[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe, insbesondere eine elektrische Lampe
mit großer Lichtausbeute.
[0002] Aufgabe der Erfindung ist es, eine hohe Lichtleistung bei rationellen Fertigungsbedingungen
zu erzielen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es die Schwärzung der Kolbenwand
der elektrischen Lampe möglichst gering zu halten.
[0003] Es ist aus den verschiedensten Patentschriften bekannt, die Lichtausbeute von elektrischen
Lampen dadurch zu erhöhen, indem man diese Lampen mit einem inerten Gas füllt. Desweiteren
hat man in den letzten Jahren den Fülldruck derartiger elektrischer Lampen ständig
erhöht.
[0004] Diese Erhöhung des Fülldruckes ist aber nur mit einem relativ großen Aufwand an maschineller
Einrichtung zu erreichen und wirkt so bei der Herstellung vertreuernd.
[0005] Entweder man füllt den Überdruck direkt während des Fertigungsprozesses in die elektrische
Lampe, dann hat man beim Schmelzverschließen einer solchen mit Überdruck gefüllten
elektrischen Lampe Schwierigkeiten, da der in der elektrischen Lampe herrschende
Überdruck das Bestreben hat, den Schmelzverschluß aufzublähen und zum Platzen zu
bringen. Um dies zu vermeiden, ist ein zeitlich und temperaturmäßig genau abgestimmtes
Zudrücken des Schmelzverschlusses notwendig, was in der Fertigungspraxis des öfteren
zu Problemen führt, welche sich dann in den Fertigungskosten niederschlagen. Oder
aber man füllt die elektrische Lampe mit dem inerten Gas und friert es dann aus indem
man den Kolben der elektrischen Lampe durch tauchen in flüssigen Stickstoff oder
durch besprühen mit flüssigem Stickstoff derart unterkühlt, daß der Gasdruck trotz
des Vorhandenseins großer Gasmengen (gegebenenfalls in flüssiger Form) während des
Schmelzverschließens gering ist.
[0006] Da aber die elektrische Lampe von dem vorhergehenden Einschmelzprozeß stark erhitzt
ist, muß die elektrische Lampe auf dafür vorgesehenen Kühlpositionen der Maschinen
erst langsam abgekühlt werden, ehe sie ohne Spannungsrisse zu bilden eine Tiefkühlung
mit flüssigem Stickstoff erträgt.
[0007] Dafür geeignete Herstellungsmaschinen brauchen deshalb eine wesentlich größere Anzahl
von Positionen und sind daher aufwendiger. Oft ist es auch so, daß gute Ergebnisse
nur in Quarz oder Hartglastechnik zu erzielen sind. Die Erfindung geht hier nun einen
anderen Weg, um bei wesentlich geringeren Herstellungskosten hohe Lichtleistungen
in Lumen pro Watt erzielen zu können. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es,
weiche Gläser wie Bleigläser oder Sodakalkgläser für die Herstellung derartiger Glühlampen
verwenden zu können. Die Lösung der Aufgaben der Erfindung ist in den Patentansprüchen
angegeben.
[0008] Ergänzende erfindungswesentliche Merkmale sind in der Figurenbeschreibung enthalten.
[0009] In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Lampe teilweise geschnitten.
Figur 2 zeigt eine erfindungegemäße elektrische Lampe teilweise geschnitten mit 2
Kolbenkammern.
Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Lampe teilweise geschnitten mit einem
wärmeisolierenden verdickten Kolbenteil.
Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Lampe teilweise geschnitten mit einem
wärmeisolierenden verdickten Kolbenteil und 2 Kolbenkammern.
Figur 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße elektrische Lampe
Figur 6 zeigt einen gewendelten Leuchtkörper einer erfindungsgemäßen elektrischen
Lampe.
[0010] Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße el. Lampe teilweise geschnitten. Man erkennt
den Kolben (12), welcher erfindungsgemäß aus Weichglas zum Beispiel Bleiglas oder
Sodakalkglas bestehen soll. Ferner sieht man einen Leuchtkörper (10) und die Stromzuführungsdrähte
(20) und (22), welche durch eine Isolierperle (24) zusammengehalten werden. Der Leuchtkörper
(10) is an den Endbereichen (26) und (28) der Stromzuführungsdrähte (20) und (22)
befestigt. Die gezeigte el. Lampe weist einen Schraubsockel (30) auf.
[0011] Erfindungsgemäß ist die el. Lampe mit einem inerten Gas vorzugsweise Xenon oder
Krypton mit einem Druck gefüllt worden, welcher noch eine normale Herstellung dieser
Lampe erlaubt, also einem Druck bei welchem ein Ausfrieren des inerten Gases oder
spezielle Maßnahmen beim Schmelzschließen des Kolbens (12) noch nicht notwendig sind.
[0012] Um trotzdem eine hohe Lichtausbeute in Lumen pro Watt zu erreichen, beträgt die
Leistung der el. Lampe erfindungsgemäß mehr als 4 Watt je Milliliter Kolbeninhalt
vorzugsweise mehr als 5 Watt je Milliliter Kolbeninhalt. Dies würde zu einer starken
Schwärzung führen. Wie dies vermieden wird ist in Anspruch 12 angegeben. Figur 2 zeigt
eine erfindungsgemäße el. Lampe mit 2 Kolbenkammern (16 und 18) teilweise geschnitten.
Da die Baugrößen von el. Lampen und deren elektrische Leistung oft vorgeschrieben
sind, ist es oft schwierig den Erfindungsgedanken bei manchen Lampen zu verwirklichen,
da entweder der Rauminhalt des Kolbens von der Baugröße her zu groß oder die zur Verfügung
stehende elektrische Leistung zu klein ist. Deshalb wurde erfindungsgemäß der Kolben
(12) bei (14) verengt, um den Rauminhalt des Kolbens (12) herabzudrücken. Wie man
in der Figur 2 sehen kann, kann ein solcher Kolben dann immer noch in den eventuell
vorgeschriebenen Sockel (30) passen und auch der vorgeschriebene Abstand des Leuchtkörpers
(10) vom Sockel kann weiterhin eingehalten werden. Trotzdem wird der Kolbeninhalt
erfindungsgemäß durch die Verengung wesentlich kleiner.
[0013] Dadurch kann der Innendruck des inerten Gases beim aktivieren des Leuchtkörpers (10)
wesentlich höher werden, als bei einem Kolben (12) ohne die Verengung (14). Überraschenderweise
ergab sich aber bei Versuchen ein zusätzlicher nicht zu erwartender Effekt.
[0014] Es herrscht zwar in beiden Kolbenkammern (16 und 19) durch die Verbindung zwischen
denselben derselbe Innendruch des inerten Gases. Die Temperatur des inerten Gases
liegt aber in der Kolbenkammer (16) wesentlich höher als in der Kolbenkammer (18).
[0015] Anscheinend beginnen die überhitzten Gase, welche den Leuchtkörper (10) umgeben
in der Kolbenkammer (16) zu rotieren, wobei verhältnismäßig wenig des kühleren Gases
aus der Kolbenkammer (18) in die Kolbenkammer (16) hineingesaugt wird und auch wenig
überhitztes Gas aus der Kolbenkammer (16) in die kühlere Kolbenkammer (18) abgegeben
wird.
[0016] Überraschenderweise scheint die Abbremsung der Verdampfung von Metallteilen des Leuchtkörpers
(10) durch das inerte Gas nicht nur vom Durck sondern auch von der Temperatur des
den Leuchtkörper (10) umgebenden inerten Gases abhängig zu sein. Bei gleichem Innendruck
wurden bei 2 Kammerkolben wesentlich längere Lebensdauern erzielt, als bei einfachen
Kolben. Dies war nicht vorhersehbar. Außerdem konnte die Getterwirkung des beigegebenen
Getters über die gesamte Lebensdauer der el. Lampe wesentlich verbessert werden.
[0017] Üblicherweise wird bei den meisten el. Lampen der Getter entweder auf den Leuchtkörper
(10) angebracht oder aber auf den Endbereich (26, 28) der Stromzuführungsdrähte (20,
22).
[0018] Dort wird das Getter innerhalb einer relativ geringen Spanne der Lebensdauer der
el. Lampe verbraucht, wogegen aber schädliche Restgase aus der Wandung des Kolbens
bei derart hocherhitzten el. Lampen noch bis zum Ende der Lebensdauer austreten
können.
[0019] Es ergab sich überraschenderweise, daß die Getterwirkung des Getters während der
gesamten Lebensdauer der el.Lampe erhalten bleibt, wenn das Getter in der kühleren
Kolbenkammer (18) deponiert wird. Vorzugsweise hat sich dafür die Oberfläche der
Isolierperle (24) als geeignet herausgestellt. Anscheinend erfolgt die Abgabe der
Getterwirkung aus der kühleren Kolbenkammer (18) wesentlich langsamer und sparsamer
als wenn wie in Figur 1 gezeigt ein durchgehender Kolben verwandt wird.
[0020] Die Lichtausbeute steigt wesentlich, wenn pro Milliliter Inhalt der Kolbenkammer
(16) die elektrische Leistung auf über 10 Watt steigt. Vorteilhaft sollten 15 Watt
oder vorzugsweise sogar 20 Watt je Milliliter Kolbeninhalt der Kolbenkammer (18) erreicht
werden.
[0021] Dies ist auch durchführbar, wenn das Getter nicht in der Kolbenkammer (16) sondern
in der Kolbenkammer (18) deponiert wird, vorzugsweise auf der Isolierperle (24).
[0022] Damit bei derart großen elektrischen Leistungen in der relativ kleinen Kolbenkammer
(16) das Weichglass des Kolbens (12) nicht schmilzt wird vorteilhaft Xenon oder Krypton
als inertes Füllgas verwandt. Je reiner diese Gase sind desto höhere Lichtausbeuten
wurden erzielt.
[0023] Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße el. Lampe teilweise geschnitten. Der Kolben
12 ist an seiner Sitrnseite mit einer besonders starken Wandung versehen. Der Leuchtkörper
(10) ist in der Nähe dieser starken Wandung (32) angeordnet. Dadurhc wird das in
dem Kolben (12) befindliche inerte Gas im Bereich des Leuchtkörpers (10) besser wärmeisoliert,
wodurch höhere Lichtausbeuten ermöglicht werden. In diesem Zusammenhand weise ich
auf die Patentanmeldung P 3719 761.4 und P 38 08 702.2 hin, deren Priorität ich beanspruche.
Ausserdem wird dadurch das Schwärzungsverhalten der Lampe verbessert. Figur 4 zeigt
die erfindungsgemäße el. Lampe mit der man die größten Lichtausbeuten erzielt. Der
Kolben weist 2 Kammern (16 und 18) auf, wobei die den Leuchtkörper (10) umgebende
Kolbenkammer (16) zusätzlich noch durch die starkeWandstärke an der Stirnseite des
Kolbens wärmeisoliert ist. Mit dieser erfindungegemäßen Ausführung erreicht man bei
einem Energieaufwand von über 20 Watt je Milliliter Inhalt der Kolbenkammer (16)
bei ansonsten normalen Fülldruck der el. Lampe Lichtausbeuten, wie sie sonst nur mit
Überdruckglühlampen erreicht werden.
[0024] Der Rauminhalt der Kolbenkammern (16 und 18) soll dabei derart definiert werden,
daß eine theoretische Ebene, welche senkrecht zur Achse der Glühlampe durch die engste
Stelle (14) des Kolbens (12) gelegt wird als Trennebene für den Rauminhalt zwichen
den beiden Kolbenkammern (16 und 18) für die Berechnung des Rauminhalts fungiert.
[0025] Mit der in Figur 4 beschriebenen Ausführung der Erfindung lassen sich Lichtausbeuten
zwischen 15 und 22 Lumen pro Watt erreichen.
[0026] Um eine Langzeitwirkung des Getters sicherzustellen, sollte der Getter erfindungsgemäß
in der kühleren Kolbenkammer (18) deponiert werden und zwar sollte dabei vorteilhaft
ein Mindestabstand von 3,5 mm von dem gewendelten Teil des Leuchtkörpers (10) beachtet
werden.
[0027] Vorzugsweise sollte der Getter auf der Isolierperle (24) deponiert werden.
[0028] Vorteilhaft sollte der Getter bei elektrischen Lampen über 3 Watt Leistung auf der
vom Leuchtkörper (10) abgewandten Seite der Isolierperle (24) deponiert werden.
[0029] Figur 5 zeigt eine elektrische Lampe (8), welche einen Kolben (48) aufweist. Dieser
Kolben (48) weist erfindungsgemäß Kolbenwandungen (42) und (46) mit unterschiedlichen
Wandstärken auf. Der Leuchtkörper (10) ist erfindungsgemäß nahe eines Bereiches großer
Wandstärke (42) angeordnet. Die Wandung (42) soll im Bereich der Achse (45) erfindungsgemäß
mindestens 2,0 mm stark sein. Außerdem soll erfindungsgemäß der Abstand (C) des Leuchtkörpers
(10) zur inneren Oberfläche der Seitenwand (46) des Kolbens (48) größer sein als
der Abstand (A), das ist der Abstand des Leuchtkörpers (10) von der inneren Oberfläche
der Wandung (42) des Kolbenendes (44) im Bereich der Achse (45) der Glühlampe, außerdem
beträgt erfindungsgemäß die Wandstärke (D) der Seitenwand (46) höchstens 50 Prozent
der Wandstärke (B) des Kolbenendes (44). Der Kolben (48) der derart ausgebildeten
Glühlampe (8) soll erfindungsgemäß mit einem kalten Fülldruck von mehr als 0,3 bar
eines inerten Gases wie Neon, Argon, Krypton oder Xenon gefüllt sein, vorteilhaft
mehr als 0,5 bar vorzugsweise mehr als 0,7 bar. Es kann auch Stickstoff als Füllgas
zugesetzt werden.
[0030] Die Temperatur des Leuchtkörpers (10) soll erfindungsgemäß in aktiviertem (also brennenden)
Zustand über 2.600 Grad Kelvin betragen, vorteilhaft über 2.800 Grad, vorzugsweise
über 3.000 Grad. Dieser erfindungsgemäßen Ausbildung einer Glühlampe liegen folgende
erfindungsgemäßen Gedanken zugrunde.
[0031] Man hat sich in der Vergangenheit erfolgreich bemüht, die Schwärzung von Glühlampen
dadurch zu minimeren, daß man Glühlampen derart ausbildete, daß ein regenerativer
Kreisprozeß in diesen Glühlampen erreicht wurde.
[0032] Dieser regenerative Kreisprozeß erfordert aber eine gewisse Mindesttemperatur der
Kolbenwand ohne welche eine Regeneration durch einen Kreisprozeß nicht erfolgen kann.
[0033] Da die Oberfläche eines Glühlampenkolbens im Verhältnis zur Oberfläche eines Hitze
abstrahlenden Leuchtkörpers relativ groß ist, muß der Leuchtkörper eine gewisse Mindestenergie
verbrauchen, um die Kolbenwand auf der für einen Kreisprozeß notwendigen Temperatur
zu halten. Zur Zeit liegt diese Mindestgrenze in der Praxis bei circa 2 Watt Energieverbrauch.
[0034] Erschwerend kommt dabei hinzu, daß die Kolbenwand selbst relative shcnell Temperatur
an die sie umgebende Luft abgibt.
[0035] Es sind zwar bereits Ausführungsformen von Glühlampen bekannt, bei denen die Wärmeableitung
durch eine doppelte Wandung mit einem Thermosflascheneffekt reduziert wurde, diese
Ausführungsformen verteuern aber die Produktion außerordentlich. Außerdem geht ein
doch schon beachtlicher Anteil des vom Leuchtkörper ausgehenden Lichts durch den zweimaligen
Durchtritt durch ein dichteres Medium verloren.
[0036] Der Erfindung liegt nun der Versuch zugrunde, ob es nicht vielleicht genügen könnte,
wenn nur ein kleiner Teil der Kolbenwand höhere Temperaturen erreicht, der überwiegende
Teil der Kolbenwand degegen auf einem niedrigeren Temperaturniveau verbleibt.
[0037] Deswegen wird erfindungsgemäß der Leuchtkörper so nahe an die Kolbenwand gebracht,
daß diese sich punktuell oder besser ausgedrückt in einem sehr kleinen Bereich sehr
stark erhitzt, wobei eine Gasfüllung mit einem inerten Gas einen großen Teil der Wärme
leitet. Dabei stellte es sich heraus, daß die Kolbenwand bei einer derart starken
Erhitzung beschädigt werden kann.
[0038] Außerdem steigt die Wärmeableitung an die umgebende Luft in diesem kleinen Bereich
sehr stark an und reduziert so die auf der Innenwand des Kolbens erreichbaren Temperaturen.
[0039] Deshalb wurde erfindungsgemäß die Wandstärke des Kolbens in dem stark erhitzten Bereich
des Kolbens erhöht.
[0040] Dies hat 2 Vorteile:
Erstens eine Beschädigung des Kolbens durch Verformung bei starker Erhitzung tritt
nicht mehr auf und
Zweitens reduziert das gut wärmeisolierende Glas auf Grund seiner größeren Wandstärke
die Wärmeabgabe an die umgebende Luft.
[0041] Es stellte sich dann heraus, daß diese punktuelle Überhitzung eines kleinen Bereichs
der inneren Kolbenoberfläche ganz über raschende positive Auswirkungen auf das Schwärzungsverhalten
derartig ausgebildeter el. Lampen auslöst. Welche physikalischen oder chemischen
Abläufe in den erfindungsgemäßen el. Lampen diese positiven Resultate bewirken, konnte
noch nicht geklärt werden. Gewisse Anzeichen deuten aber daraufhin, daß auf die Zugabe
sogenannter Halogene bei diesen Ausführungsformen verzichtet werden kann, oder aber
daß eine derartige Zugabe stark reduzier werden kann.
[0042] Dies wiederum bewirkt, daß für die Herstellung der erfindungsgemäßen el. Lampen
normale Bleigläser oder Soda-Kalk Gläser verwendet werden können, was gegenüber den
üblicherweise verwandten Quarz- oder Hargläsern eine bedeutende Verbilligung der
Produktion bedeutet.
[0043] Die Reduzierung der Schwärzung des Kolbens (18) scheint um so erfolgreicher zu sein,
je höher die Temperatur des aktivierten Leuchtkörpers (10) ist.
[0044] Dasselbe gilt erfindungsgemäß für das inerte Füllgas, welches zu einem guten Teil
den Wärmetransport vom Leuchtkörper zu der punktuell besonders stark erhitzten Kolbenwand
übernimmt. Darüberhinaus verbessert sich dieser Effekt, wenn man vorteilhaft den
Druch des Füllgases erhöht. Dabei wird in der vorliegenden Patentanmeldung vom kalten
Fülldruck gesprochen, dabei ist der Fülldruck gemeint, welcher bei nicht aktiviertem
Leuchtkörper, in dem Kolben gegenüber einem evakuierten Gefäß herrscht. Krypton hat
sich als Füllgas erwiesen, welches seine Aufgaben im Rahmen dieser Erfindung sehr
gut erfüllt. Je höher der Anteil dieses nicht ganz billigen Füllgases ist, desto
besser werden die erzielten Ergebnisse. Erfindungsgmäß soll der Kryptonanteil am
Füllgas mindestens 70 Prozent vorteilhaft mindestens 90 Prozent betragen.
Noch bessere Ergebnisse werden mit dem noch teureren Xenon als Füllgas erzielt.
[0045] Schon eine relativ kleine Beimischung von Xenon in das Krypton Füllgas verbessert
die Ergebnisse merklich.
[0046] Die besten Ergebnisse erzielt man mit sehr hochprozentigen Xenon Anteilen im Füllgas
mindestens 50 Prozent vorteilhaft mindestens 70 Prozent, vorzugsweise mindestens
90 Prozent. Bei gewissen Arten von Leuchtkörpern mit hohem Energieverbrauch ist es
vorteilhaft dem Füllgas etwas Stickstoff zuzusetzen.
[0047] Die Ergebnisse verbesserten sich, wenn erfindungsgemäß eine winzige Spur eines Halogens
zugesetzt wurde. Es konnte aber nicht geklärt werden, auf welche Art und Weise ein
solches Halogen bei Normalgläsern eine Wirksamkeit entfaltete.
[0048] Vorteilhaft wird dafür eine Bromwasserstoffverbindung vorgeschlagen. Noch bessere
Ergebnisse wurden erzielt, wenn erfindungsgemäß die Wandstärke (B) des Kolbenendes
(44) in ihrem Bereich in der Nähe der Achse (45) mindestens 2,70 mm beträgt, wenn
gleichzeitig die Wandstärke (D) der Seitenwand (46) des Kolbens (48) kleiner als 1,0
mm ist. Allerdings können dabei starke Spannungen im Glas zwischen den Bereichen hoher
Wandstärke und den Bereichen geringer Wandstärke auftreten. Da aber die große Hitze
auf der Innenseite des starken Wandbereiches (42) nur punktuell auftritt, kann vorteilhaft
die Wandstärke (42) mit zunehmender Entfernung von der Achse (45) abnehmen, um einen
zu krassen Übergang von der starken Wandstärke (42) auf die geringe Wandstärke (D)
der Seitenwand (46) zu vermeiden.
[0049] Noch bessere Ergebnisse erzielt man, wenn die Wandstärke (D) der Seitenwand (46)
des Kolbens (48) in dem Leuchtkörper benachbarten Gegenden kleiner als 0,6 mm ist.
[0050] Erfindungsgemäß soll bei aktiviertem (d.h. brennenden) Leuchtkörper (10) eine Temperaturdifferenz
von mindestens 100 Grad Kelvin zwischen der inneren Oberfläche der Wandstärke (42)
des Kolbens (48) im Bereich der Achse (45) und der inneren Oberfläche der Seitenwand
(46) bestehen.
[0051] Die höhere Temperatur liegt dabei naturgemäß im Bereich der Achse (45) da ja zu diesem
Zwecke erfindungsgemäß der Leuchtkörper (10) sehr nahe an das Kolbenende (44) herangebracht
wurde.
[0052] Je größer die Temperaturdifferenzen zwischen diesen Zonen der inneren Oberfläche
des Kolbens werden, desto besser sind überraschenderweise die erzielten Ergebnisse,
vorteilhaft beträgt die Temperaturdifferenz 200 Grad, vorzugsweise 300 Grad.
[0053] Dasselbe gilt für das diesen Oberflächenzonen vorgelagerte Füllgas. Je größer die
Temperaturdifferenz des Füllgases, welches im Bereich der Achse (45) der starken Wandung
(42) vorgelagert ist, zum Füllgas in der Nähe der Seitenwand (46) ist desto besser
werden überraschenderweise die erzielten Ergebnisse im Bezug auf die Verhinderung
einer Schwärzung des Kolbens (48) Erfindungsgemäß werden die erzielten Ergebnisse
auch verbeserst, wenn der Abstand (A) des Leuchtkörpers (10) zur inneren Oberfläche
der Wandung (42) auf unter 2,0 mm verringert wird. Jede weitere Verringerung scheint
eine weitere Verbesserung der Ergebnisse zur Folge zu haben.
[0054] Auch bei den hier beschriebenen erfindungsgemäßen el. Lampen scheint es gewisse Mindestgrenzen
für die aufgewandte Energie zu geben ab denen sich die Ergebnisse stark verbessern.
Diese Grenze scheint bei 0,7 Watt zu liegen dabei ist es vorteilhaft, wenn die Windungen
des gewendelten Leuchtkörpers (10) so nahe beieinanderliegen, daß ein starker gegenseitiger
Aufheizprozeß der Windungen untereinander auftritt. Voteilhaft sollen die Abstände
zwischen den Windungen kleiner als 2,0 Leuchtdrahtdurchmesser sein, vorzugsweise
kleiner als 1 Wolframdrahtdurchmesser.
[0055] Anders ausgedrückt sollen die Abstände von Windung zu Windung nicht größer als 2,0
Leuchtdrahtdurchmesser sein.
[0056] Die erzielten Ergebnisse wurden weiter verbessert, je geringer diese Abstände wurden.
Die besten Ergebnisse wurden erzielt bei Abständen zwischen den Windungen von weniger
als 1,0 Leuchtdrahtdurchmessern.
[0057] Vorteilhaft wird der Leuchtkörper (10) so gebogen, daß seine Spitze oder auch vordere
Krümmung in Richtung auf das Kolbenende (44) weist.
[0058] Dadurch verringern sich die Abstände der Windungen des Leuchtkörpers (10) an der
Innenseite der Krümmung wogegen sich die Abstände an der Außenseite der Krümmung des
Leuchtkörpers vergrößern. In diesen Fällen soll vom mittleren Abstand der Windungen
ausgegangen werden. Wenn zum Beispiel der Abstand von zwei benachbarten Windungen
des Leuchtkörpers (10) auf der Innenseite der Krümmung 0,6 Leuchtdrahtdurchmesser
beträgt und an der Außenseite der Krümmung 1,2 Leuchtdrahtdurchmesser, dann beträgt
der mittlere Abstand 0,6 plus 1,2 = 1,8 : 2 = 0,9 Leuchtdrahtdurchmesser.
[0059] Dadurch daß erfindungsgemäß nur ein sehr kleiner Bereich der Kolbenwand sehr stark
erhitzt wird und dieser Bereich in einer verstärkten Wandstärke ausgeführt wird, können
bei der Herstellung von Glühlampen normalerweise verwandte Gläser benutzt werden,
wie zum Beispiel Bleiglas oder Soda-Kalkglas (Internationale Bezeichnung Soda-Limeglass).
Dies hat gegenüber Hartgläsern oder Quarzgläsern eine erhebliche Verbilligung der
Produktion zur Folge.
[0060] Der Kolben (48) mit seinem verdickten Wandteil (42) wird vorteilhaft aus einem Glas
mit einer Erweichungstemperatur von unter 1.000 Grad Celsius gefertigt.
[0061] Als Erweichungstermperatur wird die Temperatur definiert bei welcher eine größere
Anzahl von übereinanderliegenden Kolben beginnen gegenseitig anzuhaften.
[0062] Vorteilhaft ist es, solche Gläser anzuwenden deren Erweichungstemperatur des Kolbens
(48) unter 800 Grad Celsius liegen, vorzugsweise sogar unter 700 Grad Celsius.
[0063] Man erkennt in Figur 5 ferner die Stromzuführungsdrähte (20 und 22) sowie die diese
Stromzuführungsdrähte (20 und 22 ) zusammenhaltende Isolierperle (24).
[0064] Erfindungsgemäß soll auf diese Stromzuführungsdrähte (20, 22) ein Getterstoff aufgebracht
werden.
[0065] Vorteilhaft ist es auch auf die Isolierperle (24) einen Getterstoff aufzutragen.
[0066] Bevorzugt sollte dafür als Getter P3 N5 verwandt werden. Erfindungsgemäß ist es
vorteilhaft, wenn auf den Leuchtkörper (10) keine phosphorhaltigen Getter aufgebracht
werden, da andernfalls die Gefahr besteht, daß die Lichtdurchlässigkeit der inneren
Oberfläche der Wandung (42) durch die Nähe des Leuchtkörpers (10) durch eine solche
Getterung herabgesetzt wird.
[0067] Es ist vorteilhaft, wenn die Stromzuführungsdrähte (20, 22) einen Durchmesser von
weniger als 0,5 mm aufweisen und daß bei Aktivierung des Leuchtkörpers (10) ein Stromfluß
von über 0,3 Ampere durch diese Stromzuführungsdrähte (20,22) fließt.
[0068] Vorzugsweise sollen die Stromzuführungsdrähte (20, 22) einen Durchmesser von weniger
als 0,35 mm aufweisen.
[0069] Vorteilhaft soll der Leuchtdraht (36) aus welchem der Leuchtkörper (10) gewendelt
wurde einen Durchmesser von mindestens 10 Prozent des Durchmessers der Stromzuführungsdrähte
(20, 22) aufweisen, um die Getterwirkung des auf die Stromzufühungsdrähte (20, 22)
oder die Isolierperle (24) aufgetragenen Getters sicherzustellen.
[0070] Vorzugsweise erhält der Leuchtdraht einen Durchmesser von mindestens 15 Prozent
des Durchmessers der Stromzuführungsdrähte (20, 22).
[0071] Figur 6 zeigt einen gebogenen Leuchtkörper (10) (in vergrößerter Darstellung) dessen
Spitze (38) erfindungsgemäß in Richtung der großen Wandstärke (42) des Kolbens (48)
zeigen soll.
[0072] Man erkennt ferner, daß der Leuchtkörper (10) aus dem Leuchtdraht (36) gewendelt
wurde.
[0073] Durch die Krümmung des gewendelten Teils, welcher dem eigentlichen Leuchtkörper
(10) entspricht, sind die Abstände der einzelnen Windungen an der Außenseite der Krümmung
selbstverständlich größer als an der Innenseite. Man muß aus beiden Abständen das
Mittel errechnen, um die hier aufgeführten Abstandsrelationen feststellen zu können.
[0074] In der hier vorliegenden Patentanmeldung konnte beschrieben werden, welche Parameter
angewandt wurden, um zum erfindungsgemäßen Erfolg zu kommen. Es konnte aber nicht
geklärt werden, welche genauen physikalischen oder chemischen Reaktionen diesen Erfolg
bewirken.
1.) Elektrische Lampe mit 2 Stromzuführungen (20,22) und mit einem Leuchtkörper (10),
welcher in einem luftdicht verschlossenen Gefäß (Kolben) (12) angeordnet ist, wobei
der Kolben (12) mit einem inerten Gas gefüllt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Energieverbrauch der elektrischen Lampe bei aktiviertem Zustand des Leuchtkörpers
(10) mehr als 4 Watt pro Milliliter Rauminhalt des Kolbens (12) beträgt.
2.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
der kalte Fülldruck des inerten Gases weniger als 1,5 Atmosphären beträgt.
3.) Elektrische Lampe nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet, daß
der kalte Fülldruck des inerten Gases weniger als 1,1 Atmosphären beträgt.
4.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgende
dadurch gekennzeichnet, daß
der kalte Fülldruck des inerten Gases mehr als 0,5 Atmosphären gegen VAKUUM beträgt.
5.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgende
dadurch gekennzeichnet, daß
der Energieverbrauch der elektrischen Lampe bei aktiviertem Zustand des Leuchtkörpers
(10) mehr als 5 Watt pro Milliliter Rauminhalt des Kolbens (12) beträgt.
6.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgende
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (12) eine Unterteilung (14) aufweist, wodurch eine Kolbenkammer (16) besteht,
in welcher dr Leuchtkörper (10) angeordnet ist und wodurch eine weitere Kolbenkammer
(18) besteht, welche keinen Leuchtkörper (10) aufweist, wobei beide Kolbenkammern
(16, 18) eine Verbindung aufweisen durch welche das Füllgas von einer Kolbenkammer
(16) in die weitere Kolbenkammer (18) strömen kann und umgekehrt, wobei aber der Gastausch
des Füllgases zwischen den beiden Kolbenkammern (16,18) durch die Unterteilung (14)
behindert ist, und daß der Energieberbrauch der elektrischen Lampe bei aktiviertem
Leuchtkörper (10) mehr als 10 Watt je Milliliter Rauminhalt der den Leuchtkörper (10)
der elektrischen Lampe umgebenden Kolbenkammer (16) beträgt.
7.) Elektrische Lampe nach Anspruch 6
dadurch gekennzeichnet, daß
der Energieverbrauch der Lampe bei aktiviertem Leuchtkörper (10) mehr als 15 Watt
je Milliliter Rauminhalt der den Leuchtkörper (10) der elektrischen Lampe umgebenden
Kolbenkammer (16) beträgt.
8.) Elektrische Lampe nach Anspruch 7
dadurch gekennzeichnet, daß
der Energieberbrauch der Lampe bei aktiviertem Leuchtkörper (10) mehr als 20 Watt
je Milliliter Rauminhalt, der den Leuchtkörper (10) der elektrischen Lampe umgebenden
Kolbenkammer (16) beträgt.
9.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgende dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Kolben (12) ein Getterstoff angeordnet ist, und daß dieser Getterstoff in der
weiteren Kolbenkammer (18) angeordnet ist, in welcher kein Leuchtkörper angeordnet
ist.
10.) Elektrische Lampe nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet, daß
der Getterstoff aus Phosphorpentoxyd besteht.
11.) Elektrische Lampe nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet, daß
der Getterstoff aus P3 N5 besteht.
12.) Elektrische Lampe insbesondere nach Anspruch 1 oder folgende
dadurch gekennzeichnet, daß
der gewendelte Leuchtkörper (10) der Glühlampe einen Abstand (A) zur inneren Oberfläche
der Wandung (42) des Kolbenendes (44) aufweist, welcher kleiner als 2,5 mm ist,
daß die Wandstärke (B) des Kolbenendes (44) in der Nähe der Achse (45) mindestens
2,0 mm beträgt, wobei sich eine verdickte Wandstärke mindestens 2,0 mm rund um die
Achse (45) erstreckt,
daß der Abstand (C) vom Leuchtkörper (10) zur inneren Oberfläche der Seitenwand (46)
des Kolbens (48) größer ist als der Abstand (A),
daß die Wandstärke (D) der Seitenwand (46) höchstens 50 Prozent der Wandstärke (B)
des Kolbenendes (44) beträgt, daß der Kolben (48) mit einem kalten Fülldruck von mehr
als 0,5 bar eines inerten Gases wie Neon, Argon, Krypton, Xenon gefüllt ist,
daß die Temperatur des Leuchtkörpers (10) in aktiviertem Zustand über 2.600 Grad Kelvin
beträgt,
daß der Energieverbrauch der elektrischen Lampe in aktivviertem Zustand des Leuchtkörpers
(10) mehr als 4,5 Watt pro Milliliter Rauminhalt des Kolbens (48) beträgt.
13.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur des Leuchtkörpers (10) in aktiviertem Zustand mehr als 3.000 Grad Kelvin
beträgt.
14.) Elektrische Lampe insbesondere nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der kalte Fülldruck des inerten Gases mehr als 2,0 bar beträgt.
15.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden
dadurch gekennzeichnet, daß
das Füllgas zu mehr als 70 Prozent aus Krypton besteht.
16.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgende bis 14
dadurch gekennzeichnet, daß
das Füllgas zu mehr als 50 Prozent zus Xenon besteht.
17.) Elektrische Lampe nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Füllgas zu mehr als 90 Prozent aus Xenon besteht.
18.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden bis Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Füllgas aus einem Gemisch aus Krypton und Xenon besteht.
19.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden
dadurch gekennzeichnet, daß
dem Füllgas eine winzige Spur eines Halogens oder einer Halogenverbindung zugesetzt
ist.
20.) Elektrische Lampe nach Anspruch 12 oder folgenden
dadurch gekennzeichnet, daß
bei aktiviertem Leuchtkörper (10) eine Temperaturdifferenz von mehr als 200 Grad
Kelvin zwischen der inneren Wandung des Kolbenendes (44) im Bereich der Achse (45)
und der inneren Seitenwand (46) des Kolbens (48) besteht, wobei die höhere Temperatur
an der inneren Wandung (442) im Bereich der Achse (45) des Kolbenendes (44) herrscht.
21.) Elektrische Lampe nach Anspruch 12 oder folgenden
dadurch gekennzeichnet, daß
bei aktiviertem Leuchtkörper (10) eine Temperaturdifferenz des Füllgases im Bereich
der Achse (45) nahe der inneren Oberfläche der Wandung (42) des Kolbenendes (44) gegenüber
dem Füllgas nahe der Seitenwand (46) des Kolbens (48) von mehr als 300 Grad Kelvin
herrscht, wobei das Füllgas im Bereich der Achse (45) der inneren Oberfläche der
Wandung (42) des Kolbenendes (44) heißer ist, als im Bereich der Seitenwand (46).
22.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
der gewendelte Leuchtkörper (10) gekrümmt ist, und daß die Spitze dieser Krümmung
in Richtung des Kolbenendes (44) weist.
23.) Elektrische Lampe nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstände zwischen den einzelnen Windungen dieses Leuchtkörpers (10) kleiner sind
als 1,5 Wolframdrahtdurchmesser.
24.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (48) mit seinem Kolbenende (44) aus einem gebräuchlichen Weichglas besteht.
25.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (48) mit seinem Kolbenende (44) aus einem Soda-Kalkglas (Soda-Limeglass)
besteht.
26.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf die Isolierperle (24) ein Getterstoff aufgetragen wird.
27.) Elektrische Lampe nach Anspruch 1 oder folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Leuchtdraht (26) aus welchem der Leuchtkörper (10) gewendelt wurde einen Durchmesser
von mindestens 15 Prozent des Durchmessers der Stromzuführungsdrähte (20,22) aufweist.