff formloser Stoff ‘ ist in der Norm DIN 8580:2003- 09 definiert.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 14 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausfüh rungsform 13 ausgestaltet, wobei der formlose Stoff ein Pulver oder eine semi-endlose Faser ist. Ein bevorzugtes Pulver besteht zu mindestens 80 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, bevorzugter zu mindestens 95 Gew.-%, noch bevorzugter zu mindestens 98 Gew.-%, am bevorzugtesten zu mindestens 99 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Pulver, aus Partikeln mit Partikelgrößen in einem Bereich von 1 bis 100 pm, bevorzugt von 1 bis 90 pm, bevorzug- ter von 1 bis 80 mih, bevorzugter von 1 bis 70 gm, bevorzugter von 1 bis 60 gm, bevorzugter von 1 bis 50 gm, bevorzugter von 5 bis 50 gm, bevorzugter von 5 bis 40 gm, bevorzugter von 5 bis 30 gm, noch bevorzugter von 5 bis 25 gm. In einer weiteren bevorzugten Ausführungs form besteht zu mindestens 80 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, bevorzugter zu mindestens 95 Gew.-%, noch bevorzugter zu mindestens 98 Gew.-%, am bevorzugtesten zu mindestens 99 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Pulver, aus Partikeln mit Partikelgrößen in einem Bereich von 1 bis 40 gm, bevorzugter von 1 bis 30 gm, bevorzugter von 1 bis 20 gm, bevorzugter von 1 bis 10 gm, noch bevorzugter von 1 bis 5 gm.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 15 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Ausgangsmaterial in dem Verfahrens schritt a) eine Vielzahl von Partikeln beinhaltet, bevorzugt daraus besteht. Die Vielzahl von Partikel hat bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, bevor zugter zu mindestens 95 Gew.-%, noch bevorzugter zu mindestens 98 Gew.-%, am bevorzug testen zu mindestens 99 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Vielzahl von Partikel, Partikelgrößen in einem Bereich von 1 bis 100 gm, bevorzugt von 1 bis 90 gm, bevorzugter von 1 bis 80 gm, bevorzugter von 1 bis 70 gm, bevorzugter von 1 bis 60 gm, bevorzugter von 1 bis 50 gm, bevorzugter von 5 bis 50 gm, bevorzugter von 5 bis 40 gm, bevorzugter von 5 bis 30 gm, noch bevorzugter von 5 bis 25 gm. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Vielzahl von Partikel zu mindestens 80 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, bevorzugter zu mindestens 95 Gew.-%, noch bevorzugter zu mindestens 98 Gew.-%, am be vorzugtesten zu mindestens 99 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Vielzahl von Partikel, Partikelgrößen in einem Bereich von 1 bis 40 gm, bevorzugter von 1 bis 30 gm, be vorzugter von 1 bis 20 gm, bevorzugter von 1 bis 10 gm, noch bevorzugter von 1 bis 5 gm.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 16 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausfüh rungsform 15 ausgestaltet, wobei die Partikel der Vielzahl von Partikeln ein Metall beinhalten, bevorzugt daraus bestehen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 17 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausfüh rungsform 16 ausgestaltet, wobei das Metall ein Refraktärmetall oder ein Edelmetall ist. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 18 ist das Verfahren 1 nach einer seiner Aus führungsformen 15 bis 17 ausgestaltet, wobei die Partikel der Vielzahl von Partikeln das Me tall zu einem Anteil in einem Bereich von 50 bis 100 Gew.-%, bevorzugt von 60 bis 100 Gew - %, bevorzugter von 70 bis 100 Gew.-%, noch bevorzugter von 80 bis 100 Gew.-%, am bevor zugtesten von 90 bis 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Vielzahl von Partikeln, beinhalten.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 19 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Ausgangsmaterial in dem Verfahrens schritt a) zusätzlich ein weiteres Material beinhaltet, wobei das weitere Material durch das thermische Behandeln in dem Verfahrensschritt c) mindestens teilweise entfernt wird. Bevor zugt wird das weitere Material in dem Verfahrensschritt c) verbrannt oder verdampft oder bei des.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 20 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausfüh rungsform 19 ausgestaltet, wobei das weitere Material ein organisches Material ist. Ein bevor zugtes organisches Material ist ein Polymer oder eine Polymermischung.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 21 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Überlagern in dem Verfahrensschritt b) entlang der linienförmigen Bahnen unter Erhalt eines Glühkörpervorläufers erfolgt, wobei das thermische Behandeln in dem Verfahrensschritt c) ein thermisches Behandeln des Glühkörper vorläufers unter Erhalt des Glühkörpers ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 22 ist das Verfahren 1 nach einer seiner Aus führungsformen 1 bis 20 ausgestaltet, wobei das Überlagern in dem Verfahrensschritt b) ein Überlagern des Trägers mit einer ersten Schicht des Ausgangsmaterials ist, wobei das thermi sche Behandeln in dem Verfahrensschritt c) ein thermisches Behandeln der ersten Schicht ent lang der linienförmigen Bahnen unter Erhalt eines ersten Bereichs des Glühkörpers ist, wobei das Verfahren nach dem Verfahrensschritt c) mindestens einen Durchlauf einer Verfahrens schrittfolge, beinhaltend als weitere Verfahrensschritte d) ein Überlagern des ersten Bereichs mit einer weiteren Schicht des Ausgangsmateri als, und e) ein thermisches Behandeln der weiteren Schicht entlang linienförmiger Bahnen un ter Erhalt eines weiteren Bereichs des Glühkörpers, beinhaltet, wobei der erste Bereich und der mindestens eine weitere Bereich zusammen den Glühkörper bilden.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 23 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das thermische Behandeln in dem Verfah rensschritt c), bevorzugt zusätzlich in jedem weiteren Verfahrensschritt e), mittels Bestrahlen des Ausgangsmaterials mit einem Laserstrahl erfolgt. Zusätzlich oder alternativ bevorzugt er folgt das Bestrahlen des Ausgangsmaterials mit einem Elektronenstrahl.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 24 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausfüh rungsform 23 ausgestaltet, wobei das Bestrahlen mit einer Laserleistung in einem Bereich von 10 W bis 5 kW, bevorzugt von 100 bis 400 W, erfolgt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 25 ist das Verfahren 1 nach seiner Ausfüh rungsform 23 oder 24 ausgestaltet, wobei der Laserstrahl auf dem Ausgangsmaterial einen Strahldurchmesser in einem Bereich von 15 bis 300 pm, bevorzugt von 15 bis 200 pm, noch bevorzugter von 15 bis 100 pm, am bevorzugtesten von 20 bis 50 pm, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 26 ist das Verfahren 1 nach einer seiner Aus führungsformen 23 bis 25 ausgestaltet, wobei der Laserstrahl sich bei dem thermischen Be handeln auf dem Ausgangsmaterial mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich von 50 bis 10000 mm/s, bevorzugt von 100 bis 5000 m/s, bevorzugter von 300 bis 1200 mm/s, bewegt. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 27 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Herstellen des Glühkörpers mittels se lektivem Laserschmelzen oder mittels Schmelzschichtung oder mittels beidem erfolgt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 28 ist das Verfahren 1 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper der erfindungsgemäße Glühkörper 1 nach einer seiner Ausführungsformen ist.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 eines Glühkörpers 2, erhältlich durch das Verfahren 1 nach einer seiner Ausführungsformen. In jeweils einer bevorzugten Ausführungsform des Glühkörpers 2 ist die ser gemäß einer der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Glühkörpers 1 ausgebildet.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Lampe 1, beinhaltend
A) den Glühkörper 1 oder 2, jeweils nach einer seiner Ausführungsformen;
B) ein Gehäuse;
C) einen ersten elektrischen Kontakt; und
D) einen weiteren elektrischen Kontakt; wobei der Glühkörper
I) in dem Gehäuse angeordnet ist,
II) an einer ersten Stelle mittels eines ersten elektrischen Kontakts mit einem ersten elektrisch leitfähigen Bauelement verbunden ist, und
III) an einer weiteren Stelle mittels eines weiteren elektrischen Kontakts mit einem weiteren elektrisch leitfähigen Bauelement verbunden ist; wobei das Gehäuse mindestens bereichsweise transparent für infrarote Strahlung ist. Ein be vorzugtes Gehäuse ist ein Glaskolben.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 2 ist die Lampe 1 nach ihrer Ausführungsform 1 ausgestaltet, wobei das Gehäuse mindestens teilweise aus einem Glas gebildet ist. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 3 ist die Lampe 1 nach ihrer Ausführungsform 1 oder 2 ausgestaltet, wobei die erste Stelle sich an dem ersten Endvolumen befindet, wobei die weitere Stelle sich an dem weiteren Endvolumen befindet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 4 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausführungs formen 1 bis 3 ausgestaltet, wobei das Gehäuse eine Schutzgasatmosphäre beinhaltet. Eine bevorzugte Schutzgasatmosphäre beinhaltet ein Inertgas zu mindestens 50 Vol.-%, bevorzugter zu mindestens 60 Vol.-%, bevorzugter mindestens 70 Vol.-%, bevorzugter mindestens 80 Vol.-%, bevorzugter mindestens 90 Vol.-%, noch bevorzugter zu mindestens 95 Vol.-%, am bevorzugtesten zu mindestens 99 Vol.-%, jeweils bezogen auf das Volumen der Schutzgasat mosphäre. Ein bevorzugtes Inertgas ist Stickstoff oder Argon.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 5 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausführungs formen 1 bis 4 ausgestaltet, wobei ein minimaler Abstand zwischen dem Emissionsvolumen und dem Gehäuse mehr als 0,5 mm, bevorzugter mehr als 1 mm, am bevorzugtesten mehr als 1,5 mm, ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 6 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausführungs formen 1 bis 5 ausgestaltet, wobei die Lampe zwischen dem Gehäuse und dem Emissionsvo lumen, bevorzugt zwischen dem Gehäuse und dem Glühkörper, keinen Abstandshalter bein haltet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 7 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausführungs formen 1 bis 6 ausgestaltet, wobei die Lampe ein Infrarotstrahler ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 8 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausführungs formen 1 bis 7 ausgestaltet, wobei die Lampe ein Emissionsspektrum mit einem Maximum in einem Bereich von 780 nm bis 1 mm, bevorzugt von 800 nm bis 5 pm, bevorzugter von 900 nm bis 3,5 pm, hat. Das Maximum des Emissionsspektrums meint hier nicht die maximale Wellenlänge des Emissionsspektrums, sondern einen Peak (lokales Maximum) im Emissions spektrum. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 9 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausführungs formen 1 bis 8 ausgestaltet, wobei die Lampe eine Ausgangsstrahlungsleistungsdichte in einem Bereich von 10 bis 3000 W/cm, bevorzugt von 100 bis 1000 W/cm, bevorzugter von 200 bis 800 W/cm, jeweils bezogen auf eine in Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endfläche verlaufende Länge des Emissionsvolumens, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 10 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausfüh rungsformen 1 bis 9 ausgestaltet, wobei die Lampe eine Länge in einem Bereich von 1 cm bis 6 m, bevorzugt von 3 cm bis 1,5 m, bevorzugter von 5cm bis 1 m, hat. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Lampe eine Länge in einem Bereich von 1 cm bis 1 m, bevorzugt von 1 cm bis 50 cm, bevorzugter von 1 cm bis 30 cm. In einer weiteren bevorzugten Ausfüh rungsform hat die Lampe eine Länge in einem Bereich von 50 cm bis 6 m, bevorzugt von 1 bis 6 m, bevorzugter von 1,5 bis 6 m.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 11 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausfüh rungsformen 1 bis 10 ausgestaltet, wobei die Lampe einen Durchmesser in einem Bereich von 5 mm bis 1 m, bevorzugt von 5 bis 500 mm, bevorzugter von 5 bis 100 mm, bevorzugter von 5 bis 50 mm, noch bevorzugter von 10 bis 35 mm, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 12 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausfüh rungsformen 1 bis 11 ausgestaltet, wobei der erste elektrische Kontakt einen ersten Form schluss oder einen ersten Kraftschluss oder eine Mischung aus beidem, jeweils des Glühkör pers mit dem ersten elektrisch leitfähigen Bauelement beinhaltet, wobei der weitere elektrische Kontakt einen weiteren Formschluss oder einen weiteren Kraftschluss oder eine Mischung aus beidem, jeweils des Glühkörpers mit dem weiteren elektrisch leitfähigen Bauelement beinhal tet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 13 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausfüh rungsformen 1 bis 12 ausgestaltet, wobei der erste elektrische Kontakt eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Schraubverbindung, einer Klemmverbindung, einer Pressver- bindung, und einer Steckverbindung, oder eine Kombination aus mindestens zwei davon ist, wobei der weitere elektrische Kontakt eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Schraubverbindung, einer Klemmverbindung, einer Pressverbindung, und einer Steckverbin dung, oder eine Kombination aus mindestens zwei davon ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 14 ist die Lampe 1 nach einer ihrer Ausfüh rungsformen 1 bis 13 ausgestaltet, wobei das Gehäuse einen ersten Innenraum und einen räum lich davon getrennten weiteren Innenraum mindestens teilweise umschließt, wobei der Glüh körper in dem ersten Innenraum angeordnet ist, wobei die Lampe einen Einlass zum Zuführen eines Kühlmediums in den weiteren Innenraum beinhaltet, wobei die Lampe einen Auslass zum Abführen des Kühlmediums aus dem weiteren Innenraum beinhaltet, wobei der weitere Innenraum zum Führen des Kühlmediums von dem Einlass zu dem Auslass angeordnet und ausgebildet ist. Bevorzugt sind der erste und der weitere Innenraum luftdicht voneinander ge trennt. Bevorzugt ist der weitere Innenraum als Kühlkanal ausgebildet.
Beinhaltet der Glühkörper ein oxidierendes Material, beispielsweise Wolfram, ist es vorteil haft, wenn das Gehäuse praktisch vollständig mit einem Schutzgas befüllt ist, um ein Oxidie ren des Glühkörpers zu verringern oder zu vermeiden. Ein zu starkes Oxidieren kann die Funk tionstüchtigkeit der Lampe einschränken oder beenden. Beim Betrieb der Lampe wird diese oftmals sehr heiß, wodurch sich das Schutzgas ausdehnt, was zu hohen Drücken bis zu einem Bersten des Gehäuses, insbesondere im Fall eines Glaskolbens, führen kann. Um dem entge genzuwirken, kann eine Kühlung der Lampe vorteilhaft sein.
Hier kann das Gehäuse beispielsweise doppelwandig ausgebildet sein, wobei die Doppelwand den ersten Innenraum mindestens teilweise umschließt und sich der weitere Innenraum als Kühlkanal zwischen den beiden Wänden der Doppelwand befindet. Alternativ kann das Ge häuse als Zwillingsrohr ausgebildet sein, bei dem der weitere Innenraum als Kühlkanal neben dem ersten Innenraum verläuft
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 15 ist die Lampe 1 nach ihrer Ausführungsform 14 ausgestaltet, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Innenraum und dem weiteren Innen- raum entlang von mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 %, bevorzugter mindestens 70 %, bevorzugter mindestens 80 %, noch bevorzugter mindestens 90 %, am bevorzugtesten min destens 95 %, einer in Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endfläche verlau fenden Länge des Glühkörpers weniger als 50 %, bevorzugt weniger als 70 %, bevorzugter weniger als 90 %, bevorzugter weniger als 100 %, bevorzugter weniger als 120 %, bevorzugter weniger als 140 %, bevorzugter weniger als 160 %, noch bevorzugter weniger als 180 %, am bevorzugtesten weniger als 200 %, der Länge des Glühkörpers beträgt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 16 ist die Lampe 1 nach ihrer Ausführungsform 14 oder 15 ausgestaltet, wobei der weitere Innenraum einen Umfang des ersten Innenraums mindestens teilweise, bevorzugt vollständig, bevorzugter koaxial, umschließt, oder der erste Innenraum und der weitere Innenraum nebeneinander, bevorzugt parallel, verlaufen.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 eines Verfahrens 2 zum Herstellen einer Lampe, beinhaltend als Verfah rensschritte a. Bereitstellen des Glühkörpers 1 oder 2, jeweils nach einer seiner Ausführungsfor men; und b. elektrisch leitendes Verbinden einer ersten Stelle des Glühkörpers mittels eines ers ten elektrischen Kontakts mit einem ersten elektrisch leitfähigen Bauelement und elektrisch leitendes Verbinden einer weiteren Stelle des Glühkörpers mittels eines weiteren elektrischen Kontakts mit einem weiteren elektrisch leitfähigen Bauele ment; c. Einbringen des Glühkörpers in ein mindestens bereichsweise für infrarote Strahlung transparentes Gehäuse; und d. Verschließen des Gehäuses.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 2 ist das Verfahren 2 nach seiner Ausführungs form 1 ausgestaltet, wobei das Einbringen in dem Verfahrensschritt c. so erfolgt, dass ein mi nimaler Abstand zwischen dem Emissionsvolumen und dem Gehäuse nach dem Verfahrens- schritt c. mehr als 0,5 mm, bevorzugter mehr als 1 mm, am bevorzugtesten mehr als 1,5 mm, ist.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 3 ist das Verfahren 2 nach seiner Ausführungs form 1 oder 2 ausgestaltet, wobei kein Abstandhalter zwischen das Gehäuse und dem Emissi onsvolumen, bevorzugt zwischen dem Gehäuse und dem Glühkörper, angeordnet wird.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 4 ist das Verfahren 2 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei vor dem Verfahrensschritt d. eine Schutz gasatmosphäre in dem Gehäuse erzeugt wird. Bevorzugt wird die Schutzgasatmosphäre in dem Verfahrensschritt b. während des Einbringens des Glühkörpers oder nach dem Verfahrens schritt b. erzeugt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 5 ist das Verfahren 2 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei die Lampe die Lampe 1 nach einer ihrer Ausführungsformen ist.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Lampe 2, erhältlich durch das Verfahren 2 nach einer seiner Ausfüh rungsformen. In jeweils einer bevorzugten Ausführungsform der Lampe 2 ist diese gemäß ei ner der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lampe 1 ausgebildet.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Leuchte, beinhaltend die Lampe 1 oder 2, jeweils nach einer ihrer Ausführungsformen. Eine bevorzugte Leuchte ist ein Infrarotstrahler.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Schweißmaschine, beinhaltend die Lampe 1 oder 2, jeweils nach einer ihrer Ausführungsformen. Eine bevorzugte Schweißmaschine ist eine Schweißmaschine zum Schmelzschweißen, bevorzugt zum Infrarotschweißen. Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 eines Verfahrens 3, beinhaltend als Verfahrensschritte a] Bereitstellen i] der Lampe 1 oder 2 oder der erfindungsgemäßen Leuchte, jeweils nach einer ih rer Ausführungsformen, ii] eines ersten Fügepartners, und iii] eines weiteren Fügepartners; b] Bestrahlen des ersten Fügepartners oder des weiteren Fügepartners oder beider mit von der Lampe abgestrahltem Licht; und c] Fügen des ersten Fügepartners mit dem weiteren Fügepartner.
Bevorzugt ist der erste Fügepartner oder der weitere Fügepartner der beide elektrisch isolie rend.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 2 ist das Verfahren 3 nach seiner Ausführungs form 1 ausgestaltet, wobei das Licht ein Spektrum mit einem Maximum in einem Bereich von 780 nm bis 1 mm, bevorzugt von 800 nm bis 5 pm, bevorzugter von 900 nm bis 3,5 pm, hat.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 3 ist das Verfahren 3 nach seiner Ausführungs form 1 oder 2 ausgestaltet, wobei die Lampe in dem Verfahrensschritt b] das Licht mit einer Ausgangsstrahlungsleistungsdichte in einem Bereich von 10 bis 3000 W/cm, bevorzugt von 100 bis 1000 W/cm, bevorzugter von 200 bis 800 W/cm, jeweils bezogen auf eine in Richtung von der ersten Endfläche zu der weiteren Endfläche verlaufende Länge des Emissionsvolu mens, ab strahlt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 4 ist das Verfahren 3 nach einer seiner vorher gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei der Glühkörper bei dem Bestrahlen in dem Verfahrensschritt b] eine Temperatur in einem Bereich von 800 bis 3000 °C, bevorzugt von 800 bis 2700 °C, bevorzugter von 850 bis 2650 °C, hat. Bevorzugt hat der Glühkörper bei dem Bestrahlen in dem Verfahrensschritt b] eine Temperatur in einem Bereich von 2500 bis 2700 °C, bevorzugter von 2550 bis 2650 °C; oder von 2100 bis 2300 °C, bevorzugter von 2150 bis 2250 °C; oder von 1500 bis 1700 °C, bevorzugter von 1550 bis 1650 °C; oder von 1100 bis 1300 °C, bevorzugter von 1150 bis 1250 °C; oder von 800 bis 1000 °C, bevorzugter von 850 bis 950 °C.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 5 ist das Verfahren 3 nach einer seiner vorher- gehenden Ausführungsformen ausgestaltet, wobei das Fügen als Schweißen, bevorzugt als Schmelzschweißen, bevorzugter als Infrarotschweißen, erfolgt.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Verwendung 1 des Glühkörpers 1 oder 2, jeweils nach einer seiner Ausführungsformen, in einem Infrarotstrahler, bevorzugt einem Infrarotstrahler zum Infrarot schweißen.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Verwendung 2 der Lampe 1 oder 2 oder der erfindungsgemäßen Leuchte, jeweils nach einer seiner Ausführungsformen, zu einem mindestens teil weisen Schmelzen eines Materials, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Metall, einem Kompositmaterial, beinhaltend eine Matrix und einen Füllstoff, einem Kunststoff, und einem Halbleiter, oder einer Kombination aus mindestens zwei davon. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 2 ist die Verwendung 2 nach ihrer Ausfüh rungsform 1 ausgestaltet, wobei das Material ein Metall ist, wobei das mindestens teilweise Schmelzen des Materials zu einem Löten oder Schweißen oder beides erfolgt. Ein bevorzugtes Schweißen ist ein Schmelzschweißen. Ein bevorzugtes Schmelzschweißen ist ein Infrarot schweißen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 3 ist die Verwendung 2 nach ihrer Ausfüh rungsform 1 ausgestaltet, wobei das Material ein Kompositmaterial ist, wobei die Matrix des Kompositmaterials mindestens teilweise geschmolzen wird. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 4 ist die Verwendung 2 nach ihrer Ausfüh rungsform 1 ausgestaltet, wobei das Material ein Kunststoff ist, wobei das mindestens teilwei se Schmelzen des Materials zu einem Schweißen erfolgt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 5 ist die Verwendung 2 nach ihrer Ausfüh rungsform 1 ausgestaltet, wobei das Material ein Halbleiter ist, wobei das mindestens teilweise Schmelzen des Materials zu einem Bearbeiten oder Herstellen eines Wafers erfolgt. Ein bevor zugtes Bearbeiten eines Wafers erfolgt als Rapid Thermal Processing (RTP).
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Verwendung 3 eines 3D-Druckers zum Herstellen des Glühkörpers 1 oder 2, jeweils nach einer seiner Ausführungsformen. Ein bevorzugter 3D-Drucker ist ein 3D- Drucker zum selektiven Laserschmelzen oder zur Schmelzschichtung.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Verwendung 4 eines Metallpulvers zum Herstellen des Glühkörpers 1 oder 2, jeweils nach einer seiner Ausführungsformen. Bevorzugt wird das Metallpulver als das Ausgangsmaterial des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 verwendet. Das Herstellen erfolgt bevorzugt gemäß einer der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens 1.
Einen Beitrag zur Erfüllung mindestens einer der erfindungsgemäßen Aufgaben leistet eine Ausführungsform 1 einer Verwendung 5 einer semi-endlosen Faser, beinhaltend eine Vielzahl von Metallpartikel und ein Trägermaterial, zum Herstellen des Glühkörpers 1 oder 2, jeweils nach einer seiner Ausführungsformen. Bevorzugt sind die Metallpartikel in dem Trägermateri al eingebettet. Ein bevorzugtes Trägermaterial ist ein organisches Material, bevorzugt ein Po lymer oder eine Polymermischung. Das Herstellen erfolgt bevorzugt gemäß einer der Ausfüh rungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens 1. Bevorzugt wird die semi-endlose Faser als das Ausgangsmaterial des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 verwendet.
Merkmale, die in einer erfindungsgemäßen Kategorie als bevorzugt beschrieben sind, bei spielsweise nach dem erfindungsgemäßen Glühkörper 1, sind ebenso in einer Ausführungs- form der weiteren erfindungsgemäßen Kategorien, beispielsweise einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 1, bevorzugt.
Glühkörper
Der erfindungsgemäße Glühkörper kann jede Form aufweisen, die der Fachmann im Zusam menhang mit der Erfindung als geeignet erachtet. Ferner kann der erfindungsgemäße Glühkör per aus jedem Material bestehen, das der Fachmann im Zusammenhang mit der Erfindung als geeignet ansieht. Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Glühkörper zur Verwendung als thermi scher Strahler in einer Lampe ausgebildet. Im Stand der Technik sind insbesondere Glühwen deln als solche Glühkörper bekannt.
Die erste und die weitere Endfläche sind bevorzugt Bereiche der Außenoberfläche des Glüh körpers, zwischen denen sich der Glühkörper, bevorzugt seiner Länge nach, erstreckt. Bevor zugt sind die erste und die weitere Endfläche ebene Flächen. Ferner bevorzugt sind die erste und die weitere Endfläche Stirnflächen des Glühkörpers. Ferner sind das Emissionsvolumen und das erste und weitere Endvolumen dreidimensionale Bereiche des Glühkörpers, also mate rielle Volumina des Glühkörpers. Hiervon zu unterscheiden sind immaterielle Volumina wie beispielsweise ein Hohlraum, der von einer Wandung eines als Hohlkörper ausgebildetem Glühkörper mindestens teilweise umgeben ist. Der Hohlraum eines Hohlkörpers ist von den Poren eines porösen Volumens zu unterscheiden. Dieser Hohlraum ist ein zusammenhängen des makroskopisches Volumen, das von der Wandung des Hohlkörpers mindestens teilweise umgeben ist. Ein bevorzugter Hohlraum ist ein Innenraum eines rohrförmig ausgebildeten Hohlkörpers. Rohrförmig ist ein Körper hierin, wenn er sich zwischen zwei Stirnflächen längserstreckt und ein Hohlraum die beiden Stirnflächen miteinander verbindet. Ein bevorzug ter rohrförmiger Körper hat mindestens abschnittsweise eine Form eines Hohlzylinders. Die Außenoberfläche des Glühkörpers ist die äußere Oberfläche des Glühkörpers. Diese ist von der inneren Oberfläche des Glühkörpers zu unterscheiden. Die äußere Oberfläche ist die Fläche der makroskopischen Einhüllenden des Glühkörpers. Neben der der Umgebung des Glühkör pers zugewandten Oberfläche gehört hierzu auch eine im Fall eines Hohlkörpers nach innen weisende Oberfläche. Zu der äußeren Oberfläche gehören jedoch nicht die mikroskopischen Oberflächen von Poren in dem Glühkörper. Die innere Oberfläche des Glühkörpers ist die Ge- samtheit aller Oberflächen des Glühkörpers, inklusive aller mikroskopischen Oberflächen, insbesondere der Oberflächen von Poren.
Bevorzugt ist eine innere Oberfläche des Emissionsvolumens größer als eine äußere Oberflä che des Emissionsvolumens. Ferner bevorzugt ist eine volumenspezifische Oberfläche des Emissionsvolumens mehr als eine volumenspezifische Oberfläche des ersten Endvolumens oder des weiteren Endvolumens oder als beide. Die volumenspezifische Oberfläche eines Kör pers ist definiert als
Sv Ainnen / V, wobei Ainnen die innere Oberfläche des Körpers und V das makroskopische Volumen des Kör pers, also das Volumen, welches seine äußere Oberfläche einschließt, sind.
Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Glühkörper zur Verwendung in einer Lampe mit einer konventionellen Lampenfassung ausgebildet. Eine konventionelle Lampenfassung meint hierin eine zum maßgeblichen Anmeldetag dieses Dokuments einer Industrienorm genügende Lam penfassung.
Porös. Porosität
Ein Volumen ist porös, wenn es mindestens bereichsweise, bevorzugt vollständig, von Poren durchsetzt ist. Poren sind bevorzugt mikroskopische Hohlräume. Bevorzugt sind die Poren mindestens teilweise miteinander verbunden. Dies wird als offene Porosität bezeichnet. Im Fall einer offenen Porosität ist es hierin bevorzugt, dass mindestens 50 %, bevorzugter mindestens 60 %, bevorzugter mindestens 70 %, noch bevorzugter mindestens 80 %, am bevorzugtesten mindestens 90 %, eines Gesamtvolumens der Poren des betroffenen Körpers durch miteinan der verbundene Poren gebildet ist. Die Poren bilden auf der Außenoberfläche des Glühkörpers, insbesondere im Emissionsbereich, bevorzugt Öffnungen in der Außenoberfläche. Diese Öff nungen sind von etwaigen Durchgangslöchern in dem Glühkörper, insbesondere in einer Wan dung des Glühkörpers, zu unterscheiden. Die vorstehenden Durchgangslöcher sind hierbei be vorzugt makroskopisch. Der Begriff mikroskopisch“ bezeichnet hierin Strukturen, die nicht größer als 500 pm, bevor zugt nicht größer als 400 pm, bevorzugter nicht größer als 300 pm, sind. Hierbei ist jeweils die größte Ausdehnung der Struktur gemeint. Der Begriff „ makroskopisch “ bezeichnet hierin Strukturen, die mindestes 1 mm groß sind. Hierbei ist jeweils die kleinste Ausdehnung der Struktur gemeint.
Die Porosität ist definiert als
F = 1 - (p / po), wobei p für die Rohdichte, also die tatsächliche Dichte des jeweiligen Körpers, und po für Reindichte, also die Dichte des Materials, aus dem der jeweilige Körper besteht, stehen.
Filament
Ein Filament ist hierin ein längserstrecktes Gebilde, dessen Länge um einen Faktor von min destes 3, bevorzugt mindestens 5, bevorzugter mindestens 10, mehr ist als jeder Durchmesser in einer senkrecht zu der Länge des Filaments angeordneten Querschnittsebene liegende Durchmesser des Filaments. Ein semi-endloses Filament ist ein Filament, bei dem der vorste hende Faktor mindestens 1000, bevorzugt mindestens 10000, beträgt.
Lampe. Leuchte
Eine Lampe ist ein Leuchtmittel, also jener Teil einer Leuchte, der durch Energieumwandlung Licht, also elektromagnetische Strahlung, erzeugt und abstrahlt.
Kühlmedium
Als Kühlmedium kommt jedes dem Fachmann zum Kühlen der erfmdungsgemäßen Lampe, insbesondere einer Schutzgasatmosphäre in dem ersten Innenraum, geeignet erscheinende Me dium in Frage. Ein bevorzugtes Kühlmedium ist ein Fluid. Ein Fluid ist ein fließfähiges Medi um, bevorzugt eine Flüssigkeit oder ein Gas oder eine Mischung aus beiden. Ein bevorzugtes Gas ist Luft. Eine bevorzugte Flüssigkeit ist Wasser oder Glykol oder eine Mischung aus bei den.
Elektrischer Kontakt
Ein elektrischer Kontakt dient dazu, zwischen elektrisch leitfähigen Bauelementen eine elektri sche Verbindung herzustellen. Grundsätzlich wird zwischen unlösbaren elektrischen Kontak ten, von Hand lösbaren elektrischen Kontakten, mit einem Werkzeug lösbaren elektrischen Kontakten, Schaltkontakten und Schleifkontakten unterschieden. Im Rahmen der Erfindung sind unlösbare elektrische Kontakte, insbesondere Pressverbindungen; von Hand lösbare elekt rische Kontakte, insbesondere Schraubverbindungen und Steckverbindungen; und mit einem Werkzeug lösbare elektrische Kontakte, insbesondere Klemmverbindungen, als erster und wei terer elektrischer Kontakt bevorzugt.
Thermisches Behandeln
Thermisches Behandeln meint hier eine Behandlung, die stets ein Erwärmen beinhaltet.
Generatives Fertigen. 3D-Drucken
Das generative Fertigen ist dem Fachmann grundsätzlich auch als additives Fertigen bekannt. Ein bevorzugtes generatives Fertigen ist ein Rapid-Prototyping. Ein bevorzugtes Rapid- Prototyping ist ein 3D-Drucken. Ein bevorzugtes 3D-Drucken ist ein selektives Laserschmel zen (Selective Laser Melting - SLM) oder eine Schmelzschichtung (Fused Deposition Mo- delling - FDM).
Bei dem selektives Laserschmelzen werden sukzessive Schichten mindestens eines pulverför migen Ausgangsmaterials miteinander, bevorzugt mittels eines Rakels, überlagert (Schritte b) und d) des erfindungsgemäßen Verfahrens 1), wobei zwischen den Überlagerungsschritten die Schichten des pulverförmigen Materials in bestimmten Bereichen entlang linienförmiger Bah nen thermisch behandelt (Schritte c) und e) des erfindungsgemäßen Verfahrens 1), bevorzugt mindestens teilweise aufgeschmolzen, werden, um die Partikel des pulverförmigen Materials so miteinander zu verbinden, dass ein zusammenhängender Festkörper aus den Schichten er halten wird. Im Fall des selektiven Laserschmelzens erfolgt also das thermische Behandeln in dem Verfahrensschritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 entlang der linienförmigen Bahnen.
Für der Schmelzschichtung wird mindestens ein Ausgangsmaterial vorzugweise als Strang oder Filament bereitgestellt. Dieses mindestens ein Ausgangsmaterial beinhaltet eine Vielzahl von Partikeln und ein weiteres Material, bevorzugt ein Polymer. Das mindestens eine Aus gangsmaterial wird einem Druckkopf mit einer beheizten Düse zugeführt, wobei das weitere Material verflüssigt wird. Das so verflüssigte Ausgangsmaterial wird über die Düse entlang linienförmiger Bahnen verdruckt (Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens 1). Hierbei werden vorzugsweise Schichten des Ausgangsmaterials miteinander überlagert. Durch Abküh len, welches aktiv oder passiv erfolgen kann, verfestigt sich das verdruckte Ausgangsmaterial wieder und ein Vorläufer des zu druckenden Körpers wird, vorzugsweise schichtweise, gebil det. Dann wird der Vorläufer thermisch behandelt, um das weitere Material mindestens teil weise, bevorzugt im Wesentlichen vollständig, aus dem Vorläufer zu entfernen und so den zu druckenden Körper zu erhalten (Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens 1). Im Fall des Schmelzschichtens erfolgt also das Überlagern in dem Verfahrensschritt b) des erfindungsge- mäßen Verfahrens 1 entlang der linienförmigen Bahnen.
Durchmesser
Der Durchmesser eines Gebildes ist eine Länge einer längsten Geraden, die auf einem Außen umfang des Gebildes startet und endet.
Überlagern
Wird hierin definiert, dass ein Element, beispielsweise eine Schicht oder ein Bauteil, ein ande res Element überlagert, so können diese Elemente unmittelbar, das heißt ohne dazwischenlie gendes weiteres Element, aufeinanderfolgen oder mittelbar, das heißt mit mindestens einem dazwischenliegenden weiteren Element. Unmittelbar aufeinanderfolgende Elemente grenzen bevorzugt aneinander an, das heißt, dass sie miteinander kontaktiert sind. Ferner sind einander überlagernde Elemente vorzugsweise miteinander verbunden. Einander überlagernde Elemente können mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden sein. Zwei Elemente sind miteinan der verbunden, wenn ihre Haftung aneinander über Van-der-Waals-Anziehungskräfte hinaus geht. Miteinander verbundene Elemente sind bevorzugt eines ausgewählt aus der Gruppe be stehend aus miteinander verlötet, verschweißt, versintert, verschraubt, und miteinander ver klebt, oder eine Kombination aus mindestens zwei davon. Eine Formulierung, in der eine Schichtfolge aufgezählte Schichten oder Beschichtungen beinhaltet, bedeutet, dass zumindest die angegebenen Schichten oder Beschichtungen in der angegebenen Reihenfolge vorliegen. Diese Formulierung besagt nicht zwingend, dass diese Schichten oder Beschichtungen unmit telbar aufeinander folgen. Eine Formulierung, in der zwei Schichten aneinander angrenzen, besagt, dass diese beiden Schichten unmittelbar und somit ohne Zwischenschicht aufeinander- folgen. Überlagert in einer Schichtfolge eine Schicht eine andere Schicht, so überlagert die Schicht die andere Schicht nicht zwingend über die gesamte Fläche der einen oder anderen Schicht, jedoch vorzugsweise über einen flächigen Bereich der beiden Schichten. Die die Schichtfolge bildenden Schichten des flächenförmigen Verbunds sind bevorzugt flächig mitei nander verbunden.
Verfahrensschritte
In den hierin beschriebenen Verfahren erfolgen die Verfahrensschritte einer Schrittfolge in der angegebenen Reihenfolge ihrer Ordnungszeichen. Dabei können die Schritte einer Schrittfolge mittelbar oder unmittelbar aufeinander folgen. Ferner können aufeinanderfolgende Verfahrens schritte zeitlich nacheinander, in zeitlichem Überlapp der auch gleichzeitig erfolgen.
MESSMETHODEN
Sofern nichts anderes angegeben ist wurden die im Rahmen der Erfindung benutzt durchge führten Messungen bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C, einem Umgebungsluftdruck von 100 kPa (0,986 atm) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % durchgeführt.
Spezifischer elektrischer Widerstand Der spezifische elektrische Widerstand des Emissionsvolumens eines Glühkörpers wird be stimmt, indem zunächst das Emissionsvolumen durch 2 senkrecht zur Länge des Glühkörpers mit Hilfe einer Diamantbandsäge des Typs 3500 Premium von well Diamantdrahtsägen GmbH, Deutschland durchzuführende Schnitte aus dem Glühkörper herausgetrennt wird. Die durch die beiden Schnitte erhaltenen gegenüberliegenden Enden des Emissionsvolumens wer den durch Anlöten von Drähten mittels Lötzinnes elektrisch kontaktiert. Nach Temperieren des Emissionsvolumens auf 20 °C wird dessen ohmscher Widerstand R wird mit einem Digital multimeter bestimmt. Ferner wird die Länge L des Emissionsvolumens mit einem Messschie ber gemessen. Zudem wird die Querschnittsfläche A des Emissionsvolumens bestimmt. Ist das Emissionsvolumen ein Hohlkörper, beispielsweise ein Hohlzylinder, geht der Hohlraum nicht in die Querschnittsfläche ein. Ist die Querschnittsfläche des Emissionsvolumens entlang seiner Länge veränderlich, wird eine geeignete Anzahl weiterer Querschnitte mit der oben genannten Diamantbandsäge erzeugt und die Flächeninhalte dieser Querschnitte bestimmt. Die Quer- schnittsfläche A ist dann der Mittelwert der Flächeninhalte der erzeugten Querschnitte. Der spezifische elektrische Widerstand des Emissionsvolumens wird als
Rs = R A / L bestimmt.
Rohdichte
Zunächst wird das Volumen, dessen Rohdichte bestimmt werden soll, separiert. Hierzu wird dieses Volumen aus dem vorliegenden Körper mit Hilfe einer Diamantbandsäge des Typs 3500 Premium von well Diamantdrahtsägen GmbH, Deutschland herausgetrennt. Dann wird die Rohdichte des separierten Volumens mit Hilfe einer Auftrieb s-Dichtewaage bestimmt. Hierbei wird das zu vermessende Volumen in eine Hilfsflüssigkeit eingebracht, die so ausge wählt ist, dass sie auf Grund ihrer Oberflächenspannung in etwaige makroskopische Hohlräu me des Volumens (beispielsweise in den sich entlang der Längsachse eines Hohlzylinders er streckenden makroskopischen Hohlraum) eindringt, nicht jedoch in die mikroskopischen Poren des Volumens. Hierdurch verdrängt das Volumen, inklusive seiner Poren, die Hilfsflüssigkeit und die Auftrieb s-Dichtewaage bestimmt unmittelbar die Rohdichte. Reindichte
Zur Bestimmung der Reindichte eines Volumens wird dieses zunächst aus dem vorliegenden Körper, der das Volumen enthält, separiert. Hierzu wird dieses Volumen aus dem vorliegenden Körper mit Hilfe einer Diamantbandsäge des Typs 3500 Premium von well Diamantdrahtsägen GmbH, Deutschland herausgetrennt. Dann wird das herausgetrennte Volumen in einen geeig neten Tiegel gegeben und in einem Ofen vollständig aufgeschmolzen, so dass die Poren des Volumens sich vollständig schließen. Nach dem Abkühlen wird die Dichte des nunmehr unpo rösen Volumens mit einer Auftrieb s-Dichtewaage bestimmt. Die so erhaltene Dichte ist die Reindichte.
Biegemoment
Das Biegemoment eines Glühkörpers wird durch einen 3 -Punktbiegeversuch bestimmt. Bei einem Glühkörper aus Wolfram mit einer Länge von etwa 2 cm sind hierbei eine Stützweite von 30 mm und eine Vorkraft von 10 N/mm2 geeignet. Die Prüfgeschwindigkeit beträgt 1 mm/min.
Mittenrauwert Ra
Der Mittenrauwert Ra wird ermittelt gemäß der Norm EN ISO 4288 : 1997. Volumenspezifische Oberfläche
Zunächst wird das zu untersuchende Volumen separiert. Hierzu wird dieses Volumen aus dem vorliegenden Körper mit Hilfe einer Diamantbandsäge des Typs 3500 Premium von well Dia mantdrahtsägen GmbH, Deutschland herausgetrennt. Dann wird die massenspezifische Ober fläche in m2 / g mit Hilfe eines Mehrpunkt-BET-Geräts gemäß der Norm DIN ISO 9277 bestimmt. Die Masse des Volumens wird durch Wiegen bestimmt. Die innere Oberfläche Ainnen ergibt sich als Produkt aus der massenspezifischen Oberfläche und der Masse. Das mak roskopische Volumen V wird durch Einbringen in eine Flüssigkeit bekannten Volumens be stimmt. Hierbei ist die Flüssigkeit so ausgewählt, dass sie auf Grund ihrer Oberflächenspan nung in etwaige makroskopische Hohlräume des zu untersuchenden Volumens (beispielsweise in den sich entlang der Längsachse eines Hohlzylinders erstreckenden makroskopischen Hohl- raum) eindringt, nicht jedoch in die mikroskopischen Poren des Volumens. Hierdurch ver drängt das Volumen, inklusive seiner Poren, die Flüssigkeit, wodurch das makroskopische Volumen V dem verdrängten Flüssigkeitsvolumen entspricht. Die volumenspezifische Ober fläche errechnet sich zu Sv = Amnen / V.
Leistungsdichte bezogen auf Länge eines Glühkörpers (Ausgangsstrahlungsleistungsdichte) Die Leistungsdichte wird als Quotient P / L aus der aufgenommenen elektrischen Leistung P (Nennspannung mal Stromstärke) und der Länge L des Emissionsvolumens des Glühkörpers bestimmt.
Partikel große
Die Partikelgröße eines Pulvers kann durch Sieben mit Sieben geeigneter Maschenweite einge stellt werden. Die Obergrenze der gewünschten Pulverfraktion wird zunächst durch Sieben mit einem Sieb der entsprechende Maschenweite eingestellt. Die Fraktion, die das Sieb passiert hat, wird dann mit einem Sieb, dessen Maschenweite der Untergrenze der gewünschten Pul verfraktion entspricht, nochmals gesiebt. Die Fraktion, die das zweite Sieb nicht passiert hat, ist die gewünschte Pulverfraktion.
Soll der Massenanteil eines Pulvers in einem Partikelgrößenbereich bestimmt werden, wird das gesamte Pulver zunächst gewogen. Dann wird wie oben beschrieben gesiebt. Die erhaltene Pulverfraktion wird erneut gewogen. Durch Vergleich der beiden Wiegeergebnisse kann der gesuchte Massenanteil bestimmt werden.
Lebensdauer eines Infrarotstrahlers
Die Lebensdauer eines Infrarotstrahlers wird gemäß der Norm IEC 62798 („Test methods for infrared emitters “), Kapitel 7.7 als kumulative Betriebsdauer des Strahlers bis zum Ausfall bestimmt.
Die Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele und Zeichnungen genauer dargestellt, wobei die Beispiele und Zeichnungen keine Einschränkung der Erfindung bedeuten. Ferner sind die Zeichnungen sofern nicht anders angegeben nicht maßstabsgetreu. Erfindungsgemäßes Beispiel
Der in den Figuren 8 und 9 gezeigte erfindungsgemäße Glühkörper wurde durch ein SLM- Verfahren hergestellt. Hierbei wurde reines Wolframpulver, dessen Partikel zu 95 Gew.-% Partikelgrößen im Bereich von 10 bis 45 pm haben, als Ausgangsmaterial verwendet. Der Glühkörper wurde entlang seiner Länge von dessen erster Endfläche bis zu seiner weiteren Endfläche 3D-gedruckt. Es wurde so vorgegangen, dass das Wolframpulver jeweils in 50 pm dicken Schichten auf einen Träger und dann sukzessive aufeinander aufgerakelt wurde. Nach dem Aufrakeln einer Schicht wurde diese mit einem Laser selektiv geschmolzen. Hierbei be trug der Durchmesser des Laserspots auf der Schicht stets etwa 30 pm. Der Laserspot wurde in geradlinigen Bahnen, die ein rechtwinkliges Gitter bilden über die Schicht aufgerakelte Schicht geführt. Zum 3D-Drucken des ersten und des weiteren Endvolumens des Glühkörpers wurde eine Mittellinienabstand jeweils benachbarter, zueinander paralleler Bahnen von 30 pm gewählt. Für das Emissionsvolumen betrug der Mittellinienabstand der Bahnen 270 pm. Das als Hohlzylinder ausgebildete Emissionsvolumen des so erhaltenen Glühkörpers hat eine Län ge von etwa 8 mm und eine über diese Länge konstante Querschnittsfläche von etwa 1,3 mm2.
Wie in der Figur 16 gezeigt wurde der so erhaltenen Glühkörper in einer Argonatmosphäre mittels Krokodilklemmen bestromt. Die Figur zeigt deutlich, dass der Glühkörper den elektri schen Strom mit einem ohmschen Widerstand leitet, der groß genug ist, um den Glühkörper zum Glühen und damit zum Abstrahlen von Licht zu bringen. Bestimmt wurde ein ohmscher Widerstand bei 20 °C von etwa 20 hiW Der spezifische elektrische Widerstand ergibt sich damit zu etwa 3,3 W · mm2 / m.
Die Figuren 6 und 7 zeigen Aufnahmen der Oberfläche (Emissionsbereich) des Emissionsvo lumens des Glühkörpers. Die 255-fache Vergrößerung wurde mit einem optischen Mikroskop erzeugt. Es sind deutlich durch Poren in dem Emissionsvolumen gebildete Öffnungen in der Oberfläche zu erkennen. Ferner ist zu erkennen, dass eine poröse Struktur des Emissionsvolu mens durch das 3D-Drucken in gitterförmig angeordneten Bahnen erzeugt wurde. Ferner ist es möglich durch Verändern der Fokussierung des Mikroskops durch die Öffnungen in das Emis sionsvolumen hineinzuschauen. Dies bestätigt, dass eine offene Porosität vorliegt. Die Porosi- tät des Emissionsvolumens wurde zu etwa 0,5 bestimmt. Das erste und das weitere Endvolu men sind nicht porös (Porosität von etwa 0).
Wie der oben beschriebene Versuch gezeigt hat, ist das Emissionsvolumen trotz seiner Porosi tät überraschenderweise elektrisch leitfähig. Mit bekannten Inkjet-Druckverfahren können aus Silbertinte ,r Leiterbahnen “ gedruckt werden, die eine dem Emissionsvolumen des wie oben beschrieben hergestellten Glühkörpers ähnliche poröse Gitterstruktur haben. Diese porösen ,r Leiterbahnen “ sind jedoch als nicht elektrisch leitfähig bekannt. Dies lässt die Leitfähigkeit des obigen Glühkörpers besonders überraschend erscheinen.
Der obige Glühkörper wurde im Weiteren genutzt, um eine Lampe (Leuchtmittel) des in Figur 17 gezeigten Typs für einen Infrarotstrahler herzustellen. Die hergestellte Lampe ist, abgese hen von dem Glühkörper, identisch zu der in Figur 17 gezeigten. Der Glühkörper in Figur 17 stellt bereits eine Weiterentwicklung des obigen Glühkörpers dar, dessen Emissionsvolumen eine veränderte Form hat. Zum Herstellen der Lampe wird der Glühkörper an seinen beiden Endflächen durch Löten mit einem Draht verbunden und so elektrisch kontaktiert. Ferner wird der Glühkörper in einen Quarzglaskolben eingebracht. Dabei wird der Kolben mit Argon ge spült. Anschließend wird der Quarzglaskolben durch Quetschen seiner Enden hermetisch dicht verschlossen.
Alternativ zu dem oben Beschriebenen 3D-Drucken des Glühkörpers durch SLM kann das 3D- Drucken auch durch Schmelzschichtung (FDM) erfolgen. Als Ausgansgametrial wird dann ein semi-endloses Filament aus einer Harzmatrix, in die Wolframpartikel eingebettet sind, ver wendet. Der Glühkörper wird wiederum von der ersten zur weiteren Endfläche schichtweise erzeugt. Hierzu wird das Filament in geradlinigen Bahnen verdruckt. In den Endvolumina des Glühkörpers werden diese Bahnen so aufgebracht, dass benachbarte Bahnen sich berühren. In dem Emissionsvolumen werden die Bahnen so gedruckt, dass benachbarte Bahnen voneinan der beabstandet sind. Nachdem ein Vorläufer des Glühkörpers (Grünling) erhalten wurde, wird dieser in einem Ofen erhitzt, um das Harz wegzubrennen.
Vergleichsbeispiel (Stand der Technik) Ein im Stand der Technik häufiger Typ eines Leuchtmittels für einen Infrarotstrahler ist in Fi gur 18 gezeigt. Figur 19 zeigt eine Detailaufnahme der aus einem gezogenen Draht gewickel ten Glühwendel dieser Lampe. Diese Glühwendel ist chaotisch gekrümmt und unporös (Poro sität etwa 0).
Vergleich des Beispiels mit dem Vergleichsbeispiel
Zum punktuellen Schweißen muss ein recht hoher Energieeintrag lokal auf einen kleinen Raum begrenzt erfolgen. Oftmals wird dies durch Widerstandspunktschweißen realisiert. Dies ist mit elektrisch isolierenden Kunststoffen jedoch nicht möglich. Zum Schweißen elektrisch isolierender Kunststoffe werden daher im Stand der Technik Infrarotstrahler mit großer Strah lungsleistung eingesetzt. Infrarotstrahler vom Typ des Vergleichsbeispiels mit einer Glühwen del als Glühkörper erreichen Leistungsdichten von bis zu 60 W/cm, maximal jedoch 80 W/cm, bezogen auf die Länge des Drahts der Wendel. Diese Infrarotstrahler haben oftmals eine Le benszeitdauer von etwa 10.000 Stunden. Um nun eine zum Schweißen ausreichende Strah lungsleistung räumlich verdichtet bereitstellen zu können, muss der Glühdraht dieser her kömmlichen Infrarotstrahler zu einer Glühwendel aufgewickelt werden. Die so erhaltene chao tisch gekrümmte Glühwendel des Infrarotstrahlers des Vergleichsbeispiels liegt an mehreren Stellen an dessen Glaskolben an. An diesen Stellen wird im Betrieb Wärme abgeleitet, was zu lokalen Temperatursenken führt. Ferner berühren sich die Wicklungen der Glühwendel an mehreren Stellen, sodass im Betrieb Kurzschlüsse verursacht werden, welche wiederum zu lokalen Temperaturerhöhungen- oder Verringerungen führen. Die vorgenannten Stellen erhöh ter und verringerter Temperatur der Glühwendel führen zu einer räumlich inhomogenen Ab strahlung. Dies kann beim Bestrahlen empfindlicher, nicht wärmeleitender Materialien, bei spielsweise bestimmter Kunststoffe, nachteilig sein. Ferner ergibt sich eine unkontrollierte Modifizierung des Emissionsspektrums. Hierdurch kann es dazu kommen, dass das Emissions spektrum nicht mehr ideal ist zum Schweißen des vorliegenden Materials. Dies kann die mi nimale Größe einer Schweißstelle begrenzen oder zu einer verringerten Qualität der Schweiß stelle führen.
Mit dem Glühkörper des erfindungsgemäßen Beispiels kann bei einer Spannung von 10 V eine Stromstärke von 50 A erzielt werden. Bei einer Abstrahllänge des Glühkörpers von etwa 8 mm entspricht dies einer Leistungsdichte von etwa 625 W / cm. Durch weitere Optimierung der Porosität des Emissionsvolumens kann eine Leistungsdichte von bis zu 600 W / cm realisiert werden. Hierbei zeigt der erfmdungsgemäße Glühkörper ebenfalls eine Lebensdauer von etwa 10.000 Stunden.
Durch die deutlich höheren Leistungsdichten des erfindungsgemäßen Glühkörpers erübrigt sich eine weitere Verdichtung wie ein Aufwickeln zum Einsatz in einem Infrarotstrahler zum punktuellen Schweißen. Im Vergleich zu der chaotisch gekrümmten Glühwendel hat der Glüh körper des erfindungsgemäßen Beispiels eine geometrisch vorbestimmte Form. So kann ohne Abstandshalter vermieden werden, dass der Glühkörper den Glaskolben berührt. Insgesamt kann eine homogene Temperaturverteilung über das Emissionsvolumen des Glühkörpers er zielt werden. Oftmals werden bei Infrarotstrahlern des Typs des Vergleichsbeispiels Tan talscheiben zwischen der Glühwendel und dem Glaskolben zur mechanischen Stabilisierung eingesetzt. Mit dem erfindungsgemäßen Glühkörper erübrigt sich die Verwendung solcher Tantalscheiben. Im Ergebnis eignet sich ein Infrarotstrahler mit dem erfindungsgemäßen Glühkörpers besonders zum qualitativ hochwertigen Schweißen kleiner Schweißstellen elektrisch isolierender Kunststoffe.
Ferner weist das erfmdungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Glühkörpers gegenüber dem im Stand der Technik bekannten Ziehen und Wickeln eines Drahts zum Herstellen einer Glühwendel technische Vorteile auf. Bei dem Verfahren des Stands der Technik muss die Glühwendel einer thermischen Behandlung unterzogen werden, um deren Oberfläche zu reini gen und um mittels eines Ausgleichsglühen eine homogene Leitfähigkeit der Wendel einzu stellen. Diese Behandlungen entfallen bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren. Ferner entfällt die Verwendung einer Wickelmaschine. Dies ist besonders vorteilhaft, weil solche Maschinen oftmals sehr groß sind (bis zu 10 m lang) und somit entsprechend große Produktionsräume benötigt werden.
Es zeigen jeweils sofern nicht anders in der Beschreibung oder der jeweiligen Figur angegeben schematisch und nicht maßstabsgetreu: Figuren la) und lb) schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Glühkörpers; Figuren 2a) und 2b) schematische Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Glüh körpers;
Figuren 3a) und 3b) schematische Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Glüh körpers;
Figuren 4a) und 4b) schematische Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Glüh körpers;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Glühkörpers;
Figuren 6 und 7 Mikroskopaufnahmen eines Emissionsbereichs eines erfmdungsgemä- ßen Glühkörpers;
Figuren 8 und 9 Fotografien eines erfindungsgemäßen Glühkörpers; Figur 10 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Her stellen eines Glühkörpers;
Figur 11 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lampe; Figur 12 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Her stellen einer Lampe;
Figur 13 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Leuchte; Figur 14 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schweißma schine;
Figur 15 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fügen; Figur 16 eine Fotografie eines Funktionstests eines erfindungsgemäßen Glüh körpers;
Figur 17 eine Fotografie einer erfindungsgemäßen Lampe; Figur 18 eine Fotografie einer nicht erfindungsgemäßen Lampe; und Figur 19 eine Detailansicht der nicht erfindungsgemäßen Lampe der Figur 18.
Die Figuren la) und lb) zeigen schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Glüh körpers 100. Dieser Glühkörper 100 besteht aus Wolfram. Ferner ist der Glühkörper 100 als stabförmiges Filament, das von einer ersten Endfläche 101 in Richtung einer Länge des Glüh- körpers 100 zu einer gegenüberliegenden weiteren Endfläche 102 aus einem ersten Endvolu- men 104, einem Emissionsvolumen 103 und einem weiteren Endvolumen 105 besteht. Die erste Endfläche 101 ist ein Bereich einer Oberfläche des ersten Endvolumens 104 und die wei tere Endfläche 102 ist ein Bereich einer Oberfläche des weiteren Endvolumens 105. In Rich tung von der ersten Endfläche 101 zu der weiteren Endfläche 102 hat das Emissionsvolumen 103 bei einer Temperatur von 20 °C einen spezifischen elektrischen Widerstand von etwa 3,3 W · mm2 / m. Dabei ist das Emissionsvolumen 103 porös mit einer Porosität von etwa 0,5. Das erste Endvolumen 104 und das weitere Endvolumen 105 sind nicht porös, haben also eine Po rosität von etwa 0. Die Figuren 8 und 9 zeigen Fotografien dieses Glühkörpers 100. Die Figu ren 6 und 7 zeigen Mikroskopaufnahmen eines Emissionsbereichs 106 einer Außenoberfläche dieses Glühkörpers 100. Der Emissionsbereich 106 ist durch das Emissionsvolumen 103 ge bildet. Der Glühkörper 100 ist ferner als Hohlkörper ausgebildet, der eine Wandung beinhaltet, die einen Hohlraum 107 teilweise umgibt. Der Hohlkörper ist rohrförmig ausgebildet und weist drei hohlzylinderförmige Abschnitte auf. Demnach ist das Emissionsvolumen 103 als Hohlzylinder ausgebildet. Das erste Endvolumen 104 beinhaltet ein erstes Mittel 108 zu einem Befestigen eines ersten elektrisch leitfähigen Bauelements 1102 (nicht gezeigt) unter Erhalt eines ersten elektrischen Kontakts. Symmetrisch dazu, aber in den Figuren la) und lb) nicht zu sehen, beinhaltet das weitere Endvolumen 105 ein weiteres Mittel 201 zu einem Befestigen eines weiteren elektrisch leitfähigen Bauelements 1103 unter Erhalt eines weiteren elektri schen Kontakts. Das erste 108 und das weitere Mittel 201 sind hier jeweils als Gewinde ausge bildet und folglich sind der erste und der weitere elektrische Kontakt Schraubverbindungen. Ferner sind das erste Mittel 108 und das weitere Mittel 201 damit so ausgebildet und angeord net ist, dass das Befestigen des ersten elektrisch leitfähigen Bauelements 1102 und des Weite ren elektrisch leitfähigen Bauelements 1103 jeweils mittels einer Mischung aus einem Form schluss und einem Kraftschluss erfolgt.
Die Figuren 2a) und 2b) zeigen schematische Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Glühkörpers 100. Abgesehen von den im Folgenden beschriebenen Merkmalen weist dieser Glühkörper 100 die zu dem Glühkörper 100 der Figuren la) und lb) beschriebenen Merkmale auf. Das erste 108 und das weitere Mittel 201 sind hier jeweils als Aussparungen zu einem formschlüssigen Einstecken des ersten 1102 und des Weiteren elektrisch leitfähigen Bauele ments 1103. Folglich sind das erste Mittel 108 und das weitere Mittel 201 so ausgebildet und angeordnet ist, dass das Befestigen des ersten elektrisch leitfähigen Bauelements 1102 und des Weiteren elektrisch leitfähigen Bauelements 1103 jeweils mittels eines Formschlusses erfolgt. Weiter beinhaltet die Wandung in dem Emissionsvolumen 103 eine Vielzahl von ovalen Durchgangslöchem 202, die hier entlang der Länge des Glühkörpers 100 längserstreckt ausge bildet sind. Die Durchgangslöchem 202 sind auf einem Umfang der Wandung in dem Emissi onsvolumen 103 äquidistant verteilt angeordnet. Die Porosität des Emissionsvolumens 103 beträgt hier 0,6.
Die Figuren 3a) und 3b) zeigen schematische Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Glühkörpers 100. Abgesehen von den im Folgenden beschriebenen Merkmalen weist dieser Glühkörper 100 die zu dem Glühkörper 100 der Figuren la) und lb) beschriebenen Merkmale auf. Die Wandung beinhaltet hier in dem Emissionsvolumen 103 eine Vielzahl von Durch gangslöchem 202. Diese sind als entlang der Länge des Glühkörpers 100 orientierte und zuei nander parallele Spalte, die auf einem Umfang der Wandung in dem Emissionsvolumen 103 äquidistant verteilt angeordnet sind, ausgebildet.
Die Figuren 4a) und 4b) zeigen schematische Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Glühkörpers 100. Abgesehen von den im Folgenden beschriebenen Merkmalen weist dieser Glühkörper 100 die zu dem Glühkörper 100 der Figuren la) und lb) beschriebenen Merkmale auf. Die Wandung beinhaltet hier in dem Emissionsvolumen 103 eine Vielzahl von Durch gangslöchern 202 mit kreisrundem Querschnitt. Diese sind auf einem Umfang der Wandung in dem Emissionsvolumen 103 verteilt angeordnet.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Glühkörpers 100. Abgesehen von den im Folgenden beschriebenen Merkmalen weist dieser Glühkörper 100 die zu dem Glühkörper 100 der Figuren la) und lb) beschriebenen Merkmale auf. Die Wan dung beinhaltet hier in dem Emissionsvolumen 103 eine Vielzahl von Durchgangslöchem 202. Diese sind als sowohl entlang der Länge des Glühkörpers 100 als auch entlang eines Umfangs der Wandung in dem Emissionsvolumen längserstreckte, zueinander parallele Spalte ausgebil det, die auf einem Umfang der Wandung in dem Emissionsvolumen 103 äquidistant verteilt angeordnet sind. Die Porosität des Emissionsvolumens 103 beträgt hier 0,7. Die Figuren 6 und 7 zeigen Mikroskopaufnahmen eines Emissionsbereichs 103 eines erfin- dungsgemäßen Glühkörpers 100. Diese Bilder wurden mit einer 255-fachen Vergrößerung durch ein optisches Mikroskop aufgenommen. Deutlich zu erkennen sind die durch das SLM- Herstellungsverfahren gebildeten Wolframbahnen, die eine gitterförmige Struktur bilden, die Poren enthält, welche auf der Oberfläche mikroskopische Öffnungen 601 bilden.
Die Figuren 8 und 9 zeigen Fotografien des erfindungsgemäßen Glühkörpers 100 der Figuren la) und lb). Zur Verdeutlichung der Dimensionen ist ferner ein Lineal mit mm-Skala gezeigt.
Figur 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1000 zum Herstellen des Glühkörpers 100 der Figuren la) und lb). In einem Verfahrensschritt a) 1001 wird Wolf rampulver als Ausgangsmaterial bereitgestellt. In einem Verfahrensschritt b) 1002 wird ein ebener Träger mittels eines Rakels mit einer ersten Schicht des Ausgangsmaterials überlagert. In einem Verfahrensschritt c) 1003 wird diese erste Schicht entlang linienförmiger Bahnen mit einem Laser aufgeschmolzen, so dass aus der ersten Schicht ein erster Bereich des Glühkör pers 100 erhalten wird. In einem Verfahrensschritt d) 1004 wird der erste Bereich mittels des Rakels mit einer weiteren Schicht des Wolframpulvers überlagert. In einem folgenden Verfah rensschritt e) 1005 wird die weitere Schicht entlang linienförmiger Bahnen mit dem Laser auf geschmolzen, so dass aus der weiteren Schicht ein weiterer Bereich des Glühkörpers 100 er halten wird. Die Verfahrensschritte d) 1004 und e) 1005 werden so lange wiederholt bis der Glühkörper 100 vollständig von seiner ersten Endfläche 101 bis zu seiner weiteren Endfläche 102 aufgebaut ist. Das Verfahren 1000 ist ein SLM-Verfahren zum 3D-Drucken des Glühkör pers 100. Weitere Verfahrensparameter sind oben zu dem erfindungsgemäßen Beispiel ange geben.
Figur 11 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lampe 1100. Diese Lampe 1100 beinhaltet den Glühkörper 100 der Figuren la) und lb) sowie einen Quarzglas kolben als Gehäuse 1101, in dem der Glühkörper 100 angeordnet ist. Ferner ist der Glühkörper 100 an seiner ersten Endfläche 101 seines ersten Endvolumens 104 mittels des ersten elektri schen Kontakts mit dem ersten elektrisch leitfähigen Bauelement 1102, das ein Draht ist, ver- bunden. Weiter ist der Glühkörper 100 an seiner weiteren Endfläche 102 seines weiteren End volumens 105 mittels des Weiteren elektrischen Kontakts mit dem weiteren elektrisch leitfähi gen Bauelement 1103, das ebenfalls ein Draht ist, verbunden. Das Gehäuse 1101 einhaltet eine Schutzgasatmosphäre, die zu 99 Vol.-% aus Argon besteht.
Figur 12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1200 zum Herstellen der Lampe 1100 der Figur 11. In einem Verfahrensschritt a. 1201 wird der Glühkörper 100 der Figuren la) und lb) bereitgestellt. In einem folgenden Verfahrensschritt b. 1202 wird der Glühkörper 100 an seiner ersten Endfläche 101 seines ersten Endvolumens 104 durch Löten mit einem Draht als erstes elektrisch leitfähiges Bauelement 1102 verbunden. Ferner wird der Glühkörper 100 an seiner weiteren Endfläche 102 seines weiteren Endvolumens 105 durch Löten mit einem weiteren Draht als weiteres elektrisch leitfähiges Bauelement 1103 verbun den. Während der Quarzglaskolben als Gehäuse 1101 mit Argon gespült wird, wird der Glüh körper 100 in einem Verfahrensschritt c. 1203 in das Gehäuse 1101 eingebracht. Danach wird das Gehäuse 1101 durch Erwärmen und Quetschen der Enden des Glaskolbens in einem Ver fahrensschritt d. 1204 verschlossen.
Figur 13 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Leuchte 1300. Diese Leuchte 1300 beinhaltet eine Lampe 1100, die die zu der Figur 11 beschriebenen Merkmale hat. Ferner ist hier das Gehäuse 1101 der Lampe 1100 als Zwillingsrohr aus Quarzglas ausge bildet. Demnach umschließt das Gehäuse 1101 hier, abgesehen von seinen anderweitig abge dichteten Enden, einen ersten Innenraum und einen weiteren Innenraum, die beide hermetisch voneinander abgedichtet sind und parallel zueinander verlaufen. Der erste Innenraum beinhal tet den Glühkörper 100. Der weitere Innenraum ist als Kühlkanal mit einem Lufteinlass an einem Ende und einem Luftauslass an dem gegenüberliegenden Ende ausgebildet.
Figur 14 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schweißmaschine 1400. Diese ist als Infrarotschweißmaschine ausgebildet und beinhaltet die Lampe 1100 der Figur 11. Figur 15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1500 zum Schwei ßen. In einem Verfahrensschritt a] 1501 werden eine Leuchte 1300, die die Lampe 1100 der Figur 11 beinhaltet, sowie ein erster und ein weiterer Schweißpartnem aus elektrisch isolieren dem Kunststoff bereitgestellt. In einem Verfahrensschritt b] 1502 wird der erste Schweiß- partner mit von der Leuchte 1300 abgestrahltem Infrarotlicht bestrahlt und so angeschmolzen. In einem Verfahrensschritt c] 1503 wird der weitere Schweißpartner unter Ausbildung eines Stumpfstoßes mit dem angeschmolzenen Bereich des ersten Schweißpartners kontaktiert und durch Abkühlen und Erstarren des angeschmolzenen Bereichs mit diesem verschweißt. Figur 16 zeigt eine Fotografie eines Funktionstests des erfindungsgemäßen Glühkörpers 100 der Figuren la), lb), 8 und 9. An das erste Endvolumen 104 und das weitere Endvolumen 105 ist jeweils eine Krokodilklemme 1601 angeklemmt, über die eine elektrische Spannung an dem Glühkörper 100 anliegt. Es ist zu erkennen, dass der Glühkörper 100 den elektrischen Strom leitet und durch seinen ohmschen Widerstand in dem Emissionsvolumen 103 glüht.
Figur 17 zeigt eine Fotografie einer erfindungsgemäßen Lampe 1100. Diese Lampe 1100 hat die zur Figur 1100 beschriebenen Merkmale. Abweichend hat der Emissionsbereich 103 des Glühkörpers 100 der Lampe 1100 der Figur 17 eine Form einer Schraubenfeder. Die Enden des Quarzglaskolbens als Gehäuse 1101 sind durch Quetschen abgedichtet. An dem ersten 1102 und dem weiteren elektrisch leitfähigen Bauelement 1103 liegt eine Spannung an. Es ist zu erkennen, dass der Glühkörper 100 den elektrischen Strom leitet und durch seinen ohm schen Widerstand in dem Emissionsvolumen 103 glüht.
Figur 18 zeigt eine Fotografie einer nicht erfindungsgemäßen Lampe. Diese Lampe beinhaltet eine gewickelte Glühwendel aus Wolfram in einem Quarzglaskolben.
Figur 19 zeigt eine Detailansicht der nicht erfindungsgemäßen Lampe der Figur 18. Hier ist gut zu erkennen, dass die gewickelte Glühwendel chaotisch gekrümmt ist. LISTE DER BEZUGSZEICHEN
100 erfindungsgemäßer Glühkörper
101 erste Endfläche
102 weitere Endfläche
103 Emissionsvolumen
104 erstes Endvolumen
105 weiteres Endvolumen
106 Emissionsbereich
107 Hohlraum
108 erstes Mittel zu einem Befestigen eines ersten elektrisch leitfähigen Bauele ments
201 weiteres Mittel zu einem Befestigen eines weiteren elektrisch leitfähigen Bau elements
202 Durchgangsloch
601 Öffnung
1000 erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Glühkörpers
1001 Verfahrensschritt a)
1002 Verfahrensschritt b)
1003 Verfahrensschritt c)
1004 Verfahrensschritt d)
1005 Verfahrensschritt e)
1100 erfindungsgemäße Lampe
1101 Gehäuse
1102 erstes elektrisch leitfähiges Bauelement
1103 weites elektrisch leitfähiges Bauelement
1104 Schutzgasatmosphäre
1200 erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Lampe
1201 Verfahrensschritt a.
1202 Verfahrensschritt b.
1203 Verfahrensschritt c. 1204 Verfahrensschritt d.
1300 Leuchte
1400 Schweißmaschine
1500 erfindungsgemäßes Verfahren zum Fügen
1501 Verfahrensschritt a]
1502 Verfahrensschritt b]
1503 Verfahrensschritt c]
1601 Krokodilklemme

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Ein Glühkörper (100), beinhaltend a. eine erste Endfläche (101), b. eine der ersten Endfläche (101) gegenüberliegende weitere Endfläche (102), und c. ein zwischen der ersten Endfläche (101) und der weiteren Endfläche (102) ange ordnetes Emissionsvolumen (103); wobei der Glühkörper (100) mindestens in dem Emissionsvolumen (103) in einer Rich tung von der ersten Endfläche (101) zu der weiteren Endfläche (102) einen spezifi schen elektrischen Widerstand bei 20 °C in einem Bereich von 0,01 bis 50 W · mm2 / m hat; dadurch gekennzeichnet, dass das Emissionsvolumen (103) porös ist.
2. Der Glühkörper (100) nach Anspruch 1, wobei das Emissionsvolumen (103) eine Poro sität in einem Bereich von 0,01 bis 0,9 hat.
3. Der Glühkörper (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Endfläche (101) ein Be reich einer Oberfläche eines ersten Endvolumens (104) ist, wobei die weitere Endfläche (102) ein Bereich einer Oberfläche eines weiteren Endvo lumens (105) ist, wobei das Emissionsvolumen (103) in der Richtung zwischen dem ersten Endvolumen (104) und dem weiteren Endvolumen (105) angeordnet ist, wobei eine Porosität des Emissionsvolumens (103) mehr ist als eine Porosität des ers ten Endvolumens (104) oder als eine Porosität des weiteren Endvolumens (105) oder mehr als jede von beiden.
4. Der Glühkörper (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Glühkör per (100) als Hohlkörper ausgebildet ist, der eine Wandung beinhaltet, die einen Hohl raum (107) mindestens teilweise umgibt, wobei eine erste Querschnittsfläche der Wandung in dem Emissionsvolumen (103) we niger ist als eine weitere Querschnittsfläche der Wandung in dem ersten Endvolumen (104) oder in dem weiteren Endvolumen (105) oder in jedem dieser beiden.
5. Ein Verfahren (1000) zum Herstellen eines Glühkörpers (100), beinhaltend als Verfah rensschritte a) Bereitstellen eines Ausgangsmaterials; b) Überlagern eines Trägers mit mindestens einer Schicht des Ausgangsmaterials; und c) thermisches Behandeln der mindestens einen Schicht, so dass aus der mindestens einen Schicht mindestens ein Bereich des Glühkörpers (100) erhalten wird; wobei das Überlagern in dem Verfahrensschritt b) oder das thermische Behandeln in dem Verfahrensschritt c) oder beides entlang linienförmiger Bahnen erfolgt.
6. Das Verfahren (1000) nach Anspruch 5, wobei die linienförmigen Bahnen eine Bahn breite haben, wobei jeweils zwei benachbarte linienförmige Bahnen einen Bahnabstand voneinander haben, wobei der Bahnabstand zweier benachbarter linienförmiger Bahnen ein Abstand zwi schen einer Mittellinie einer Bahn zu einer Mittellinie einer benachbarten Bahn ist, wobei mindestens ein Teil, bevorzugt jede, der linienförmigen Bahnen eine Bahnbreite hat, die weniger ist als ein Bahnabstand zu den benachbarten linienförmigen Bahnen.
7. Das Verfahren (1000) nach Anspruch 6, wobei das Verfahren (1000) ein Verfahren zum 3D-Drucken des Glühkörpers (100) ist.
8. Ein Glühkörper (100), erhältlich durch das Verfahren (1000) nach Anspruch 6 oder 7.
9. Eine Lampe (1100), beinhaltend
A) den Glühkörper (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, oder 7;
B) ein Gehäuse (1101);
C) einen ersten elektrischen Kontakt; und D) einen weiteren elektrischen Kontakt; wobei der Glühkörper (100)
I) in dem Gehäuse (1101) angeordnet ist,
II) an einer ersten Stelle mittels eines ersten elektrischen Kontakts mit einem ersten elektrisch leitfähigen Bauelement (1102) verbunden ist, und
III) an einer weiteren Stelle mittels eines weiteren elektrischen Kontakts mit einem weiteren elektrisch leitfähigen Bauelement (1103) verbunden ist; wobei das Gehäuse (1101) mindestens bereichsweise transparent für infrarote Strah lung ist.
10. Ein Verfahren (1200) zum Herstellen einer Lampe (1100), beinhaltend als Verfahrens schritte a. Bereitstellen des Glühkörpers (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, oder 7; und b. elektrisch leitendes Verbinden einer ersten Stelle des Glühkörpers (100) mittels ei nes ersten elektrischen Kontakts mit einem ersten elektrisch leitfähigen Bauelement (1102) und elektrisch leitendes Verbinden einer weiteren Stelle des Glühkörpers (100) mittels eines weiteren elektrischen Kontakts mit einem weiteren elektrisch leitfähigen Bauelement (1103); c. Einbringen des Glühkörpers (100) in ein mindestens bereichsweise für infrarote Strahlung transparentes Gehäuse (1101); und d. Verschließen des Gehäuses (1101).
11. Eine Lampe (1100), erhältlich durch das Verfahren (1200) nach Anspruch 10.
12. Eine Leuchte (1300), beinhaltend die Lampe (1100) nach Anspruch 9 oder 11.
13. Eine Schweißmaschine (1400), beinhaltend die Lampe (1100) nach Anspruch 9 oder 11
14. Ein Verfahren (1500), beinhaltend als Verfahrensschritte a] Bereitstellen i] der Lampe (1100) nach Anspruch 9 oder 11, oder der Leuchte (1300) nach An spruch 12, ii] eines ersten Fügepartners, und iii] eines weiteren Fügepartners; b] Bestrahlen des ersten Fügepartners oder des weiteren Fügepartners oder beider mit von der Lampe (1100) oder der Leuchte abgestrahltem Licht; und c] Fügen des ersten Fügepartners mit dem weiteren Fügepartner.
15. Eine Verwendung des Glühkörpers (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, oder 8 in einem Infrarotstrahler.
16. Eine Verwendung der Lampe (1100) nach Anspruch 9 oder 11, oder der Leuchte (1300) nach Anspruch 12 zu einem mindestens teilweisen Schmelzen eines Materials, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Metall, einem Kompositmaterial, be- inhaltend eine Matrix und einen Füllstoff, einem Kunststoff, und einem Halbleiter, oder einer Kombination aus mindestens zwei davon.
17. Eine Verwendung eines 3D-Druckers zum Herstellen des Glühkörpers (100) nach ei nem der Ansprüche 1 bis 4, oder 8.
18. Eine Verwendung eines Metallpulvers zum Herstellen des Glühkörpers (100) nach ei nem der Ansprüche 1 bis 4, oder 8.
19. Eine Verwendung einer semi-endlosen Faser, beinhaltend eine Vielzahl von Metallpar- tikel und ein Trägermaterial, zum Herstellen des Glühkörpers (100) nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, oder 8.
PCT/EP2020/081968 2019-11-18 2020-11-12 Glühkörper, dessen emissionsvolumen einen ohmschen widerstand in einem bereich hat und porös ist WO2021099210A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019217756.5 2019-11-18
DE102019217756.5A DE102019217756A1 (de) 2019-11-18 2019-11-18 Glühkörper, dessen emissionsvolumen einen ohmschen widerstand in einem bereich hat und porös ist

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021099210A1 true WO2021099210A1 (de) 2021-05-27

Family

ID=73497719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/081968 WO2021099210A1 (de) 2019-11-18 2020-11-12 Glühkörper, dessen emissionsvolumen einen ohmschen widerstand in einem bereich hat und porös ist

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019217756A1 (de)
WO (1) WO2021099210A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923829A (en) * 1986-09-05 1990-05-08 Hitachi, Ltd. Composite ceramics and method of making the same
DE102004033153A1 (de) * 2004-06-11 2006-02-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Glühkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP2011132563A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Toshiba Corp Ｍｏスパッタリングターゲットおよびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923829A (en) * 1986-09-05 1990-05-08 Hitachi, Ltd. Composite ceramics and method of making the same
DE102004033153A1 (de) * 2004-06-11 2006-02-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Glühkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP2011132563A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Toshiba Corp Ｍｏスパッタリングターゲットおよびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KRNEL K ET AL: "Influence of long term oxidation on the microstructure, mechanical and electrical properties of pressureless sintered AlN-SiC-MoSi2 ceramic composites", JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, BARKING, ESSEX, GB, vol. 23, no. 16, December 2003 (2003-12-01), pages 3135 - 3146, XP004450486, ISSN: 0955-2219, DOI: 10.1016/S0955-2219(03)00095-5 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019217756A1 (de) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60226169T2 (de) Pulver für die interne elektrode eines laminierten keramikkondensators
DE102014116283B4 (de) Verfahren zum Bearbeiten eines ersten Bauelements und eines zweiten Bauelements sowie Vorrichtung
DE4440005C2 (de) Siliziumnitridkeramikheizer und Verfahren zu seiner Herstellung
DE112017006569B4 (de) Elektronenquelle und diese verwendende elektronenstrahlvorrichtung
WO2006099850A2 (de) Lampe mit stromzuführung und elektrode
EP1206794A1 (de) Lichtquelle und verfahren zur herstellung einer lichtquelle
DE102020204989B3 (de) Verfahren zur additiven Fertigung eines Schaltungsträgers und Schaltungsträger
DE112016000876B4 (de) Waben-heizvorrichtung und verfahren zur verwendung derselben
WO2021099210A1 (de) Glühkörper, dessen emissionsvolumen einen ohmschen widerstand in einem bereich hat und porös ist
DE19803594A1 (de) Metallteil-Verbindungsstruktur, Metallteil-Verbindungsverfahren, keramische Heizvorrichtung und Herstellungsverfahren für keramische Heizvorrichtung
DE102016120536A1 (de) Infrarotstrahler
DE3205075C2 (de)
DE102023100569A1 (de) Zündkerzenelektrode und verfahren zur herstellung derselben
WO2013189713A1 (de) Drehanode und verfahren zu deren herstellung
DE102014211688A1 (de) Flachemitter
EP1048052B1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektrode für entladungslampen
EP1978302A2 (de) Verdampferbaugruppe, insbesondere für einen Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgerätes, und Verfahren zur Herstellung einer Verdampferbaugruppe
DE10208533B4 (de) Verfahren zum Abgleichen des Widerstandes einer Widerstandsbahn
EP2744028A1 (de) Elektrode zum Betrieb einer Brennstoffzelle und Verfahren zur ihrer Herstellung
DE102020130560A1 (de) Elektrisch leitfähiger, poröser Sinterkörper mit zumindest zwei elektrisch leitfähigen Materialien und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10038841C1 (de) SiO¶2¶-Glaskolben mit mindestens einer Stromdurchführung, Verfahren zur Herstellung einer gasdichten Verbindung zwischen beiden sowie ihre Verwendung in einer Gasentladungslampe
EP1386334A1 (de) Keramisches vielschichtbauelement und verfahren zur herstellung
JPH0471866B2 (de)
DE19828158C1 (de) Indirekt geheizte Kathode, insbesondere für Röntgenröhren
DE19956019C2 (de) Glühkerze mit einer keramischen Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung dieser Glühkerze

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20810878

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20810878

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1