DE69315108T2 - Glühlampendrahtträger - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf einen Träger für einen Glühfaden einer Glühlampe. Mehr im besonderen bezieht sich diese Erfindung auf eine Glühlampe, die einen gewendelten Glühfaden enthält, der durch mindestens einen Drahtträger aus hochschmelzenden Metall, von dem ein Ende an den Glühfaden geschweißt ist und dessen anderes Ende an der Glaskammer befestigt ist, innerhalb einer Glas-Glühfadenkammer abgestützt bzw. getragen wird.
• Dem Fachmann sind verschiedene Arten von Trägern zum Abstützen eines Glühfadens in einer Glühlampe bekannt. Diese Träger sind unveränderlich aus Draht aus hochschmelzendem Metall, wie Wolfram, Molybdän, Tantal und ähnlichem, hergestellt, das die heiße Temperatur (d.h. 3.000 K), die vom Lampen-Glühfaden erreicht wird, ohne zu schmelzen überstehen kann. Beispiele typischer Träger nach dem Stande der Technik schließen Drahtschlaufen oder Spiralen benachbart der inneren Oberfläche der Glühfadenkammer ein, die um den Glühfaden gewickelt sind, wie, z.B., in den US-PSn 3,392,299; 3,538,378; 3,736,455 und 3,784,865, offenbart. In der US-PS 4,613,787 und in der 2,032,791 ist eine rohrförmige Glühlampe offenbart, deren lineare Glühfadenspule durch Drahtträger abgestützt ist, deren eines Ende um den Glühfaden gewickelt ist und deren anderes Ende in einem Glas- oder Quarz-Stab eingebettet ist, der innerhalb der Lampe befestigt ist. Die US- PS 3,188,513 ist ähnlich, ausgenommen, daß ein Ende jedes Trägers mit einem Längs-Trägerdraht durch ein Glaskügelchen verbunden ist.
• Alle diese PSn offenbaren Träger, die zum Abstützen eines Glühfadens in einer rohrförmigen Glühlampe eingesetzt werden, und sie sind nicht geeignet zum Einsatz bei Glühlampen, bei denen der Einlaß in die Glühfaden-Kammer sehr viel kleiner ist als der maximale Durchmesser der Kammer. Ein Beispiel solcher Lampen sind die bekannten doppelendigen Glühlampen hoher Intensität, die eine kugelförmige, elliptische oder anders gestaltete Glühfaden-Kammer aufweisen, die aus einem einzigen Stück Lampenrohr gebildet ist, und bei der der maximale Innendurchmesser der Glühfaden-Kammer größer als der Innendurchmesser der rohrförmigen Abschnitte ist, die sich von jedem Ende der Glühfaden-Kammer nach außen erstrecken, wie es, z.B., in der US-PS 4,942,331 offenbart ist. Bei der Herstellung solcher Lampen wird der Glühfaden-Träger durch einen der rohrförmigen Abschnitte relativ geringen Durchmessers und in die größere Glühfaden-Kammer als Teil der Baueinheit aus Glühfaden und Foliendichtung eingeführt, wie es in den US-PSn 4,810,932 und 5,045,798 offenbart ist.
• Das Durchhängen des Glühfadens ist besonders ernst in Hochspannungs-Lampen einer solchen Konstruktion, die einen dünnen Glühfadendraht benutzen, und es ist möglich, daß der Glühfaden durchhängt und die Wandung der Kammer berührt, was den Glühfaden kurzschließt und/oder die glasförmige Kammerwand zum Schmelzen bringt. Weiter erfordern doppelendige Halogen-Glühlampen, die einen optischen Interferenz-Überzug oder einen solchen Filter auf der Oberfläche der Glühfaden-Kammer aufweisen, um sichtbare Lichtstrahlung durchzulassen und IR- Strahlung zurück zum Glühfaden zu reflektieren, eine genaue, radiale Ausrichtung der Längsachse des Glühfadens, so daß dieser mit der optischen Achse der Glühfaden-Kammer zusammenfällt, um die maximale Umwandlung der IR-Strahlung, die durch den Überzug zurück zum Glühfaden reflektiert wird, in sichtbare Lichtstrahlung zu erzielen, die durch den Filter übertragen wird (siehe R.S. Bergman, Halogen-IR Lamp Development: A System Approach, J. of the IES, Seiten 10-16, Sommer 1991). Es bestand daher ein Bedarf an einem Glühfaden-Träger für solche doppelendigen Lampen, der das Durchhängen verhindert, den Glühfaden genau ausrichtet, und der durch das Rohr geringen Durchmessers in die größere Glühfaden-Kammer eingeführt werden kann, ohne daß der Glühfaden zerbricht.
• Die US-A-4,839,559 offenbart eine elektrische Glühlampe zur selektiven Verteilung von Strahlungsenergie, die einen reflektierenden Film zur verbesserten Wirksamkeit des Lampenbetriebes benutzt. Diese Lampe verwendet weiter einen Wolfram-Glühfaden, der sich entlang der Länge des langgestreckten Lampenkolbens erstreckt, wobei besondere Träger-Einrichtungen für diesen Glühfaden ebenfalls offenbart sind, um den Glühfaden genau entlang der Hauptachse der Lampe anzuordnen. Es sind auch verschiedene strukturelle Konfigurationen dieser speziellen Träger-Einrichtung offenbart, mit der eine solche Glühfaden-Position unabhängig von der räumlichen Orientierung der Lampe beibehalten wird.
• Die EP-A-0 373 632 offenbart ein Verfahren zum Konstruieren eines Glühfaden-Trägers aus einem einstückigen vorgeformten Draht aus hochschmelzendem Metall, bei dem mindestens ein Schlaufenvorsprung in den Draht eingeformt und zwischen den Enden des Drahtes angeordnet ist. Ein Abschnitt von Glasrohr ist über dem Schlaufenvorsprung angeordnet und wird durch diesen getragen, wobei sich ein Kopfteil der Schlaufe über den Rohrabschnitt hinaus erstreckt. Es wird erhitzt, um den Rohrabschnitt zu schmelzen und eine isolierende Perle an der Basis des Schlaufenvorsprunges zu bilden. Der Kopfteil des Schlaufenvorsprunges wird dann bearbeitet, um die elektrische Kontinuität im Draht zu unterbrechen und so die entsprechenden Enden des Drahtes elektrisch zu isolieren.
• Die GB-A-9615/1910 offenbart eine elektrische Glühlampe mit einem unterteilten geraden Glühfaden in einem Glasrohr und einem Träger für den Glühfaden, der ein Stück einschließt, das auf dem Glasrohr aufsitzt.
• Die EP-A-0 397 422 offenbart einen Glühfaden-Träger für Glühlampen. Der Träger besteht aus einem Draht aus hochschmelzendem Metall in Form eines Ringes mit einer Schlaufe auf jeder Seite. Er richtet sich radial aus und liefert Elektrizität zu einem Glühfaden in, z.B., einer doppelendigen Wolfram-Halogenlampe. Der Träger hat einen Schenkel, der sich vom Ende jeder Schlaufe aus erstreckt, wobei einer davon am Glühfaden befestigt ist und der andere einen Teil der Zuleitungs-Baueinheit bildet.
• Gemäß der Erfindung wird eine Glühfaden-Baueinheit mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen geschaffen.
• Bei einer Ausführungsform wird ein Glühfaden innerhalb eines Glaskolbens durch einen Träger aus hochschmelzendem Metalldraht abgestützt, dessen eines Ende an den Glühfaden geschweißt und dessen anderes Ende am Kolben befestigt ist. Der Träger kann mittels einer Glasperle, die an den Träger und an die innere Oberfläche des Kolbens geschmolzen ist, am Glaskolben befestigt sein. Bei einer Glühlampe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Glaskolben, der einen innerhalb einer Glühfaden-Kammer abgestützten Glühfaden einschließt, wird ein Teil jedes Glühfaden-Trägers direkt an eine der Wendeln einer Glühfaden-Wendel geschweißt und ein anderer Teil, eingebettet in eine Glasperle, an die Innenwand der Glühfaden-Kammer geschmolzen sein. Der Träger selbst wird im allgemeinen ein Draht sein, der aus einem geeigneten hochschmelzenden Metall, wie Wolfram, Molybdän, Tantal, Rhenium oder deren Legierungen, hergestellt ist.
• Diese Erfindung ist brauchbar zum Abstützen linearer Glühfaden-Wendeln in doppelendigen Glühlampen, wie Halogen-Glühlampen hoher Intensität, bei der der maximale Durchmesser der Glühfaden-Kammer beträchtlich größer ist als der Durchmesser am Ende oder an den Enden der Kammer. Diese Erfindung wurde als besonders brauchbar für Halogen-Glühlampen der doppelendigen Art hoher Intensität festgestellt, die eine elliptische, kugelförmige oder anders gestaltete Glühfaden-Kammer aufweisen, deren gegenüberliegende Enden in Rohrabschnitten eines Durchmessers enden, der beträchtlich geringer ist als der der Glühfaden-Kammer und bei der ein sichtbares Licht durchlassender und IR reflektierender Überzug auf der Oberfläche der Glühfaden- Kammer angeordnet ist. Solche Lampen wurden gemäß der Erfindung hergestellt, wobei die Längsachse des Glühfadens konzentrisch innerhalb eines radialen Abstandes von 20% des Glühfaden- Durchmessers lag.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Figur 1 veranschaulicht schematisch eine doppelendige Glühlampe mit einem Glühfaden- Träger gemäß der Erfindung.
• Figur 2 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Glühfaden-Trägerdraht an eine Wendel eines Glühfadens geschweißt ist.
• Figuren 3(a) und 3(b) veranschaulichen schematisch zwei verschiedene Verfahren zum Befestigen einer Glasperle am Ende eines Glühfaden-Trägers.
• Figur 4(a) veranschaulicht schematisch eine Baueinheit aus Glühfaden, Molybdän-Foliendichtung und Zuleitung mit einem Glühfaden-Träger der Erfindung, der an eine Glühfaden-Wendel geschweißt ist, und Figur 4(b) veranschaulicht die in einem doppelendigen Lampenkolben aus Quarz angeordnete Baueinheit vor dem Spülen, Füllen und Abdichten der Lampe und dem Schmelzen der Glasperle am Ende des Glühfaden-Trägers an die innere Wandoberfläche der Glühfaden- Kammer.
• Figur 5 veranschaulicht schematisch eine Glühlampe, die in einem parabolförmigen Reflektor montiert ist und bei der ein Glühfaden gemäß der Erfindung abgestützt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Figur 1 veranschaulicht schematisch eine doppelendige Lampe 54 mit einem Glaskolben aus geschmolzenem Quarz, umfassend eine Glühfaden-Kammer 49 und durch Schrumpfen abgedichtete, rohrförmige Endabschnitte 56,56'. Die elliptische Glühfaden-Kammer 49 enthält einen linearen Doppelwendel-Glühfaden 28. Beide rohrförmige Endabschnitte 56,56' sind durch Schrumpfen über Molybdän-Folien 40 und 40' abgedichtet, um eine hermetische Dichtung zu schaffen. Äußere Zuleitungen 42 und 42' erstrecken sich über die Endabschnitte 56 und 56' hinaus. Die lineare Glühfaden-Wendel 28 ist an jedem Ende an einem entsprechenden Verbindungsteil 34 und 34', der in der US-PS 4,942,331 offenbarten Art, zum Ausrichten des Glühfadens befestigt, und dieser Teil wird weiter unten detailliert erläutert. In der dargestellten Ausführungsform ist die lineare Glühfaden-Wendel ein Doppelwendel-Glühfaden aus Wolfram mit zwei Glühfaden-Trägern 10 und 10' aus Wolfram, die direkt an eine separate, sekundäre Wendel des Glühfadens mittels einer Molybdän- Schweißung geschweißt sind, die weiter unten detaillierter erläutert wird, wobei das andere Ende jedes Trägers 10,10' an der Innenwand der Glühfaden-Kammer 48 mittels einer Glasperle 24,24' befestigt ist, die um das Ende jedes Glühfaden-Trägers 10,10' geschmolzen und an die innere Oberfläche der Wandung 48 der Glühfaden-Kammer geschmolzen ist. Der Überzug 50 ist ein optischer Interferenzfilter, der auf der äußeren Oberfläche der Glühfaden-Kammer 48 angeordnet ist, und der IR-Strahlung, die durch den Glühfaden emittiert wurde, zurück zum Glühfaden reflektiert und sichtbare Lichtstrahlung durchläßt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Überzug 50 vorzugsweise aus alternierenden Schichten eines Materials geringen Brechungsindex, wie Siliciumdioxid, und eines Materials hohen Brechungsindex, wie Tantaloxid, Titanoxid, Nioboxid und ähnlichem, hergestellt, um selektiv IR-Strahlung zu reflektieren und Strahlung sichtbaren Lichtes durchzulassen. Falls erwünscht, kann der Überzug 50 jedoch so ausgebildet sein, daß er selektiv andere Teile des elektomagnetischen Spektrums reflektiert und durchläßt. Solche optischen Interferenzfilter und ihr Einsatz als Überzüge für Lampen sind dem Fachmann bekannt, und sie können, z.B., in den US-PS 4,229,066 und 4,587,923 gefunden werden. Das Innere der Glühfaden-Kammer 48 enthält ein Inertgas, wie Argon, Xenon oder Krypton, zusammen mit untergeordneten Mengen (d.h. < 12%) von Stickstoff und ein oder mehrere Halogenverbindungen, wie Methylbromid, Dibrommethan, Dichlorbrommethan und ähnliche, und gegebenenfalls einen Getter.
• In einer typischen Halogen-Glühlampe der oben bechriebenen Art mit einer elliptischen Glühfaden-Kammer, deren Abmessungen 10 mm Außendurchmesser und 22 mm Länge betragen, die einen Doppelwendel-Glühfaden 18 aus Wolfram von 18 mm Länge enthält, wird eine nicht abgestützte Glühfaden-Wendel für 70 bis 150 Watt, 240 V nach etwa 24 Betriebsstunden auf die Wand durchhängen. Dies kann zum Schmelzen der Wand und/oder zum Kurzschließen oder Reißen der Glühfaden-Wendel führen. Dieses Problem verstärkt sich mit zunehmender Betriebsspannung der Lampe für eine gegebene Größe der Glühfaden-Kammer und Wendel-Länge, weil bei der Erhöhung der Betriebsspannung der Lampe für eine gegebene Betriebs-Wattzahl der Durchmesser des Glühfaden-Drahtes kleiner ist als für eine geringere Spannung, während die Gesamtlänge des Drahtes, aus der die Glühfaden-Wendel hergestellt ist, größer ist. So wird, z.B., für eine typische Lampe für 50 Watt und 120 V ein 10 mm langer Doppelwendel-Glühfaden aus Wolframdraht mit einem Durchmesser von etwa 48,3 µm (1,9 mils) und einer Gesamtlänge von 600 mm hergestellt. Für die gleiche Art von Lampe für 100 Watt und 120 V wird der Glühfadendraht-Durchmesser etwa 76,2 µm (3 mils) haben, aber eine gesamte Drahtlänge von etwa 800 mm. In deutlichem Gegensatz dazu wird eine Lampe für 100 Watt und 245 V einen Durchmesser von etwa 48,3 µm (1,9 mils) und eine gesamte Drahtlänge von 1.400 mm haben. Das Wendeln dieser Drahtlänge in der gleichen Weise wie oben ergibt eine Wendel von 18 mm Länge. Der Übergang von 100 Watt und 120 V zu 100 Watt und 245 V resultiert daher in einer Zunahme der gesamten Drahtlänge von 75% und einer Abnahme des Draht-Durchmessers um fast 40%. Man kann daher erkennen, warum eine Glühfaden-Wendel für eine höhere Spannung mehr durchhängen wird als eine zum Betrieb bei einer geringeren Spannung. Es ist daher ein Glühfaden-Träger wesentlich für die erfolgreiche Herstellung und den Betrieb solcher Hochspannungs-Lampen.
• Halogen-Glühlampen wurden in der in Figur 1 veranschaulichten und oben beschriebenen Art aus Lampenrohr aus geschmolzenem Quarz hergestellt, und sie wiesen eine elliptische Glühfaden-Kammer von 10 mm x 22 mm auf, die einen Doppelwendel-Glühfaden aus Wolfram von 18 mm radial ausgerichtet mit der optischen Längsachse der elliptischen Glühfaden-Kammer enthielt. Die Längsachse des Glühfadens fiel damit im wesentlichen mit der optischen Längsachse der Glühfaden-Kammer zusammen. Diese Lampen waren für 70 und 100 Watt und eine Betriebsspannung von 240 V vorgesehen. Der Glühfaden in jeder Lampe wurde von zwei Glühfaden-Trägern abgestützt, die jeweils aus Wolframdraht mit einem Durchmesser von 127 µm (5 mils) hergestellt und mit Molybdän an eine separate, sekundäre Spulenwindung an einem Ende des Trägers angeschweißt waren, und das andere Ende des Trägerdrahtes war in einer Glasperle eingeschlossen, die an dieses Ende geschmolzen war, und sie war an die Innenwand der Glühfaden-Kammer geschmolzen. In Figur 2 ist eine Träger-Baueinheit 10 aus hochschmelzendem Metall schematisch veranschaulicht als Draht 12 aus hochschmelzendem Metall mit einem Durchmesser von 127 µm (5 mil) mit einem Trägerabschnitt 14 von 4 mm Länge, der an einem Ende im Schenkel 16 endet, der etwa 0,5 mm lang ist und in einem Winkel von etwa 110º zum Schenkel 14 verläuft. Dieser Abschnitt der Träger-Baueinheit 10 wird benachbart einer sekundären Spulenwindung von einer linearen Glühfaden-Wendel aus Wolfram angeordnet, die schematisch als sekundäre Wendel 28 gezeigt ist und aus einer Vielzahl primärer Wendeln 30 besteht. Der Außendurchmesser der sekundären Wendel 28 beträgt 1,47 mm (58 mils), und der zur Herstellung der Wendeln eingesetzte Glühfadendraht aus Wolfram hatte einen Durchmesser von 50,8 µm (2 mils). Ein Plasmabrenner 18 mit einem Innendurchmesser der Spitze von 812,8 µm (32 mils) wurde in einer Entfernung von etwa 1 mm vom freien Ende des Schenkels 16 angeordnet, wie in Figur 2 gezeigt, und Molybdändraht 26 mit einem Durchmesser von 127 µm (5 mils) wurde benachbart der Wendel 28 an einem Punkt angeordnet, wo der Schenkel 16 benachbart der Wendel liegt und diese berührt. Ein inertes Schutzgas, wie Argon, wurde aus dem Ende des Plasmabrenners 18 abgegeben, und es enthielt vorzugsweise einen geringen Prozentsatz (5%) Wasserstoff, um eine reduzierende Atmosphäre zu schaffen, und der Plasmabrenner 18 wurde für 100 bis 400 ms und bei einem Strom von 1 1/2 bis 3 A betrieben, um eine Entladung zwischen dem Plasmabrenner und dem freien Ende der Spitze 16 des Wolfram-Trägerdrahtes 12 zu erzeugen. Dies verursacht das Schmelzen des Schenkels 16, der eine Kugel an dem Ende des Schenkels 14 bildet, und gleichzeitig wird genug Wärme geschaffen, um einen kleinen Abschnitt (d.h. 1-2 mm) des weniger hochschmelzenden Metalles, wie Molybdändraht 26, zu schmelzen, das den Schenkel 14 an die Wendel 28 schweißt. Der als Schweißmaterial benutzte Molybdändraht wird in Kontakt mit der Wendel und dem Träger gebracht, bevor der Plasmabrenner angestellt wird. In diesem Beispiel, das ein tatsächliches Beispiel bei der Herstellung der Lampe der Erfindung ist, werden zwischen zwei und acht primäre Wendeln aufgrund des den Raum zwischen diesen Wendeln durch Kapillarwirkung ausfüllenden Molybdäns kurzgeschlossen. Dies führt zum Schweißen der Glühfaden-Trägerbaueinheit 10 direkt an eine der Windungen der sekundären Glühfaden-Wendel. Durch Erhöhen der Energie-Impulse vom Plasmabrenner wurden die Wolfram-Glühfadenträger an Windungen der sekundären Wendel ohne Einsatz eines tiefer schmelzenden Metalles, wie Molybdän, geschweißt. Ähnliche, aus Molybdändraht hergestellte Träger wurden auch hartgelötet, indem man das Molybdän direkt auf die Glühfaden-Wendel aus Wolfram schmelzen ließ, und sie arbeiteten befriedigend in Lampen. Trägerdrähte aus Legierungen von (i) Wolfram und Molybdän und (ii) Wolfram und Rhenium wurden auch befriedigend an Glühfaden-Wendeln aus Wolfram geschweißt.
• Das andere Ende der Glühfaden-Trägerbaueinheit 10 endet in einem Schenkel 20, der eine aus glasartigem Material mit hohem Siliciumdioxidgehalt hergestellte Perle 24 aufweist, die der chemischen Umgebung in der Lampe und den hohen Betriebstemperaturen widerstehen kann, und das vorzugsweise einen geringeren Schmelzpunkt als die Wandung der Glühfaden-Kammer aufweist. Ein Beispiel ist ein Dichtungsglas, das bei einer Temperatur wenig unterhalb der Temperatur des glasartigen Materials schmilzt, das die Wandung der Glühfaden-Kammer der Lampe bildet, und das einen thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten so nahe wie möglich bei dem des Materials der Glühfaden-Kammerwand aufweist, um eine thermische Fehlanpassung zu vermeiden oder zu minimieren. Im Falle einer Glühfaden-Kamme oder eines Lampenkolbens, der aus geschmolzenem Quarz hergestellt ist, kann auch die Perle 24 aus geschmolzenem Quarz sein und wurde daraus hergestellt, doch ist ein tiefer schmelzendes Dichtungsglas bevorzugt. Eine besondere Dichtungsglas-Zusammensetzung, die sich als besonders wirksam für den Einsatz bei der vorliegenden Erfindung in Lampen mit Glühfaden-Kammern aus geschmolzenem Quarz erwiesen hat, enthält 82,5% SiO&sub2;, 13,0% B&sub2;O&sub3; und 4,5% Al&sub2;O&sub3;. Dieses Material ist erhältlich von der GE Lighting in Willoughby, Ohio als GS-3 Dichtungsglas, und es hat einen Erweichungspunkt von etwa 1.100ºC, verglichen mit dem Erweichungspunkt von geschmolzenem Quarz, der etwa 1.700ºC beträgt. In der gezeigten Darstellung liegt die Dichtungsglas-Perle 24 in Form eines Zylinders mit Innen- und Außen-Durchmesser von 762 bis 1.016 bzw. 177,8 bis 320,2 µm (30 bis 40 bzw. 7 bis 13 mils) und einer Länge von 762 bis 1.524 µm (30 bis 60 mils) vor. Das Ende des Wolfram-Schenkels 20 wurde mittels eines Plasmabrenners oder TIG-Schweißgerätes (nicht gezeigt) geschmolzen, um eine Wolfram-Kugel 22 zu bilden, die lediglich dazu dient, die Perle 24 an Ort und Stelle zu halten und sie daran zu hindern, daß sie vom Schenkel 20 heruntergleitet, bis der Zusammenbau der Lampe abgeschlossen ist. In allen Fällen wurde es als geeignet festgestellt, die Perle vor dem Schweißen des Trägerdrahtes an eine Glühfaden-Wendel mit dem Trägerdraht zusammenzusetzen.
• Figur 3 zeigt schematisch zwei zusätzliche Verfahren, nach denen die Glasperle an dem Ende des Glühfaden-Trägers festgelegt werden kann, der mit der Innenwand-Oberfläche der Glühfaden-Kammer in Berührung steht und schließlich damit verschmolzen wird. In Figur 3(a) wurde ein Plasmabrenner dazu benutzt, das Ende einer Glasperle, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, über das Ende des Schenkels 12 zu schmelzen. In Figur 3(b) endet der Schenkel 20 im Schenkel 23, der lediglich grob in einem rechten Winkel gebogen ist, um die Glasperle 24 am Ende des Glühfaden-Trägers festzulegen. In diesen beiden Figuren repräsentiert 17 eine Metallkugel als ein Ergebnis des Plasmaschweißens, und 31 repräsentiert zwei primäre Spulenwindungen einer sekundären Glühfaden- Wendel, die mit Metall vom Schweißen gefüllt sind. Bei einigen Ausführungsformen liegt die Längsachse der Perle parallel zur Längsachse des Glühfadens statt senkrecht dazu, wie in Figur 3(b) veranschaulicht.
• Wie früher erläutert, ist der Glühfaden-Träger aus einem geeigneten, hochschmelzenden Metall, wie Wolfram, Molybdän, Tantal, Rhenium und deren Legierungen und ähnlichem, hergestellt, das den relativ heißen Temperaturen von 3.000 K oder mehr widerstehen kann, die vom Lampen-Glühfaden während des Betriebes der Lampe erreicht werden, ohne daß der Träger schmilzt. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind tatsächliche Ausführungsformen, aus denen Lampen erfolgreich hergestellt wurden, und sie sollen veranschaulichen, aber nicht einschränken. Der Glühfaden kann ein Einzelwendel-Glühfaden, ein Doppelwendel-Glühfaden oder Dreifachwendel-Glühfaden sein.
• Wie oben ausgeführt, wurden Glühfaden-Trägerdrähte aus Wolfram auch direkt an die Glühfaden-Wendel unter Benutzung des oben beschriebenen und in Figur 2 veranschaulichten Verfahrens geschweißt, wobei der Trägerdraht-Schenkel 16 aus Wolfram direkt an die Glühfaden- Wendel geschweißt wurde. Es ist jedoch schwieriger, dies mit dem derzeitigen Stand der Technologie auszuführen, als ein anderes hochschmelzendes Metall geringerer Schmelztemperatur, wie Molybdän, als ein Schweißmetall zu benutzen. Alternativ wurde der Trägerdraht auch aus Molybdän hergestellt, in welchem Falle der Schenkel 16 etwas länger sein wird (d.h. 1,5 mm), und er wird in ein oder zwei primäre Windungen der Wendel 28 schmelzen. Es wurden auch Lampen unter Einsatz eines Molybdän-Trägers unter Anwendung dieser Technik erfolgreich hergestellt. Auch Lampen, die Trägerdrähte aus einer Legierung aus 74% Wolfram - 26% Rhenium aufwiesen, wurden erfolgreich hergestellt. Der Begriff "geschweißt", wie er im Kontext der vorliegenden Erfindung benutzt wird, soll alle dieser Ausführungsformen einschließen.
• In den Figuren 4(a) und 4(b) ist eine Zuleitungs-Baueinheit 32 mit Glühfaden und Molybdän-Folie veranschaulicht, bei der zwei Träger 10,10' aus hochschmelzendem Metall an eine der sekundären Windungen des linearen Doppelwendel-Glühfadens 28 geschweißt sind. Die Glühfaden- Träger 10,10' enthalten jeweils eine Perle 24,24' aus Dichtungsglas, die am anderen Ende befestigt sind. Der Glühfaden 28 ist durch Schweißen an einem Ende eines Ausrichtungs-Zwischenstückes 34,34', der aus einem geeigneten, hochschmelzenden Material (wie Wolfram oder Molybdän) hergestellt ist, befestigt, wie in der US-PS 4,942,311 offenbart, bei der sie ein oder mehrere Windungen 35 aufweisen, von denen aus sich die Leitungen 36 und 36' erstrecken. Die anderen Schenkel 38 und 38' der Zwischenstücke aus hochschmelzendem Metall sind an ein Ende der entsprechenden Molybdän-Folien 40 und 40' geschweißt, wobei die anderen Leitungen 42 und 42' mit dem anderen Ende der Dichtungsfolien 40 und 40' verbunden sind. Die Zwischenstücke wirken auch als Leitungen und End-Träger für den Glühfaden Figur 4(b) veranschaulicht die Beueinheit 32 nach dem Einführen in eine nicht abgedichtete Lampen-Baueinheit 52, die aus geschmolzenem Quarzrohr hergestellt worden ist, wie, z.B., in den US-PSn 4,810,932 und 5,045,798 offenbart. Bei einem typischen Beispiel enthält eine elliptische Glühfaden-Kammer, deren Abmessungen 10 mm Außendurchmesser und 22 mm Länge betragen, einen 18 mm langen Doppelwendel-Glühfaden 28 aus Wolfram. Der innere Durchmesser der rohrförmigen Schenkelabschnitte 46 beträgt etwa 3 mm. Es wird daher klar sein, daß die Glühfaden-Träger der Erfindung durch eines der rohrförmigen Abschnitte als Teil der Glühfaden-Wendelbaueinheit und in die Glühfaden-Kammer eingeführt werden können, ohne daß der Glühfaden oder Träger während dieses Teiles des Herstellungs-Verfahren der Lampe bricht. Nachdem der Glühfaden in der Glühfaden-Kammer angeordnet worden ist, wird die Perle durch Laser-Schmelzen oder Erhitzen mit einem Brenner auf das Ende des Trägers und an die innere Oberfläche der Glühfaden-Kammer geschmolzen. Bei dem Laser-Verfahren wird ein IR-Laserstrahl durch die Wandung der Glühfaden-Kammer aus geschmolzenem Quarz impulsförmig auf die Perle gerichtet, was tatsächlich den Teil des Trägers innerhalb der Perle erhitzt. Bei dem Brenner-Verfahren wurden zwei Verfahrensweisen erfolgreich benutzt. Bei einer Verfahrensweise wird die noch nicht fertige Lampe, die den Glühfaden und die Dichtungs-Baueinheit enthält, auf einer Lampen-Drehbank angeordnet und schnell genug gedreht, um sicherzustellen, daß die Glasperle 24 fest benachbart der inneren Oberfläche der Glühfaden-Kammer 48 liegt, und es wird ein Brenner auf die Außenseite der Glühfaden-Kammer in einer Position gerichtet, um den Teil der Glühfaden-Kammer genügend zu erhitzen, um die Perle 24 teilweise zu schmelzen und sie sowohl auf den Glühfaden-Träger 10 als auch die innere Wandoberfläche der Glühfaden-Kammer zu schmelzen, wobei der Glühfaden-Träger 10 an der Wand der Glühfaden- Kammer festgelegt wird, die ihrerseits den Glühfaden 28 trägt, wobei ihre lineare Achse im wesentlichen konzentrisch mit der linearen optischen Achse der Glühfaden-Kammer verläuft. Bei dem anderen Verfahren wird der Lampenkolben so angeordnet, daß der oder die Glühfaden-Träger vertikal mit der Glasperle am Boden benachbart der inneren Wandoberfläche der Glühfaden-Kammer liegen. Der Brenner wird dann auf die äußere Oberfläche der Kammer unmittelbar unter der Perle gerichtet, um sie an die Kammerwand zu schmelzen. Nachdem die Glasperle 24 an der inneren Oberfläche der Glühfaden-Kammer festgelegt wurde, wird die Lampen-Baueinheit 52 dann evakuiert, gepumpt, gespült und mit der erwünschten Füllung gefüllt und durch Ausbilden von Schrumpfdichtungen 56,56' (Figur 1) über den Molybdän-Foliendichtungen 40 und 40' abgedichtet.
• In einigen Fällen hat es sich als erforderlich erwiesen, mehr als einen Glühfaden-Träger für den Glühfaden in einer solchen Lampe einzusetzen. Lampen gemäß dieser Erfindung können mit so vielen Glühfaden-Trägern hergestellt werden, wie notwendig, und es wurden bereits Lampen mit einem und zwei Glühfaden-Trägern hergestellt, die den Glühfaden innerhalb der Glühfaden-Kammer sichern. Dies verhindert auch, daß der Glühfaden während des Betriebes der Lampe durchhängt, insbesondere einer, der für hohe Spannung vorgesehen ist. Der oder die Träger sorgen auch für eine robustere Lampe hinsichtlich der Empfindlichkeit für Vibration oder Schock, ungeachtet dessen, ob die Lampe bei geringer oder hoher Spannung betrieben wird und ungeachtet dessen, ob ein optischer Interferenz-Überzug auf der Wandung der Glühfaden-Kammer vorhanden ist. Dies ist ein wichtiger Nutzen der Erfindung.
• Die Lampe 54, die den Glühfaden-Träger 10 enthält, wie in Figur 1 veranschaulicht, ist in Figur 5 in eine parabolförmige Reflektorlampe 60 eingebaut dargestellt. In Figur 5 enthält die Reflektorlampe 60 die Lampe 54 mittels leitender Montageschenkel 64 und 66, die sich durch (nicht gezeigte) Dichtungen am Boden 72 des Glasreflektors 62 erstrecken, in den Bodenabschnitt des parabolförmigen Glasreflektors 62 montiert. Der Lampensockel 80 ist am Halsabschnitt 82 durch nicht gezeigte Mittel auf dem Bodenabschnitt des Glasreflektors angewürgt. Der Schraubsockel 84 ist ein Standard-Schraubsockel zum Schrauben der fertigen Baueinheit 60 in eine geeignete Fassung. Eine Glas- oder Kunststoff-Linse oder eine solche Abdeckung 86 ist an dem anderen Ende des Reflektors 62 befestigt oder durch Klebstoff oder andere geeignete Mittel hermetisch abgedichtet, um die Lampen-Baueinheit zu vervollständigen.
• Die obigen Beispiele sollen die Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, sie aber nicht einschränken. Wie dem Fachmann klar sein wird, können andere Konfigurationen und Lampenanwendungen einschließlich rohrförmiger Lampen, wie konventioneller Wärmelampen und einendiger Lampen der, z.B., in der US-PS 4,918,353 veranschaulichten Art ausgeführt werden, wobei die Auswahl dem Fachmann überlassen bleibt. Der Fachmann wird auch erkennen, daß die Erfindung auch auf aus Glas, einschließlich Glas mit geringerem Siliciumdioxidgehalt, hergestellte Lampen anwendbar ist.

Claims (10)

1. Glühfaden-Baueinheit, umfassend eine kontinuierliche Doppelwendel, die als eine Doppelwendel mit mehreren ersten Wendeln (30), die entlang einer Länge hochschmelzenden Metalles gebildet sind, und mehreren, größeren zweiten Wendeln (28), die durch Wendeln der genannten Länge erster Wendeln (30) gebildet sind, und mindestens einem hochschmelzenden Metallträger (10) zwischen den Enden des Glühfadens (28) konstruiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) an einen Abschnitt der mehreren ersten Wendeln (30) auf eine der zweiten Wendeln (28) des Glühfadens geschweißt ist.

2. Baueinheit nach Anspruch 1, worin der Glühfaden Wolfram umfaßt.

3. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, worin der Träger (10) Wolfram, Molybdän, Tantal, Rhenium oder deren Legierungen umfaßt.

4. Glühlampe (52), umfassend einen lichtdurchlässigen Glaskolben, der eine darin ausgebildete Glühfadenkammer (48) aufweist, die eine Glühfaden-Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umschließt.

5. Lampe nach Anspruch 4, worin der Glühfadenträger (10) auch an dem Kolben befestigt ist.

6. Lampe nach Anspruch 5, worin der Glühfadenträger (10) mittels einer Glasperle (24) an dem Kolben befestigt ist.

7. Lampe nach Anspruch 5, worin die Perle (24) an den Träger (10) geschmolzen und an den Kolben angeschmolzen ist.

8. Lampe nach Anspruch 6 oder 7, worin die Perle (24) einen geringeren Schmelzpunkt als der Glaskolben hat.

9. Lampe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, worin die Glühfadenkammer (48) zwei voneinander entfernt angeordnete Enden aufweist, und jedes der Enden in einem langgestreckten Rohr (46) endet, dessen Durchmesser beträchtlich geringer ist als der Maximaldurchmesser der Glühfadenkammer (48).

10. Lampe nach Anspruch 9, die eine doppelendige Halogen-Glühlampe ist, worin der lichtdurchlässige Kolben eine allgemein elliptische Gestalt hat und mit einem IR-reflektierenden und sichtbares Licht durchlassenden Überzug (50) überzogen ist.