CH653481A5 - Elektrische lampe und verfahren zur herstellung derselben. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Lampe mit einem für sichtbares Licht durchlässigen Kolben, einer innerhalb des Kolbens angeordneten Strahlungsquelle, die bei Beaufschlagung mit elektrischem Strom zumindest im sichtbaren Bereich liegende Strahlungsenergie abgibt und Mitteln zur elektrischen Stromversorgung der Strahlungsquelle.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lampe, bei welchem ein Kolben aus Glas hergestellt, im Kolben eine Strahlungsquelle angeordnet und der Kolben evakuiert und gasdicht verschlossen wird.

Es sind bereits verschiedene Arten von energiesparenden Glühlampen bekannt mit Mitteln, beispielsweise einer BeSchichtung des Lampenkolbens, welche infrarotes Licht zum Glühfaden reflektieren, für sichtbares Licht jedoch durchlässig sind. Der Ausdruck «Licht» wird hierbei üblicherweise als Sammelbegriff für elektromagnetische Strahlung innerhalb des infraroten (IR-) und sichtbaren Spektralbereiches verwendet. Eine derartige Lampe ist beispielsweise im US-Patent 4 160 929 vom 19. Juli 1979 der Anmelderin offenbart.

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Sowohl bei der im vorgenannten US-Patent offenbarten energiesparenden Glühlampe als auch bei anderen derartigen Glühlampen wird aus verschiedenen Gründen die für sichtbares Licht durchlässige, IR-Licht jedoch reflektierende Schicht auf der inneren Oberfläche des Lampenkolbens angeordnet. Grundsätzlich kann jedoch diese Schicht auch auf der Aus-senoberfläche angeordnet werden. Mehrere derartige Schichten sind beispielsweise in dem vorgenannten US-Patent 4 160 929 offenbart.

Die meisten eine IR-Strahlung reflektierende, sichtbares Licht jedoch durchlassende Schicht aufweisenden Glühlampen arbeiten nach dem gleichen allgemeinen Prinzip. Gemäss diesem Prinzip wird die in Rede stehende Schicht auf einer optisch gekrümmten Oberfläche, im allgemeinen dem Kolben, aufgebracht und der Glühfaden so bezüglich der gekrümmten Kolbenoberfläche angeordnet, dass die von der Schicht reflektierte Infrarot-Strahlung auf den Glühfaden auftrifft und dessen Arbeitstemperatur erhöht. Hierdurch wird die zur Auf heizung des Glühfadens auf seine Arbeitstemperatur benötigte Menge an elektrischer Energie verringert und dadurch der Wirkungsgrad der Lampe erhöht. Der Glühfaden ist vorzugsweise als sogenannter Kompakt-Glüh-faden ausgebildet, d.h.. er wird einer Punktquelle so weit als möglich angenähert. Theoretisch sollte der Glühfaden im Hinblick auf den Lampenkolben optisch zentriert sein, damit ein Maximum an IR-Strahlung auf ihn reflektiert wird. Bei einem anderen Lampen typ ist jedoch der Glühfaden bewusst gegenüber der optischen Achse des Kolbens verschoben angeordnet. Zwar trifft beim letztgenannten Lampentyp die reflektierte IR-Energie erst nach zwei oder mehr Reflexionen an der Schicht auf den Glühfaden. Das IR-Reflexionsvermögen der Schicht reicht jedoch aus, dass die Lampe im Hinblick auf ihren Energieverbrauch immer noch effizient arbeitet. Dafür hat die Versetzung des Glühfadens aus dem optischen Zentrum den Vorteil einer Reduzierung der mit der Zentrierung des Glühfadens im optischen Zentrum verbundenen Herstellungskosten.

Vorzugsweise wird die IR-reflektierende Schicht - diese Schicht wird manchmal auch Wärmespiegel genannt - auf der inneren Oberfläche des Kolbens aufgebracht. Hierdurch werden mechanische und chemische Reaktionen der Schicht mit der Aussenumgebung ausgeschaltet. Bekanntlich führen derartige Reaktionen zu einer Verringerung der Effizienz der Schicht verglichen mit der vergleichsweise günstigen Umgebung einer Inertgasatmosphäre im Innern der Lampe. Hinzukommt dass eine auf der Innenwandung des Kolbens angeordnete Schicht eine Absorption der Infrarot-Strahlung im Lampenkolben und damit entsprechende Wärmeverluste verhindert.

Aus vorstehendem folgt, dass es sehr günstig wäre, die IR-Strahlung reflektierende, sichtbares Licht jedoch durchlassende Schicht auf der inneren Oberfläche des Kolbens anzubringen. Auf der anderen Seite ist es jedoch schwieriger, eine homogene Schicht auf der inneren Oberfläche eines üblichen Lampenkolbens, beispielsweise eines sphärischen oder anders geformten Lampenkolbens aufzubringen als auf dessen äusserer Oberfläche. Wird beispielsweise der Film aus mehreren Lagen aufgebaut, wie es beispielsweise im US-Patent 4 160 929 beschrieben ist, dann kann diese Schicht durch Radiofrequenz (RF)-Zerstäubung aufgebracht werden. Hierbei entwickeln sich aber beachtliche Inhomogenitäten innerhalb der auf der Innenwandung des Kolbens angeordneten Schichten, wenn die Zerstäubungstargets in den eng begrenzten Raum eines konventionellen sphärischen Lampenkolbens eingeführt und dort betrieben werden. Dies ist im wesentlichen eine Folge der räumlichen Begrenzungen der Positionierung und Bewegung der Zerstäubungstargets durch die enge Öffnung des Kolbenhalses sowie der Einschränkung des

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Gasflusses. Demgemäss lassen sich bei derartigen konventionellen Lampenkolben die gewünschten Schichten leichter auf der Aussenfläche des Kolbens anbringen. Hinzu kommt, dass die Innenfläche einer Lampe üblicher Bauart Oberflächenun-5 regelmässigkeiten aufweist, beispielsweise Erhebungen und Täler, die bei der üblichen Herstellung konventioneller Lampenkolben entstehen. Derartige Unregelmässigkeiten haben keinen nachteiligen Einfluss auf übliche Glühlampen. Soll jedoch eine IR-Licht reflektierende/sichtbares Licht durchlas-io sende Schicht auf einer derartigen Oberfläche aufgebracht werden, dann würde das IR-Reflexionsvermögen bereits durch die Oberflächenunregelmässigkeiten des Lampenkolbens beeinträchtigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin-i5 dung in vorrichtungsmässiger Hinsicht die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte gattungsgemässe Lampe derart weiterzuentwickeln, dass sie unter weitestgehender Beibehaltung ihrer bisherigen Vorteile zu einer Lampe mit erhöhtem IR-Strahlungs-Reflexionsvermögen ausbaubar ist. 20 In verfahrensmässiger Hinsicht liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte gattungsgemässe Verfahren unter weitestgehender Beibehaltung seiner bisherigen Vorteile derart weiterzuentwickeln, dass mit ihm Lampen herstellbar sind, die sich durch ein erhöhtes IR-Strahlungs-25 Reflexionsvermögen auszeichnen.

In vorrichtungsgemässiger Hinsicht wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss der Lampenkolben aus wenigstens zwei gasdicht miteinander verbundenen gekrümmten Teilstücken zusammengesetzt ist. 30 In verfahrensmässiger Hinsicht wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Lampenkolben aus mehreren Teilstücken zusammengefügt wird und die Teilstücke gasdicht miteinander verbunden werden.

Sowohl in vorrichtungsmässiger als auch in verfahrens-35 mässiger Hinsicht hat die erfindungsgemässe Lösung den Vorteil, dass die Innenwandung jedes Teilstückes einfacher als bisher bearbeitet werden kann, insbesondere die Oberflächenunregelmässigkeiten beseitigt werden können, mit der Folge einer höheren optischen Endqualität. Bereits durch die 40 verbesserten optischen Eigenschaften der inneren Oberfläche der Teilstücke wird das IR-Reflexionsvermögen einer später auf diese inneren Oberflächen der Teilstücke aufgebrachten Schicht erheblich erhöht. Ferner wird auch das spätere Aufbringen einer derartigen Schicht auf der Innenoberfläche je-45 des Teilstücks erheblich erleichtert, da das Abscheiden der Schicht durch den engen Kolbenhals einer üblichen Glühlampe behindert wird. Hinzukommt, dass ein mehrstückiger Aufbau eines Kolbens auch neue und verbesserte Glühfadenhalterungen und Glühfadenbefestigungen ermöglicht, die ih-50 rerseits die mit den üblichen derartigen Konstruktionen einhergehenden Energieverluste reduzieren. Schliesslich ermöglicht der Aufbau eines Lampenkolbens aus mehreren Teilstücken neue und verbesserte Techniken beim Zusammenbau und dem gasdichten Verschliessen der erfindungsgemässen 55 Lampen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2-14 und 16-22, die hiermit ausdrücklich zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht werden.

60 Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen noch näher erläutert.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer be-« kannten Glühlampe;

Fig. 2 eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung, in welchem die mehrstückig aufgebaute Lampe einen im wesentlichen sphärischen Lampenkolben aufweist;

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Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem die mehrstückig aufgebaute Glühlampe einen im wesentlichen ellipsoidförmigen Lampenkolben aufweist;

Fig. 4-6 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung hinsichtlich der Anbringung und Anordnung von Glühfäden und Stützdrähten bei mehrstückig aufgebauten Lampenkolben.

In Figur 1 ist eine vorbekannte Glühlampe 10 der betrachteten Art wiedergegeben. Die Glühlampe 10 weist einen im wesentlichen sphärischen Kolben 11 auf. Auf der Innenwandung des Kolbens 11 ist eine sichtbare Strahlung durchlassende, IR-Strahlung jedoch reflektierende, aus mehreren diskreten Lagen aufgebaute und in der US-PS 4 160 929 beschriebene Schicht 12 aufgebracht.

Der Kolben 11 der Lampe 12 hat einen sich nach unten verjüngenden Hals, der in einem Sockel 13 endet. Der Sockel 13 weist eine mit einem Schraubengewinde versehene metallische Fassung 14 und eine leitende Kontaktspitze 16 auf. Die Kontaktspitze 16 ist gegen die Fassung 14 isoliert. Ein Paar Leitungsdrähte 17 und 18 sind mit der Kontaktspitze 16 und der Fassung 14 verbunden. Die Leitungsdrähte 17,18 sind durch einen Stengel 19 mit einem Tubulationsbereich 20 geführt. Der Stengel 19 mit dem Tubulationsbereich 20 dient zur Abdichtung des Kolbens 11. Ein als gewendelte Wendel oder eine Dreifachwendel ausgebildeter Glühfaden 22 ist mit den Leitungsdrähten 17 u. 18 verbunden und im optischen Zentrum des Kolbens oder gegenüber der Achse versetzt angeordnet. Der Glühfaden 22 ist vorzugsweise kompakt, d.h., er hat ein kleines Verhältnis von Länge zu Durchmesser. Am Stengel 19 ist ein Reflektor 25 angeordnet. Der Reflektor 25 hat die Form eines Ausschnittes aus einer Kugel und dient zur Vervollständigung der sphärischen Oberfläche des Kolbens 11.

Im Betriebszustand der Lampe 10 wird dem Glühfaden 22 elektrischer Strom über die als elektrische Kontakte dienende Fassung 14 und die Kontaktspitze 16 sowie die Leitungsdrähte 17 und 18 zugeführt. Infolge der Strombeschickung des Glühfadens 22 glüht dieser und erzeugt Energie im sichtbaren und im infraroten Wellenlängenbereich. Wegen der Krümmung des Kolbens 11 und des Ortes des Glühfadens 22 reflektiert die auf dem Kolben 11 angeordnete Schicht 12 einen grossen Teil der IR-Energie auf den Glühfaden 22. Die zum Glühfaden 22 zurückgeführte IR-Energie steigert dessen Betriebstemperatur. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Glühlampe 10 erhöht, da weniger Strom benötigt wird, um den Glühfaden 22 auf seiner Arbeitstemperatur aufzuheizen. Die Schicht 12 ist so ausgelegt, dass die Lampe zu Beleuchtungszwecken gleichzeitig einen grossen Anteil des vom Glühfaden 22 abgegebenen, im sichtbaren Bereich liegenden Lichtes durchlässt. Auch der Reflektor 25 ist mit einer IR-Energie zum Glühfaden 22 reflektierenden Schicht bestückt. Der Reflektor ist im Sockelbereich des Kolbens 11 angeordnet, einem Bereich, welcher sichtbares Licht nicht durchlässt. Daher braucht auch der Reflektor nicht durchlässig für sichtbares Licht zu sein.

Bevorzugt ist die Schicht 12 auf der inneren Oberfläche des Kolbens 11 angeordnet, wenngleich auch eine Anordnung auf der äusseren Oberfläche möglich ist. Allerdings ist wegen des engen Halsbereiches des Kolbens 11 das Aufbringen einer homogenen Schicht, insbesondere einer mehrlagigen Schicht auf der Innenwandung des Kolbens 11 schwierig. Hinzukommt, dass die Endbearbeitung der Innenwandung des Kolbens 11 nach optischen Gesichtspunkten nicht vollkommen präzise durchführbar ist.

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich eine Glühlampe mit einem im wesentlichen sphärischen Kolben 30. Der Kolben 30 ist aus mehreren Abschnitten, hier den beiden Abschnitten 33 und 34 aufgebaut.

Die beiden Abschnitte 33 und 34 haben im wesentlichen halbkugelförmige Gestalt. Es können auch mehr als zwei Abschnitte verwendet werden. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass mit steigender Anzahl der Abschnitte die Abdichtung des Kolbens 30 erschwert wird. Die Abschnitte 33 und 34 des Kolbens 30 bestehen aus einem geeigneten Glasmaterial, beispielsweise PYREX, Kalkglas, optisches Glas oder dergleichen. Die für den Kolben 30 verwendete Glasart ist an sich im Rahmen dieser Erfindung nicht kritisch, solange das Glas preisgünstig zu haben und vorzugsweise auch optisch polierbar ist. Die beiden Abschnitte 33 und 34 sind längs einer Naht 35 miteinander verbunden. Die Naht 35 stellt einen hermetischen Abschluss sicher.

Innerhalb des Kolbens 30 ist ein Glühfaden 40 angeordnet, der von den im Stengel befestigten Leitungsdrähten 42 und 44 gehaltert wird. Ein weiterer Stützdraht 46 aus leitendem oder nicht-leitendem Material umfasst lose den langgestreckten Glühfaden 40. Die beiden Leiter 42 und 44 sowie der Stützdraht 46 sind im Sockelteil 50 befestigt. Diese Befestigung ist aus Figur 2 ersichtlich. Der Glühfaden 40 ist derart am Sockelteil 50 befestigt, dass er sich nach Verbindung des Sockelteils mit dem unteren Abschnitt 34 des Lampenkolbens 30 in richtiger Position befindet. Der Stützdraht 46 minimiert die Bewegung des Glühfadens 40 während des Versandes der Lampe. Auch schützt er gegen ein übermässiges Durchhängen des Glühfadens 40 in horizontaler Betriebsstellung der Lampe. Der Sockelteil 50 weist einen kreisförmigen «Knopf» aus Glas oder einem mit Glas kompatiblen Material auf. Er umfasst ferner einen Tubulationsbereich 52, durch welchen die Lampe entleerbar ist. Der Tubulationsbereich 52 wird in üblicher Weise abgeschmolzen.

Die beiden Abschnitte 33 und 34 des Kolbens 30 werden durch übliche Glasherstellungsprozesse geformt, beispielsweise durch Formpressen, Vakuumformen, Blasen oder dergleichen. Wenn ein Lampenkolben aus zwei oder mehreren entsprechend geformten Abschnitten aufgebaut ist, dann können Glasherstellungstechniken verwendet werden, mittels derer man zu besseren Reflektoren gelangt als bei den in üblicher Weise geblasenen Lampenkolben gemäss Figur 1. Beispielsweise kann die innere Oberfläche des Reflektors durch Schleifen und Polieren fertiggestellt und hierdurch ein optischer Reflektor hoher Qualität erhalten werden.

Die Verwendung von zwei oder mehr Lampenkolbenab-schnitten zur Herstellung eines Lampenkolbens gewünschter Form hat den weiteren Vorteil, dass das Aufbringen einer gleichförmigen Wärmespiegelschicht auf der inneren Oberfläche erheblich vereinfacht wird. Denn die Beschichtung kann beispielsweise durch Zerstäuben, reaktives Aufdampfen oder chemische Dampfabscheidetechniken aufgebracht werden, ohne dass hierbei die Probleme einer Plasmaeinschnürung oder Beschränkung hinsichtlich der Glasfluss-Kenngrössen auftreten, wie dies bei der einstückigen Konstruktion eines Lampenkolbens der Fall ist.

Zur Herstellung der Lampe gemäss Figur 2 werden zunächst einmal die beiden halbkugelförmigen Abschnitte 33 und 34 ausgebildet. Der untere Abschnitt erhält in seinem Bodenbereich - oder an einem anderen Ort - eine Öffnung, welche der Form des Sockelteils 50 angepasst ist. Der Sockelteil 50 wird dann in die Öffnung eingeführt und mit dem Rest des Abschnittes 34 verbunden, beispielsweise durch Metallaufspritzen und Verlöten bzw. Verschweissen der Kanten, durch Verwendung eines Klebstoffes oder durch Verwendung einer Fritte bzw. Glasmasse oder eines Lötglases. Die Leitungsdrähte 42 und 44 sowie der Stützdraht 46 werden gasdicht in den Sockelteil 50 eingelassen.

Die beiden halbkugligen Abschnitte 33 und 34 werden dann aneinandergebracht. Vor diesem Verfahrensschritt werden vorzugsweise die Kanten der Abschnitte 33 und 34 beson-

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ders bearbeitet, beispielsweise durch Polieren, um eine glatte Der elektrische Kontakt zum Glühfaden 40 wird über die

Endfläche, d.h. schartenfreie Kanten sicherzustellen und hier- Leitungsdrähte 42 und 44 und die entsprechenden Kontakt-

durch eine gute Versiegelung der beiden Abschnitte 33 und 34 stifte 76,78 bzw. Kontaktköpfe 80 hergestellt. Der in Figur 3

zu ermöglichen. Die Versiegelung der beiden Abschnitte wird dargestellte Sockelteil 70 kann auch für das in Figur 2 darge-

vorzugsweise durch Metallaufspritzen und Verlöten bzw. 5 stellt Ausführungsbeispiel mit kugelförmigem Kolben ver-

Verschweissen dieser Kanten, durch Verwendung eines Kleb- wendet werden. Die Ausführungen der Sockelteile 50 gemäss stoffes, beispielsweise eines Polyamides oder eines Hochtem- Figur 2 und 70 gemäss Figur 3 haben den weiteren Vorteil,

peratur-Epoxidharzes oder durch Verwendung von Glas- dass es des in Figur 1 wiedergegebenen üblichen Stengels 19

masse oder Lötglas durchgeführt. nicht bedarf. Hierdurch werden die Licht- und Wärmeverlu-

Nach Fertigstellung der Naht 35 wird der Glaskolben 30 1Q ste im Lampenkolben reduziert.

durch den Tubulationsbereich 52 entleert. Wird für den Kol- Der endgültige Zusammenbau der in Figur 3 oder Figur 2

ben 30 der Lampe ein Füllgas benötigt, beispielsweise Argon, wiedergegebenen Lampe wird bei Verwendung des in Figur 3

dann wird dieses ebenfalls durch den Tubulationsbereich 52 gezeigten Sockelteils 70 vollständig in dem zum luftdichten eingeführt. Der Tubulationsbereich 52 wird danach abge- Abschliessen des Kolbens 30 bzw. 60 verwendeten Gerät schmolzen. Danach wird in üblicher Weise eine Metallfas- 15 durchgeführt. Wie im einzelnen noch ausgeführt wird, bedeu-

sung mit dem Kolben 30 verbunden, beispielsweise mittels ei- tet dies, dass das luftdichte Verschliessen in einem Teil des nes Klebstoffes. Die Lampe ist danach vervollständigt. Gerätes durchgeführt wird, der entweder ein Vakuum oder

Der Glühfaden 40 ist bereits so ausgerichtet, dass er beim ein unter geeignetem Druck stehendes Füllgas aufweist. Zusammenbau des Sockelteils 50 mit dem unteren Abschnitt Mehrstückig aufgebaute Lampenkolben, beispielsweise 34, also bei einem Einfügen und Befestigen des Sockelteils 50 20 die in den Figuren 2 und 3 gezeigten, ermöglichen Glühfaden-im Lampenkolben 30 sich mehr oder weniger im optischen anordnungen, bei welchen auf Stützdrähte verzichtet werden Zentrum des gekrümmten Kolbens 30 befindet. kann oder zumindest die mit einem isolierten Stützdraht ein-Wie vorstehend erläutert, liegt einer der Vorteile der Her- hergehenden Hindernisse nicht auftreten, wenn die vorhande-stellung des Lampenkolbens aus mehreren Abschnitten darin, nen Leitungsdrähte auch zu Stützzwecken verwendet werden, dass eine höherwertige optische Endfläche auf der Innenwan- 25 In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung des Lampenkolbens herstellbar ist, als bei einem übli- dung gezeigt, nämlich ein aus einer Hälfte des Kolbens 30 bedien Lampenkolben mit einem Halsabschnitt gemäss Figur 1. stehender Abschnitt des Lampenkolbens, in welchem ein In diesem Zusammenhang muss auch berücksichtigt werden, nichtleitender Stützdraht 84 im wesentlichen diametral quer dass Unregelmässigkeiten der inneren Lampenkolbenoberflä- über die Äquatorialebene gespannt und am Kolben 30 befe-che unterhalb der darauf angebrachten Schicht die Homoge- 30 stigt ist, letzteres beispielsweise durch eine Verklebung oder nität dieser Schicht und den Fokussiereffekt des Reflektors Glasbindung an einem Oberflächenabschnitt des Kolbens 30. beeinträchtigen, mit der Folge einer Verringerung des Wir- In Figur 4A ist eine mechanische Halterung in einer Auskeh-kungsgrades des Lampenkolbens bzw. der Lampe. Versuche lung 86 gezeigt, wobei sich eine derartige Auskehlung an je-haben gezeigt, dass eine auf eine optisch gut bearbeitete In- dem Ende einer diametral durch die Äquatorialebene geführ-nenfläche aufgebrachte Schicht im Hinblick auf deren IR- 35 ten Linie befindet. Jede Auskehlung 86 wird während des Energie-Reflexionsvermögen erheblich wirksamer ist als eine endgültigen luftdichten Verschliessens luftdicht aufgefüllt, Schicht, die auf einen in üblicher Weise geblasenen, mit Ober- um die Lampe lecksicher zu machen, flächenunregelmässigkeiten behafteten Lampenkolben aufge- Der Stützdraht 84 kann bei Bedarf mit Hilfe einer Feder bracht ist. unter Spannung gehalten werden. Beim Zusammenbau der

In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin- 40 Lampe wird der Stützdraht etwa durch die Mitte des Glühfa-

dung dargestellt, in welchem der Kolben 60 der Lampe in dens geführt. Er liegt hierbei im wesentlichen senkrecht zum

Form eines Ellipsoides ausgestaltet ist. Eine ellipsoidförmige Glühfaden. Der Glühfaden wird mit üblichen Leitungsdräh-

Ausgestaltung des Lampenkolbens mit darin angeordnetem ten, beispielsweise den in Figur 2 gezeigten Leitungsdrähten sich in einer Längsrichtung erstreckenden Glühfaden derart, befestigt. Zur Stützung des Glühfadens oder Reduzierung dass die Brennpunkte der dem Ellipsoid zugrundeliegenden 45 von Glühfadenbewegungen können auch mehrere Stütz-

Ellipse auf der Längsachse des Lampenkolbens bzw. des drähte verwendet werden.

Glühfadens liegen, hat den Vorteil einer Verringerung der In den Figuren 5 und 5A sind weitere, durch den mehr-

Aberrationsverluste des Glühfadens, insbesondere also der stückigen Aufbau des Lampenkolbens ermöglichte Ausfüh-

Längs- und Seiten-Aberrationsverluste. rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Bei diesen Ausfüh-

Der in Figur 3 wiedergegebene Kolben 60 der Lampe ist 50 rungsbeispielen werden einige der sich der IR-Reflexion in aus zwei halbellipsoidförmigen Abschnitten 62 und 64, die den Weg stellenden und von den Zuführdrähten zum Glühfa-miteinander über eine Naht 65 in der zuvor beschriebenen den herrührenden Hindernisse beseitigt. Der in den Figuren 5 Weise verbunden sind, aufgebaut. Wie in den vorangegange- und 5A gezeigte Glühfaden 22 ist mit Stromzufuhrdrähten nen Ausführungsbeispielen erhalten die Innenwände der Ab- 92,94 verbunden, die sich quer über die Ebene erstrecken, schnitte 62 und 64 vorzugsweise ein optisches Finish zur Ver- 55 welche den Lampenkolben 30 in zwei Abschnitten unterteilt, besserung der optischen Eigenschaften der Oberfläche, bevor Die Stromzufuhrdrähte 92 und 94 können ausserhalb der eine Reflexionsschicht 67 auf diese Innenwände aufgebracht Lampe fortgeführt werden, um die Strahlungshindernisse auf wird. ein Minimum herabzusetzen. Dies ist in dem in Figur 5 darge-Im in Figur 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist stellten bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt. Gemäss eider Sockelteil 70 gegenüber den vorstehend genannten Aus- 60 nem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel können statt-führungsbeispielen geändert. Der dargestellte Sockelteil 70 dessen die Stromzufuhrdrähte 92,94 auch längs der (inneren) weist keinen Tubulationsbereich auf. Im Sockelteil 70 sind Oberfläche des Kolbens an einen für einen Sockelteil geeigen-zwei Kontaktstifte 76 und 78 luftdicht eingelassen, wobei je- ten Ort geführt werden. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fi-der Kontaktstift 76,78 einen Kontaktkopf 80 an seinem unte- gur 5A gezeigt. Die in den Figuren 5 und 5A gezeigte Glühfa-ren Ende aufweist. Die Leitungsdrähte 42 und 44 sind an dem 65 denanordnung kann vorzugsweise mit einem (in dem voran-in den Kolben 60 hereinragenden Teil der Kontaktstifte 76, gehenden Ausführungsbeispiel erörterten) Stütztdraht 84 78 befestigt, beispielsweise durch Punktschweissen. Der Stütz- kombiniert sein. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fi-draht 46 ist nur im Glasabschnitt des Sockelteiles 70 befestigt, gur 6 dargestellt. Hierdurch erhält man eine energiesparende

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Lampenanordnung mit einem abgestützten Glühfaden und hen. Nach Betätigung des Lasers wird der Tubulationsbereich einem Minimum an Strahlungshindernissen. vom Laserstrahl getroffen. Der Tubulationsbereich wird hier Die in Figur 2 dargestellte Lampe mit dem Tubulations- durch Wärme versiegelt, d.h. innerhalb der Endbearbeitungsbereich 52 wird dadurch vollständig zusammengebaut, dass kammer bei geeignetem Füllgasdruck abgeschmolzen. Wer-sie nach einer Verbindung der beiden Abschnitte 33 und 34 5 den mehrere Lampen gleichzeitig hergestellt, dann pumpt das des Kolbens 30 in eine Endbearbeitungs-Kammer einge- Füllgas-Wiedergewinnungssystem nach Abschmelzen der bracht wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Lampe insoweit luft- Lampen ungefähr 95% des verbleibenden Füllgases in die dicht verschlossen als der Glühfaden und der Sockelteil 50 mit Vorratsbehälter zurück. Die Endbearbeitungskammer wird dem Kolben 30 verbunden sind und der zum Absaugen von daraufhin wieder der Atmosphäre mit Stickstoff ausgesetzt Luft bzw. Einführen von Füllgas vorgesehene Tubulationsbe- i0 und die abgeschmolzenen Lampen werden entfernt.

reich 52 noch offen ist. Die Endbearbeitungskammer ist mit Vorstehend beschriebenes Verfahren und Systeme können einer Vorvakuum-Pumpe und einer Hochvakuum-Pumpe be- zum luftdichten Abschluss bzw. zur Versiegelung der in Figur stückt. Beide Pumpen sind über geeignete Steuerventile mit- 2 dargestellten Lampe verwendet werden, gleichviel ob diese einander verbunden, um abwechselnd Vorvakuum- und Lampe eine Ellipsoidform, eine Kugelform oder eine andere

Hochvakuum-Bedingungen zu schaffen. Ferner sind weitere 15 Form aufweist.

Steuerventile und Verbindungen zu Stickstoff-Vorratsbehäl-

tern und Vorratsbehältern für geeignete Füllgase sowie ein Ein gegenüber dem vorstehend beschriebenen Verfahren

Absolutdruck-Messgerät zur Überwachung des Füllgasdruk- bevorzugtes modifiziertes Verfahren ist sowohl zur Herstel-

kes des Systems vorgesehen. lung von Lampen mit Tubulationsbereich gemäss Figur 2 - in

Die Endbearbeitungskammer ist ausserdem an ein Füll- 20 diesem Fall wird der Tubulationsbereich wie vorstehend be-gas-Wiedergewinnungssystem angeschlossen, das über ein schrieben luftdicht verschlossen - als auch für Lampen geVentil mit einer Pumpe, beispielsweise einer zweistufigen mäss Figur 3, d.h. Lampen ohne Tubulationsbereich geeig-Membranpumpe verbunden ist. Die Ausgangsstufe der net. In beiden Fällen wird zunächst davon ausgegangen, dass Pumpe ist mit einem Gaskompressor verbunden und dieser die Lampe in die Endbearbeitungskammer eingebracht, dort wiederum mit einem Gasvorratsbehälter. Der Ausgang dieses 25 ausgepumpt und dann mit einem Füllgas geeigneten Drucks Gasvorratsbehälters ist zur Endbearbeitungskammer rückge- aufgefüllt worden ist. Innerhalb der Endbearbeitungskammer führt. Der Gasvorratsbehälter ist ferner mit Anschlussleitun- befindet sich demnach das Füllgas, das das einzige in den gen bestückt, die ein kontinuierliches Wiederauffüllen des Lampenkolben gelangende Gas sein kann. Das Auspumpen Vorratstanks ermöglichen. wird bei im Abstand voneinander angeordneten und einander Ein Laser, beispielsweise ein Kohlenstoffdioxyd-Laser ist 30 mit den offenen Enden gegenüber stehenden Lampenkolben-über eine mit Strahlumlenkeinrichtungen versehene Leitung abschnitten durchgeführt. Der Äquatorialbereich der beiden mit einem ein Linsensystem aufweisenden Fokussierkopf ver- Hemisphären ist zuvor mit einem Verbindungsmittel be-bunden. Der Fokussierkopf des Lasersystems ist auf den Tu- schichtet worden, beispielsweise mit einem Epoxidharz, Löt-bulationsbereich der in der Endbearbeitungskammer ange- bzw. Schweissglas, einem Lötmittel oder dergleichen. Stattordneten Lampe gerichtet. 35 dessen kann auch eine einfache Glas- zu-Glasverbindung her-Für den Zusammenbau der erfmdungsgemässen Lampen gestellt werden. Die beiden Hemisphären werden vertikal un-werden diese in die Endbearbeitungskammer eingeführt und terhalb des Eintrittsfensters für den Laserstrahl in der Endbe-dort abgepumpt, so dass zunächst ein Vorvakuum und an- arbeitungskammer aufeinander ausgerichtet. Die Lampe wird schliessend ein Hochvakuum aufgebaut wird. Nach einem dann gedreht und einem kontinuierlichen oder gepulsten La-Schliessen des Hochvakuumventils wird die Kammer mit 40 serstrahl ausgesetzt. Die an der Auftreffstelle erzeugte Strah-Füllgas bis zum Erreichen eines vorgegebenen Druckes aufge- lungswärme heizt die beschichteten oder unbeschichteten Abfüllt, so dass die Drucke in der Lampe und in der Kammer schnitte des Äquatorialbereiches auf, wodurch die Hemisphä-einander gleich sind. Der Tubulationsbereich der Lampe wird ren zu einer Lampe verbunden werden, und zwar in einer mittels einer extern betätigbaren Klink- oder Rasteinrichtung Füllgasatmosphäre, die den korrekten Gasdruck und das in Position gebracht. Eine Drehung der Lampe kann mittels 45 korrekte Gasgemisch aufweist. Nach einem Öffnen der Kameines Lampenschlittens im Innern der Endbearbeitungskam- mer werden die fertigen Lampen wieder entfernt, mer ausgeführt werden. Nach alledem führt die erfmdungsgemässe Lehre zu

Der aus einem wärmeempfindlichen Glasmaterial beste- neuen elektrischen Glühlampen mit einer zumindest einen hende Tubulationsbereich ist auf ein in der Endbearbeitungs- Teil der Strahlungsenergie reflektierenden Schicht, die nicht kammer vorgesehenes Fenster ausgerichtet. Durch dieses 50 nur eine vom optischen Standpunkt her günstigere Anbrin-

Fenster tritt der Laserstrahl in die Endbearbeitungskammer gung des Glühfadens erlauben, sondern darüber hinaus auch ein. Das Fenster kann beispielsweise aus Zinkselenid beste- einfacher und genauer herstellbar sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (22)

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1. Elektrische Lampe mit einem für sichtbares Licht durchlässigen Kolben (30; 60)

einer innerhalb des Kolbens (30; 60) angeordneten Strahlungsquelle, die bei Beaufschlagung mit elektrischem Strom zumindest im sichtbaren Bereich liegende Strahlungsenergie abgibt und

Mitteln zur elektrischen Stromversorgung der Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30; 60) aus wenigstens zwei gasdicht miteinander verbundenen, gekrümmten Teilstücken (33,34; 62,64) zusammengesetzt ist.

2. Lampe nach Anspruch 1, mit einer auch im infraroten Bereich strahlenden Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenwand der Teilstücke (62,64) des Kolbens (60) eine für sichtbares Licht durchlässige, infrarotes Licht jedoch reflektierende Schicht (67) aufgebracht ist.

3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (60) eine den infraroten Strahlungsanteil auf die Strahlungsquelle reflektierende Form hat.

4. Lampe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle ein Glühfaden (22; 40) ist.

5. Lampe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand jedes Teilstücks (33,34; 62, 64) zur Verbesserung seiner Reflexionseigenschaften optisch endbearbeitet ist.

6. Lampe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungs-Mittel einen als gesonderte Einheit ausgebildeten und aus elektrisch isolierendem Material aufgebautem Basisteil (50; 70) aufweisen und ein Teilstück (34; 64) des Kolbens (30; 60) eine Öffnung aufweist, wobei der Basisteil (50; 70) gasdicht in der Öffnung befestigt ist und ferner elektrische Leiter (42,44; 76,78,80; 92,94) durch den Basisteil (50,70) geführt und innerhalb des Kolbens (30; 60) mit dem Glühfaden (22; 40) elektrisch verbunden sind.

7. Lampe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch an der Basis (50; 70) befestigte Stützmittel (46) zur Abstützung des Glühfadens (40).

8. Lampe nach einem der Ansprüche 4-6, gekennzeichnet durch an einem der Teilstücke des Kolbens (30) befestigte Stützmittel (84) zur Abstützung des Glühfadens (22).

9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel (84) im wesentlichen aus einem sich quer über die Enden eines Teilstücks des Kolbens (30) erstreckenden und an diesen befestigtem Draht bestehen.

10. Lampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Teilstück des Kolbens (30) eine Auskehlung (86) am Ort der Schnittfläche des Teilstücks mit einer quer durch den Kolben (30) gelegten Ebene ausgeformt und der Draht in dieser Auskehlung befestigt ist.

11. Lampe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht unter Spannung gehaltert ist.

12. Lampe nach einem der Ansprüche 4-11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (92,94) der Stromversorgungsmittel mit jedem Ende des Glühfadens (22) verbunden sind und sich quer über ein Teilstück des Kolbens (30) erstrecken.

13. Lampe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (92,94) im wesentlichen radial bezüglich des Teilstücks des Kolbens (30) aus der Lampe herausgeführt sind.

14. Lampe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (92,94) im wesentlichen derart längs der Wandung des Teilstücks des Kolbens (30) geführt sind, dass sie dessen Kontur folgen.

15. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lampe nach Anspruch 1, bei welchem ein Kolben (30; 60) aus Glas hergestellt im Kolben (30; 60) eine Strahlungsquelle angeordnet und der Kolben (30; 60) evakuiert und gasdicht verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30; 60) aus mehreren Teilstücken (33,34; 62, 64) zusammengefügt wird und die Teilstücke (33,34; 62,64) gasdicht miteinander verbunden werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem gasdichten Verbinden der Teilstücke (62, 64) die innere Oberfläche jedes Teilstücks (62,64) mit einem für sichtbares Licht durchlässigen, IR-Licht jedoch reflektierenden Material (67) beschichtet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche jedes Teilstücks (62,64) vor dem Beschichten optisch aufbereitet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, dass das Evakuieren des Kolbens (30) folgende Verfahrensstufen umfasst:

a) Anbringen eines Tubulationsbereiches (52) am Kolben (30),

b) Leerpumpen des Kolbeninnenraumes durch den Tubu-lationsbereich (52) nach dem gasdichten Verbinden der Teilstücke (33,34) des Kolbens (30) und c) gasdichtes Verschliessen des Tubulationsbereiches (52).

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem gasdichten Verschliessen des Tubulationsbereiches (52) ein Füllgas in den Kolben (30) eingeführt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, dass das gasdichte Verbinden der Teilstücke (33,34; 62,64) und Evakuieren des Kolbens (30; 60) umfasst:

a) Einbringen der noch nicht miteinander gasdicht verbundenen Teilstücke (33,34; 62,64) des Kolbens (30; 60) eine Kammer,

b) Aufbauen einer gewünschten Gasatmosphäre in der Kammer und demgemäss auch im Kolben (30; 60) und c) anschliessend gasdichtes Verbinden der Teilstücke (33, 34; 62,64) in der gewünschten Gasatmosphäre.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbauen einer gewünschten Gasatmosphäre in der Kammer das Einführen eines Füllgases umfasst.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-21, dadurch gekennzeichnet, dass das gasdichte Verbinden der Teilstücke (33,34; 62,64) im wesentlichen durch Erhitzen mit einem Laserstrahl durchgeführt wird.