DE1067930B

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Info

Publication number: DE1067930B
Application number: DENDAT1067930D
Authority: DE
Priority date: 1955-10-14
Publication date: 1959-10-29
Also published as: NL211265A; NL105575C; GB803036A; FR1160801A; FR70618E; US2877375A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Glühlampe mit einem gasdicht abgeschlossenen Kolben und einem doppelgewendelten Faden, dessen Längsachse im wesentlichen mit der Kolbenlängsachse zusammenfällt, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Glühlampen.

Es ist zur Erhöhung des Wirkungsgrades gasgefüllter Glühlampen bekannt, den Faden räumlich möglichst zu konzentrieren. Hierfür hat sich die bekannte Doppelwendelform als besonders zweckmäßig erwiesen. Es hat sich nun gezeigt, daß man eine weitere merkliche Verbesserung dadurch erreichen kann, daß man den Fadenaufbau so wählt, daß die Doppelwendel im Betrieb senkrecht steht. Man erhält dann für eine gegebene Nennspannung einen niedrigeren Lampenstrom oder eine höhere Lichtausbeute. Zusätzlich zu dieser Erhöhung des Wirkungsgrades ergibt sich auch eine verlängerte Lebensdauer der Lampe. Die Abnahme des Stromes ist auf eine Erhöhung des Fadenwiderstandes zurückzuführen, die wiederum durch eine Erhöhung der Fadentemperatur verursacht wird. Das Füllgas der Lampe übt also auf einen senkrecht stehenden Faden eine geringere Kühlwirkung aus als auf einen waagerecht liegenden Faden. Der Grund für die erhöhte Lebensdauer liegt anscheinend darin, daß bei einem senkrecht stehenden Faden durch den in unmittelbarer Nähe des Fadens herrschenden Wolframpartialdruck weniger Fadenmetall verdampft als bei einem waagerecht liegenden Faden.

Glühlampen mit in der Lampenlängsachse angeordnetem Glühfaden sind bekannt. Lampen mit axial angeordnetem Glühfaden müssen notwendigerweise eine Halterungsanordnung besitzen, bei der die Zuleitungsdrähte, die den Faden tragen, unterschiedliche Länge haben. Wird eine solche Anordnung in Schwingungen versetzt, so entstehen Verdrehungen oder Verschiebungen, insbesondere, wenn es sich um einen massiveren Aufbau handelt, wie er bei Lampen höherer Leistung, beispielsweise 200 Watt und mehr, erforderlich ist. Diese mechanischen Verwindungen können leicht eine Beschädigung des sehr spröden Glühfadens mit sich bringen. Man hat versucht, dieser Schwierigkeit dadurch Herr zu werden, daß man die den Faden stützenden Zuführungsleiter stärker ausbildete, jedoch wurden dadurch die Schwierigkeiten nur noch größer.

Zwar sind bereits Glühlampen bekannt, bei denen eine die Zuleitungsdrähte verbindende und die Glühfadenteile haltende Brücke vorgesehen ist, jedoch sind bei dieser die einzelnen Glühfadenteile, die parallel zu sich selbst und parallel zur Glühlampenachse angeordnet sind, in Mäanderform hintereinandergeschaltet. Die durch die Brücke verbundenen Zuleitungsdrähte sind übrigens gleich lang; eine Verminderung der schädlichen Einflüsse, die durch Versetzung der Halte-Elektrische Glühlampe
und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, Ν. Υ. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Ε. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 14. Oktober und 3. November 1955

Charles Warren Pearson, Euclid, Ohio,
Paul Bruce Jordan und John William Anthony,
Cleveland Heights, Ohio (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

rungen der einzelnen Glühfadenteile verursacht werden, ist durch die bekannte Brückenanordnung nicht möglich.

Durch die Glühlampe nach der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Lampen vermieden werden. Eine elektrische Glühlampe mit einem gasdicht abgeschlossenen Kolben und einem doppelgewendelten Faden, dessen Längsachse im wesentlichen mit der Kolbenlängsachse zusammenfällt, und mit zwei langgestreckten, biegsamen Zuleitungsdrähten unterschiedlicher Länge, die in dem Kolbenfuß verankert sind und sich von diesem aus in Längsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten der Kolbenlängsachse in das Kolbeninnere bis in die Nähe der entsprechenden Fadenenden erstrecken und dann zu der Kolbenlängsachse hin abgebogen und an Punkten in der Kolbenlängsachse elektrisch und mechanisch mit den entsprechenden Fadenenden verbunden sind, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Kolbenlängsachse verlaufenden, abgebogenen Teile der Zuleitungsdrähte an oder in der Nähe ihrer Anschlußpunkte an die Fadenenden über eine starre Brücke isolierend miteinander verbunden sind, die im wesentlichen senkrecht zu der die in Kolbenlängsrichtung gelegenen Teile der Zuleitungsdrähte enthalten-

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den Ebene verläuft, wobei der Faden und die abgebogenen Enden der Zuleitungsdrähte zusammen mit der Brückeneinrichtung eine starre Einheit bilden.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Anordnung kann die starre Brückenanordnung ein Isolierzwischenteil 5 besitzen, welches die Zuleitungsdrähte an Punkten in der Nähe ihrer Anschlußpunkte an die Fadenenden miteinander verbindet, indem ein zusätzlicher Stützdraht mit seinem einen Ende verankert ist, der mit seinem anderen Ende um einen Mittelteil des Fadens to herumgeschlungen ist. Die Beanspruchung der durch die Brücke starr gemachten Fadenhalterung kann vorteilhaft durch einen zusätzlichen Drahtbügel verringert werden, der mit seinem einen Ende an einem Zwischenpunkt des längeren Zuleitungsdrahtes befestigt ist und der mit seinem anderen Ende am Kolbenfuß zwischen den Zuleitungsdrähten lose verankert ist, und zwar vorzugsweise in einem aus dem Kolbenfuß zwischen den Zuleitungsdrähten hervorstehenden Hohlschaft.

Durch geringfügige Änderungen der Fadenabmessungen kann man erreichen, daß sich der erzielte Vorteil gänzlich in einer Erhöhung des Nutzeffektes auswirkt, indem die Betriebstemperatur des Fadens erhöht wird, während die Lebensdauer die gleiche bleibt wie bei in Horizontallage betriebenen Fäden. Umgekehrt kann man den Aufbau auch so abwandeln, daß die Fadentemperatur und damit der Wirkungsgrad wie beim Betrieb in Horizontallage gleichbleiben, während die Lebensdauer der Lampe entsprechend erhöht wird. Die durch die Brücke gebildete starre Einheit kann, ohne eine gegenseitige Verschiebung der Enden der Zuleitungsdrähte und damit ohne eine Beanspruchung des Glühfadens zu bewirken, frei schwingen.

Die Glühlampe nach der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden, dabei bedeutet

Fig. 1 eine gekippte oder geneigte Aufrißansicht einer Lampe nach der Erfindung, Fig. 2 einen Aufriß einer anderen Ausführungsform, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform,

Fig. 4 bis 10 perspektivische Ansichten, welche aufeinanderfolgende Verfahrensschritte bei der Herstellung des Aufbaues nach Fig. 3, die sich ohne weiteres mit Hilfe einer automatischen Aufbaufertigungsmaschine durchführen lassen, veranschaulichen.

Die in Fig. 1 gezeigte Lampe besteht aus einem Glaskolben 1 mit einem zylindrischen Halsteil 2 und einem an dessen Ende angeschmolzenen, nach innen vorstehenden Glasschaft 3. Der Kolben 1 enthält eine Füllung aus einem inerten Gas, beispielsweise Argon oder Stickstoff oder einem Gemisch aus beiden, mit einem Druck von mehreren hundert Millimetern Hg. Ein doppelgewendelter Wolframfaden 4 ist von Zuleitungsdrähten 5 und 6 so gehaltert, daß seine Achse mit der Längsachse des Kolbens 1 zusammenfällt. Die Zuleitungsdrähte 5 und 6 sind zu einem Teil in das flachgepreßte Ende 7 des Schaftes 3 eingeschmolzen und von dort nach außen an die entsprechenden Kontakte der Fassung 8 geführt.

Die langgestreckten Zuleitungsdrähte 5 und 6 sind beiderseits der Kolbenachse in das Kolbeninnere geführt. Ihre inneren Enden 9 und 10 sind seitwärts gegen die Kolbenachse zu abgebogen und an den Stellen, wo sie die Achse treffen, mittels hakenförmiger Umbiegungen 9' und 10' an den Faden angeklemmt. Die Lampe kann ferner mit einer in üblicher Weise ausgeführten Wärmeablenkscheibe 11, die an dem Schaftpreßteil 7 gehaltert ist, ausgerüstet sein.

Der Faden und sein Traggerüst, soweit bisher beschrieben, können sich verdrehen oder verzerren, wenn infolge von Schwingungen oder Stößen der lange und der kurze Zuleitungsdraht 6 bzw. 5 unterschiedliche Versetzungen erfahren. Solche Verzerrungen werden bei der Lampe nach der Erfindung durch eine Brückeneinrichtung vermieden, die die inneren Enden 9 und 10 der Zuleitungsdrähte mechanisch miteinander verbindet. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht diese Brückeneinrichtung aus einem Paar von abgewinkelten Drähten 12 und 13, die durch ein Isolierteil 14, vorzugsweise einen Glasknopf oder einen Glasstab, in den die Enden der Drähte 12 und

13 eingeschmolzen und eingebettet sind, miteinander verbunden sind. Die beiden anderen Enden der Drähte

12 und 13 sind, vorzugsweise durch Anschweißen, an den Endteilen 9 bzw. 10 der Zuleitungsdrähte 5 bzw. 6 befestigt. Zweckmäßigerweise ist der Faden 4 durch einen Stützdraht 15, dessen eines Ende in den Knopf

14 eingebettet und dessen anderes Ende um den Mittelteil des Fadens gewickelt ist, zusätzlich abgestützt. Die starre Brückeneinrichtung 12, 13, 14 sorgt dafür, daß der Faden 4 und die Enden der Zuleitungsdrähte 5 und 6 als eine Einheit zusammengehalten werden, die sich frei um oder in bezug auf den Austrittspunkt der Drähte 5 und 6 aus dem Schaftpreßteil 7 verbiegen kann.

Die Drähte 5 und 6 sind vorzugsweise aus einem Metall oder feiner Legierung mit elastischen oder federnden Eigenschaften, beispielsweise einer Eisen-Nickel-Legierung, die ungefähr gleiche Teile von Eisen und Nickel enthält, gefertigt. Die Brückendrähte 12 und

13 sowie der Stützdraht 15 können aus Molybdän gefertigt sein.

Der in Fig. 2 gezeigte Aufbau, bei dem für die entsprechenden Teile die in Fig. 1 angegebenen Bezugsnummern verwendet sind, ist ähnlich ausgeführt wie der Aufbau nach Fig. 1. Ein Unterschied besteht insofern, als eine Hilfsstrebe oder ein Hilfsbügel 16 vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende an einen Zwischenpunkt des längeren Zuleitungsdrahtes 6 angeschweißt ist und dessen anderes Ende in einem aus dem Schaftpreßteil 7 zwischen den Zuleitungsdrähten 5 und 6 hervorstehenden hohlen Glasdorn 17 lose verankert ist. Die Strebe 16 dient dazu, eine dauernde Verzerrung der Zuleitungsdrähte 5 und 6 unter bestimmten Verhältnissen, bei welchen die Drähte über ihre Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht werden können, zu verhindern. So ist es z. B. in manchen Fällen erwünscht, Zuleitungsdrähte 5 und 6 aus Nickel zu verwenden. In diesen Fällen kann es vorkommen, daß durch die bei der Bildung der Preßabschmelzungen 7 entwickelte Hitze die Nickeldrähte an einer dem Schaftpreß teil 7 benachbarten Stelle ausgeglüht und erweicht werden, wodurch sich bei Nichtvorhandensein der Drahtstrebe 16 eine dauernde Verzerrung ergeben würde.

Der Fadenaufbau nach Fig. 3, der sich insbesondere für Fälle eignet, wo der Aufbau in automatisierter maschineller Fertigung hergestellt wird, unterscheidet sieh von den bisher beschriebenen Ausführungsformen insofern, als die Brückeneinrichtung durch unmittelbare Fortsetzungen und Verlängerungen der Zuleitungsdrähte selbst gebildet wird.

Die Leiter 5 und 6 haben Teile 17 und 18, die sich im Anschluß an die entsprechenden hakenförmigen Umbiegungen 9' bzw. 10' seitwärts vom Faden 4 weg in der gleichen Richtung erstrecken, und zwar vorzugsweise in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu der Ebene verläuft, in welcher die Hauptteile

Claims

der Zuleitungsdrähte 5 und 6 liegen. Die äußersten Enden 19 bzw. 20 der Zuleitungsdrähte sind sodann gegeneinander gebogen und mit ihren im Abstand voneinander befindlichen Enden in einen Glasknopf oder eine Glasperle 14 eingebettet. Der Hilfsstützdraht 15 ist mit seinem einen Ende in die Perle 14 eingebettet und mit seinem anderen Ende um den Mittelteil des Fadens 4 gewickelt. Es ist zu erkennen, daß die Fortsetzungen 17, 19, 18 und 20 der Zuleitungsdrähte zusammen mit der Isolierperle 14 eine Brücke bilden, durch welche die Enden 9 und 10 der Zuleitungsdrähte miteinander verbunden werden, und daß diese Teile ferner zusammen mit dem Faden 4 eine Einheit bilden, die frei um den Austrittspunkt der Zuleitungsdrähte 5 und 6 aus dem Schaftpreßteil schwingen kann. Fig. 4 bis 10 veranschaulichen als Beispiel eine Serie von Verfahrensschritten zur Herstellung und zum Zusammenbau des Aufbaues nach Fig. 3. Nach Fig. 4 werden die unterschiedlich langen Zuleitungsdrähte 5 ao und 6 zunächst auseinander gespreizt, so daß sie im Winkel aus dem Schaftpreßteil 7 heraustreten; dann werden die Drähte abgebogen, so daß sie im wesentlichen parallel zu beiden Seiten der Achse des Schaftes 3, welche mit der Achse des Kolbens 1 zusammenfällt, verlaufen. Der in Fig. 5 veranschaulichte nächste Schritt besteht darin, daß in den beiden Drähten 5 und 6 die Haken oder hakenförmigen Ausbiegungen 9' bzw. 10' gebildet werden. Diese Haken haben gleiche Abstände von den freien Spitzen oder Enden der Zuleitungsdrähte 5 bzw. 6; ihre Vorspringrichtung ist ebenfalls die gleiche und liegt in Ebenen, die senkrecht auf der die beiden Zuleitungsdrähte 5 und 6 enthaltenden Ebene stehen. Der in Fig. 6 veranschaulichte nächste Verfahrensschritt besteht darin, daß die freien oder äußersten Enden der Zuleitungsdrähte 5 und 6 abgeflacht und zugestutzt werden, so daß sie sich in einem der folgenden Verfahrensschritte leichter in die Glasperle 14 einführen lassen und ihr richtiger gegenseitiger Abstand im fertigen Aufbau gewährleistet ist. Allerdings ist dieser Verfahrensschritt nicht besonders wesentlich und kann gewünschtenfalls weggelassen werden. In dem nächsten Verfahrensschritt (Fig. 7) werden die freien Enden 17 und 18 der Zuleitungsdrähte nach oben gebogen, so daß sie Fortsetzungen der Haken 9' bzw. 10' bilden und beide in gleichen Richtungen in zur Ebene der ursprünglichen parallelen Teile der Zuleitungsdrähte senkrechten Ebenen verlaufen. Der in Fig. 8 veranschaulichte Verfahrensschritt besteht darin, daß die Zuleitungsdrähte an Punkten rückwärts (oder oberhalb) der Haken 9' bzw. 10' abgebogen werden, so daß die gegen die Schaftachse gerichteten Teile 9 und 10 gebildet und die Haken in koaxiale Lage zur Schaftachse gebracht werden. Auf diese Weise werden die freien Enden 17 und 18 der Zuleitungsdrähte 5 und 6 ebenfalls ungefähr in eine Ebene gebracht, die durch die Schaft- und Kolbenachse verläuft und auf der die ursprünglichen parallelen Teile der Zuleitungsdrähte 5 und 6 enthaltenden Ebene senkrecht steht. Danach wird der Faden 4 in der Weise eingebaut, daß man ihn in der Schaftachse anordnet und mit seinen beiden Enden in die Haken 9' bzw. 10' einführt und dann die Haken zusammenklemmt, so daß sie sich um die Fadenenden schließen. Danach werden die freien Enden 17 und 18 der Zuleitungsdrähte so abgebogen, daß sie sich mit ihren gegebenenfalls nach Fig. 6 abgeflachten Spitzen im Abstand gegenüber- stehen, und zwar ungefähr in Parallellage zur Schaftachse, wie es in Fig. 10 veranschaulicht ist. In den nächsten Verfahrensschritten, die in der Zeichnung nicht veranschaulicht sind, werden die freien Enden der Zuleitungsdrähte durch einen Glasstab oder eine Glasperle 14 von entsprechender Länge miteinander verbunden, woraufhin nach entsprechender Nacherhitzung das eine Ende des Stützdrahtes 15 in die Perle 14 eingeführt wird. Danach wird der Stützdraht 15 so abgebogen, daß er ungefähr gegen die Mitte des Fadens 4 gerichtet ist. Zum Schluß wird das freie Ende des Stützdrahtes um den Faden 4 gewickelt oder geschlungen, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist. PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Glühlampe mit einem gasdicht abgeschlossenen Kolben und einem doppelgewendelten Faden, dessen Längsachse im wesentlichen mit der Kolbenlängsachse zusammenfällt, und mit zwei langgestreckten, biegsamen Zuleitungsdrähten unterschiedlicher Länge, die in dem Kolbenfuß verankert sind und sich von diesem aus in der Längsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten der Kolbenlängsachse in das Kolbeninnere bis in die Nähe der entsprechenden Fadenenden erstrecken und dann zu der Kolbenlängsachse hin abgebogen und an Punkten in der Kolbenlängsachse elektrisch und mechanisch mit den entsprechenden Fadenenden verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Kolbenlängsachse verlaufenden, abgebogenen Teile der Zuleitungsdrähte (9,10) an oder in der Nähe ihrer Anschlußpunkte (9', 10') an die Fadenenden über eine starre Brücke (12,13,14) isolierend miteinander verbunden sind, die im wesentlichen senkrecht zu der die in Kolbenlängsrichtung gelegenen Teile der Zuleitungsdrähte enthaltenden Ebene verläuft, wobei der Faden und die abgebogenen Enden der Zuleitungsdrähte zusammen mit der Brückenanordnung eine starre Einheit bilden (Fig. 1).

2. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Brückeneinrichtung ein Isolierzwischenteil (14) besitzt, welches die Zuleitungsdrähte an Punkten in der Nähe ihrer Anschlußpunkte (9', 10') an die Fadenenden miteinander verbindet, und daß ein zusätzlicher Stützdraht (15) mit seinem einen Ende an den Isolierteil befestigt und mit seinem anderen Ende um einen Mittelteil des Fadens herumgeschlungen ist.

3. Elektrische Glühlampe nach Anspruch! oder 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Drahtbügel (16), der mit seinem einen Ende etwa in der Mitte des längeren Zuleitungsdrahtes (6) befestigt und mit seinem anderen Ende an der Kolbenwandung zwischen den Zuleitungsdrähten lose verankert ist, vorzugsweise in einem aus dem Quetschfuß (7) zwischen den Zuleitungsdrähten (5, 6) hervorstehenden Hohlschaft (17).

4. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Faden und die entsprechenden Enden der Zuleitungsdrähte zu einer Einheit zusammenfügende Brückenanordnung durch seitliche Fortsetzungen der Zuleitungsdrähte gebildet wird, wobei diese Fortsetzungen zunächst in derselben allgemeinen Richtung vom Faden weg verlaufen und dann gegeneinander gebogen sind, so daß ihre äußersten Enden sich im Abstand gegenüberstehen und daß diese Enden durch ein