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Mit einem oder mehreren Edelgasen gefüllte elektrische Glühlampe
Es ist bekannt, dass in elektrischen Glühlampen, die mit einem oder mehreren Edelgasen gefüllt sind, vorzeitig Lichtbogenbildung auftritt, welche die Lampe für den weiteren Betrieb ungeeignet macht. Ein in der Glühlampenindustrie angewendetes Mittel zur Beseitigung dieses Übelstandes besteht darin, dass der ein oder mehrere Edelgase wie Argon, Krypton u. dgl. enthaltenden Gasfüllung, deren Durchschlagsspanuung verhältnismässig niedrig ist, ein anderes Gas mit einer höheren Durchschlagsspannung zugesetzt wird. Als solches wird häufig Stickstoff gewählt, der je nach den Umständen in einem Prozentsatz von weniger als 25% in der Gasfüllung gewöhnlicher Glühlampen vorhanden ist.
Zur weiteren Erhöhung der Durchschlagsspannung in derartigen Lampen wäre es möglich, diesen Stickstoffgehalt hoch zu steigern, aber die günstige Wirtschaftlichkeit der betreffenden Lampe, die unter anderem eine Folge der Verwendung dieser Edelgase ist, würde dadurch zu nachteilig beeinflusst werden.
Der Zusatz von Stickstoff in den üblichen Prozentsätzen ist jedoch nicht immer ausreichend ; ungeachtet dieses Zusatzes tritt bisweilen dennoch Durchschlag in derartigen Glühbirnen auf.
Die Anmelderin gelangt zu der Erkenntnis, dass diese Durchschlagserscheinung auch vom Vorhandensein von schädlichen Staubteilen in der Lampe herrühren kann. Auf dieser Erkenntnis beruht die Erfindung, die aus einer Glühlampe besteht, in der die Gasfüllung höchstens 20"", Stickstoff enthält und die sich dadurch auszeichnet, dass sie solche schädliche Staubteilchen nicht enthält.
Derartige schädliche Staubteilchen, die z. B. durch kleine Glassplitter gebildet werden können, die ursprünglich an dem in der Lampe verarbeiteten Rohrglas hafteten und sich bei irgendeiner Erhitzung der Lampe davon gelöst haben, können auf den Glühkörper der Lampe gelangen und geben dann, wenn die Lampe eingeschaltet wird oder ist, durch Zersetzung ein wenig Metalldampf ab, wodurch die Möglichkeit der Bildung eines Lichtbogens in erheblichem Masse zunimmt. Diese Erscheinung ist nicht an das Vorhandensein von Glasstaub in der Lampe gebunden, Staubteilchen der ver- schiedensten Art können sie herbeiführen. Sogar organische Teilchen sind dazu imstande. In diesem Falle tritt offenbar eine Zersetzung des organischen Stoffes auf, sobald dieser den eingeschalteten Glühkörper berührt.
Es können sich dann bestimmte Gase bilden, die durchschlagfördemd wirken.
Die betreffenden Staubteilchen befinden sich im allgemeinen in Ruhe auf einem der inneren Lampenteile oder auf der Innenseite des Kolbens. Wird jedoch gegen die Lampe gestossen oder wird sie Erschütterungen ausgesetzt, so besteht die Möglichkeit, dass sich die Staubteilchen lösen und im Innern der Lampe zu schweben beginnen. Gelangen sie nun in die Nähe des Glühkörpers und setzen sich auf diesem ab, so können sie bei oder nach Einschaltung der Glühkörper die oben erwähnte schädliche Erscheinung hervorrufen.
Bei der Herstellung der Lampe besteht gleichfalls Gefahr, dass sich die Staubteilchen während der Entluftung der Lampe von den Lampenteilen, denen Me ursprunglich anhafteten, loslösen.
Bei der Temperatur, der die Lampe während der Entlüftung ausgesetzt wird, verdampft nämlich das äusserst dünne Feuchtigkeitshäutchen, das die Teilchen ursprünglich festhielt und diese haben dann Gelegenheit, frei zu werden und im Innenraum der Lampe zu schweben. Dadurch, dass nach der in der Erfindung gegebenen Lehre dafür Sorge getragen wird, die Lampe frei von diesen schädlichen Staubteilchen zu halten, karn ein durch ihr Vorhandensein bedingter Durchschlag nicht mehr auftretn, wodurcl1 die Qualität der Lampe im Vergleich zu den gebräuchlichen gasgefüllten Glühlampen wesentlich verbessert wird.
Das Vorhandensein von schädlichen Staubteilchen in einer Lampe lässt sich in der Weise feststellen, dass man diese Staubteilchen in der Lampe schweben lässt, was z. B. dadurch bewerkstelligt werden kann, dass man die Lampe einige Male auf den Handballen klopft. Lässt man unmittelbar darauf in einem vollkommen dunklen Raum ein schmales konzentriertes Lichtbündel (den sogenannten Tyndall-Kegel) durch die Lampe fallen, wobei z. B. die ausserhalb der
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Lampe liegenden Bündelteile gegen den Beobachter abgeschirmt werden, so sieht man, falls schädliche Staubteilchen in der Lampe enthalten sind, in ihrem Inneren weisse Teilchen schweben.
Ist hingegen die Lampe gemäss der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis frei von schädlichen Staubteilchen, so sind im betreffenden Lichtbündel im Lampengefäss keine weissen Teilchen sichtbar, das betreffende Lichtbündel im Inneren des Lampengefässes ist also optisch leer.
Die Erfindung ist besonders wichtig für Lampen mit einem doppelt oder mehrfach spiralisierten Glühkörper, da in Lampen dieser Art die Chance eines vorzeitigen Durchschlages grösser ist als in Lampen mit einem einfach spiralisierten Glühkörper.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Lampe beträgt der Stickstoffgehalt der Gasfüllung weniger als 5%, was naturgemäss der Wirtschaftlichkeit (Wirkungsgrad) der Lampe in hohem Masse zugute kommt, da durch das Nichtvorhandensein schädlicher Staubteilchen der Stickstoffgehalt, der die Wirtschaftlichkeit einer Lampe stets nachteilig beeinflusst, sehr niedrig gewählt werden kann. Zur Erläuterung diene, dass es sogar möglich gewesen ist, mit Argon gefüllte und für eine Betriebsspannung von 220 Volt bestimmte Lampen mit einem Stickstoffgehalt von weniger als 1% auszuführen.
Wenn erfindungsgemäss verfahren wird, lassen sich auch argongefüllte Lampen mit einem sehr kleinen Kolben herstellen, was bei dem gleichen Gasdruck wesentliche Ersparnis an Füllgas bedeutet.
Die Erfindung ist ausserdem besonders wichtig für mit Krypton oder Xenon oder einer Mischung dieser Edelgase gefüllte Lampen, weil in solchen Lampen die Temperatur des Glühkörpers höher als in Argonlampen ist und da ferner Krypton eine niedrigere Durchschlagsspannung als Argon hat. Aus diesen Gründen ist in den üblichen
Kryptonlampen stets ein höherer Stickstoffgehalt als in Argon-Glühlampen vorhanden.
Wird jedoch nach der Erfindung verfahren und dem Krypton z. B. nur 5% Stickstoff zuge- setzt, was mit Rücksicht auf das Nichtvorhanden- sein von schädlichen Staubteilchen möglich ist, so lassen sich die günstigen Eigenschaften des
Kryptons voll ausnutzen.
Verschiedene Verfahren können angewendet werden, um die Lampe gemäss der Erfindung staubfrei zu machen. Sämtliche Lampenteile können in vollkommen staubfreien Räumen hergestellt sowie die Lampen in einem solchen Raum zusammengesetzt werden.
Bei einem Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung solcher Lampen, wird die Lampe unter Erhitzung vor der Füllung mit einem staubfreien Gasstrom durchspült, wobei die Lampe einer Erschütterung oder einer Stossbewegung ausgesetzt wird. Sämtliche Staubteilchen werden dadurch von der Lampenwand und den inneren Lampenteilen gelöst und mit dem Spülgas mitgeführt. Es ist bekannt, die erhitzten Lampen mit einem staubfreien Gas unmittelbar vor dem Füllen zu durchspülen.
Ohne gleichzeitige Erschütterung der Lampe gelingt es jedoch nicht, dieselbe vollkommen staubfrei zu machen. Die Lampe wird dann mit dem betreffenden Füllgas gefüllt und abgeschmolzen. Es ist in diesem Falle erwünscht, entweder gar keinen Phosphor auf der Spirale anzubringen, sondern zu anderen Fangstoffen Zuflucht zu nehmen, oder den Phosphor auf besondere Weise derart in der Lampe anzubringen, dass er sich nicht loslösen kann. Im ersteren Fall kann die Spirale während der Durchspülung ohne Bedenken geglüht werden.
Es ist nach einem anderen erfindungsgemässen Verfahren auch möglich, bei der abwechselnden Entlüftung und Füllung der Lampe, dem so- genannten Spülen", der in erhitztem Zustande befindlichen Lampe eine Schwing-oder Stossbewegung zu erteilen, wodurch auf ähnliche Weise der Staub freigemacht und mitgeführt wird.
Dieses Verfahren ist besonders wichtig für Glühlampen mit keinem oder einem geringen toten Raum, wie Lampen mit kugelförmigem Kolben, gegebenenfalls ohne Lampenfuss.
Ferner ist es nach der Erfindung vorgesehen, die Lampenteile, wie den Kolben und das Gestell unmittelbar vor dem Einschmelzen in erhitztem Zustande mit staubfreier Luft abzublasen, z. B. mittels einer Gebläsevorrichtung, von der in den ringförmigen Spalt zwischen Kolben und Gestell, die in bezug auf einander bereits zentriert sind, staubfreie Luft eingeblasen wird, worauf diese Teile unmittelbar darauf miteinander verschmolzen werden und die Lampe weiter fertiggestellt wird.
Während des Abblasens werden die erhitzten Lampenteile Erschütterungen ausgesetzt. Das Abblasen der Lampenteile mit einem staubfreien Druckluftstrom ist an sich gleichfalls bekannt.
Es führt jedoch ohne die gleichzeitige Erschütterung der Lampenteile nicht zu dem gewünschten Erfolg.
Eine derartige Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt, in der mit 1 der Kolben und mit 2 das
Gestell der herzustellenden Lampe bezeichnet ist.
Die Stützmittel des Kolbens 1 sind nicht eingezeichnet, das Gestell ruht auf dem Tisch. In dem ringförmigen Spalt 4 zwischen Kolben und
Gestell ist eine Gebläsevorrichtung 5 senkrecht verschiebbar angeordnet. Sie besteht aus zwei gleichachsigen Hülsen, die oben mittels eines durchlochten Ringes 6 miteinander verbunden sind.
Während die zu verbindenden Lampenteile 1 und 2 auf eine Temperatur von etwa 400' > C erhitzt und Erschütterungen ausgesetzt werden, wird von der Gebläsevorrichtung 5 ein staubfreies Gas, z. B. staubfreie Luft in den Raum zwischen den Kolben 1 und dem Gestell 2 geblasen. Dieser Gasstrom führt an diesen Teilen haftende Staubteilchen mit sich und entweicht wieder in Richtung der eingezeichneten Pfeile aus diesem Raum zwischen der Aussenseite der Gebläsevorrichtung 5 und der Innenseite des Kolbens 1. Dadurch, dass
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das Gebläse 5 während dieses Arbeitsganges aufund abwärts bewegt wird, werden sämtliche Lampenteile vom staubfreien Gas abgespült.
Ist diese Bearbeitung durchgeführt, so wird die Gebläsevorrichtung abwärts bewegt und der Kolben mit dem Gestell verbunden, worauf die Lampe durch den Pumpstengel 7 mit dem gewünschten Füllgas gefüllt wird. Der Pumpstengel wird dann abgeschmolzen. Mit Hilfe dieser Vorrichtung und durch Montierung derselben auf einer bestehenden Glühlampenmaschine lassen sich auf einfache Weise erfindungsgemässe Lampen herstellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Glühlampe mit einer Füllung von einem oder mehreren Edelgasen, der höch- stens 20% Stickstoff zugefügt sind, dadurch gekennzeichnet, dass weder der Gasinhalt noch die Innenwandung des Kolbengefässes optisch nachweisbare Staubteilchen enthalten.