DE2803122C2 - Halogen lamp with a bromine cycle and process for its manufacture - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halogen-Glühlampe von der Gattung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung.The invention relates to a halogen light bulb of the type according to the preamble of claim 1, a method for its production and its use.

Aus der DE-AS 24 31 250 ist eine Halogen-Glühlampe bekannt, die ein Füllgas mit einem Halogenzusatz aus einer Halogen-Kohlenwasserstoffverbindung enthält, wobei als Halogen Chlor, Brom und/oder Jod einsetzbar sind. Dabei soll mit Hilfe des Halogenzusatzes im Füllgas eine Ablagerung des infolge der Verdampfung des glühenden Wolframfadens in den Gasraum gelangten Wolframs durch den sogenannten Halogenkreisprozeß vermieden werden. Bei diesem bekannten Prozeß verbindet sich das vom Draht abgedampfte Wolfram mit den aus einer zerfallenden Halogenverbindung stammenden Halogenatomen zu Wolframhalogenid, dessen Siedepunkt unterhalb der Temperatur der Wand des Lampenkolbens liegt, so daß sich an der Kolbenwand kein Wolframhalogenid-Beschlag bilden kann. Das Wolframhalogenid diffundiert zum Leuchtkörper, wo sich Wolfram an den kühleren Teilen des Leuchtkörpers absetzt, während das Halogen für einen erneuten Kreisprozeß zur Verfügung steht.DE-AS 24 31 250 discloses a halogen light bulb that contains a filling gas with a halogen additive from a halogen hydrocarbon compound, where chlorine, bromine and/or iodine can be used as the halogen. The halogen additive in the filling gas is intended to prevent the tungsten that has entered the gas space as a result of the evaporation of the glowing tungsten filament from depositing through the so-called halogen cycle process. In this known process, the tungsten evaporated from the wire combines with the halogen atoms originating from a decaying halogen compound to form tungsten halide, the boiling point of which is below the temperature of the wall of the lamp bulb, so that no tungsten halide condensation can form on the bulb wall. The tungsten halide diffuses to the lamp body, where tungsten is deposited on the cooler parts of the lamp body, while the halogen is available for a new cycle process.

Als nachteilig erweist sich bei der Glühlampe nach der DE-AS 24 31 250 der Einsatz einer Halogen-Kohlenwasserstoffverbindung, da durch thermischen Zerfall dieser Verbindung Kohlenstoff frei wird, der zu einer Karbidbildung auf der Wolfram-Wendel - und damit zur Beeinträchtigung der Lebensdauer der Lampe - führen kann. Weiterhin erweist sich der vor dem Einbringen des Füllgases erforderliche Evakuierungsprozeß als verhältnismäßig aufwendig.The use of a halogen hydrocarbon compound in the incandescent lamp according to DE-AS 24 31 250 is disadvantageous, since the thermal decomposition of this compound releases carbon, which can lead to the formation of carbide on the tungsten filament - and thus to a reduction in the service life of the lamp. Furthermore, the evacuation process required before the filling gas is introduced is relatively complex.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Halogen-Glühlampe, bei dem ein Metallbromid in den Lampenkolben eingebracht wird, ist in der DE-OS 22 62 790 beschrieben. Aus dieser Offenlegungsschrift ist es bekannt, bei der Herstellung von Halogenlampen ein Aluminiumbromid als Getterstoff in den Lampenkolben einzubringen, der einerseits mit dem im Füllgas anwesenden Halogenzusatz nicht reagiert, gleichzeitig jedoch mit jeder eventuellen Gasverunreinigungen in eine chemische Reaktion tritt.A method for producing a halogen lamp in which a metal bromide is introduced into the lamp bulb is described in DE-OS 22 62 790. From this published specification it is known that in the manufacture of halogen lamps an aluminum bromide can be introduced into the lamp bulb as a getter material, which on the one hand does not react with the halogen additive present in the filling gas, but at the same time enters into a chemical reaction with any possible gas impurities.

Weiterhin ist es aus der DE-Patentanmeldung N 10 623 VIII c/21 f (bekanntgemacht am 16. 8. 1956) bekannt, einen an seinen Poldrähten hängenden Glühkörper in ein Gefäß zu tauchen, das den gewünschten Getterstoff in einer Lösung oder einer Suspension enthält.Furthermore, it is known from the German patent application N 10 623 VIII c/21 f (published on August 16, 1956) to immerse an incandescent body hanging by its pole wires in a vessel containing the desired getter material in a solution or suspension.

Der Einsatz von Getterstoffen ermöglicht zwar ohne jede Störung des Lampenbetriebes die Bindung von Verunreinigungen, doch läßt sich bei der Getterung von Verunreinigungen des Füllgases hierdurch eine Schwärzung des Lampenkolbens durch aufgedampftes Wolfram nicht verhindern.The use of getter materials allows impurities to be bound without any disruption to lamp operation, but when gettering impurities in the filling gas, this does not prevent the lamp bulb from becoming blackened by vapor-deposited tungsten.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Halogen-Glühlampe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die unter Verzicht auf Halogen-Kohlenwasserstoffverbindungen bei Verwendung eines ungiftigen Metallhalogenidzusatzes arbeitet, wobei die Einbringung des Metallhalogenidzusatzes beim Herstellungsverfahren auf möglichst rationelle Weise erfolgen soll.The invention has the object of creating a halogen light bulb according to the preamble of claim 1, which works without halogen hydrocarbon compounds and uses a non-toxic metal halide additive, wherein the introduction of the metal halide additive during the production process should take place in the most efficient way possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 2 gelöst.The object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1 or claim 2.

Eine weiter bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist in Anspruch 3 angegeben. In Anspruch 4 wird eine bevorzugte Verwendung genannt.A further preferred embodiment of the method is specified in claim 3. A preferred use is mentioned in claim 4.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung rein schematisch dargestellt. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown purely schematically in the drawing. It shows

Fig. 1 die Darstellung einer Halogen-Glühlampe mit einseitigen elektrischen Anschlüssen, Fig. 1 shows a halogen lamp with one-sided electrical connections,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine beschichtete Glühwendel, Fig. 2 a cross section through a coated filament,

Fig. 3 eine röhrenförmige Halogen-Glühlampe mit Füllstutzen, Fig. 3 a tubular halogen lamp with filling nozzle,

Fig. 4 die Halogen-Glühlampe gemäß Fig. 3 mit abgeschmolzenem Stutzen. Fig. 4 the halogen lamp according to Fig. 3 with melted nozzle.

Im Ausführungsbeispiel (Fig. 1) besteht die Halogen-Glühlampe aus einem Lampenkolben 1, in dem sich eine Wendel 2 befindet, die sich zwischen Trägerstiften 3 erstreckt, welche ihrerseits über je eine folienartige Dichtung (Metallblättchen) 4 mit den äußeren Stiften 5 für den elektrischen Anschluß der Lampe verbunden ist. Die Dichtungen 4 sind eingeschmolzen oder gequetscht in einem Glasfortsatz 6 des Lampenkolbens 1 enthalten.In the embodiment ( Fig. 1), the halogen bulb consists of a lamp bulb 1 in which there is a coil 2 that extends between support pins 3 , which in turn are connected to the outer pins 5 for the electrical connection of the lamp via a foil-like seal (metal leaf) 4. The seals 4 are fused or squeezed into a glass extension 6 of the lamp bulb 1 .

Mit Vorteil weist (siehe Fig. 2) die Drahtwendel 2 eine äußere mantelartige Beschichtung 7 auf, die aus einem Kupferbromid besteht. Insbesondere wird Kupfer-II-Bromid verwendet, das in reinem Äthylalkohol C₂H₅OH gelöst wird. Bewährt hat sich dabei, die Konzentration der Lösung so einzustellen, daß 0,35-0,38 g Kupferbromid auf 100 cm³ Äthylalkohol kommen. Zur Beschichtung wird die Wendel 2 aus Wolfram-Draht einfach in die Lösung eingetaucht. Nach Entnahme der Wendel 2 aus dem Lösungsmittel und dem Verdampfen desselben haftet das Kupferbromid gleichmäßig verteilt auf der Wendel 2. Die beschichtete Wendel 2 wird dann in den Lampenkolben 1 aus Quarz- oder Hartglas maschinell eingeschmolzen. Die beim Einschmelzvorgang erforderliche Schutzgasspülung wird dabei über ein an den Lampenkolben angeschmolzenes Spülrohr 8 (Fig. 3) vorgenommen. Nach dem maschinellen Einschmelzen wird das Spülrohr 8 (am oberen Ende) durch Abschmelzen in der Flamme verschlossen ( Fig. 4). Das Schutzgas verbleibt im Lampenkolben und bildet gleichzeitig das Füllgas. Beim Betrieb der Halogen-Glühlampe dampft das Kupferbromid durch die beim Aufheizen entstehende Temperatur von der Wendel 2 ab und dissoziiert in Brom und Kupfer. Das Brom steht dann für den bekannten Wolfram-Halogen-Kreisprozeß zur Verfügung.Advantageously (see Fig. 2) the wire coil 2 has an outer jacket-like coating 7 which consists of a copper bromide. In particular, copper-II-bromide is used which is dissolved in pure ethyl alcohol C ₂ H ₅ OH. It has proven useful to adjust the concentration of the solution so that 0.35-0.38 g of copper bromide are present per 100 cm ³ of ethyl alcohol. To coat it, the coil 2 made of tungsten wire is simply dipped into the solution. After the coil 2 has been removed from the solvent and the solvent has evaporated, the copper bromide adheres evenly to the coil 2. The coated coil 2 is then mechanically melted into the lamp bulb 1 made of quartz or hard glass. The protective gas flushing required during the melting process is carried out via a flushing tube 8 ( Fig. 3) melted onto the lamp bulb. After the machine melting, the flushing tube 8 (at the upper end) is closed by melting in the flame ( Fig. 4). The protective gas remains in the lamp bulb and simultaneously forms the filling gas. When the halogen lamp is in operation, the copper bromide evaporates from the coil 2 due to the temperature generated during heating and dissociates into bromine and copper. The bromine is then available for the well-known tungsten-halogen cycle.

Die röhrenförmige Halogen-Glühlampe gemäß Fig. 4 ist speziell zur Anwendung in Kopiergeräten mit intermittierendem Betrieb geeignet.The tubular halogen lamp according to Fig. 4 is especially suitable for use in copiers with intermittent operation.

Durch das Nichtvorhandensein von Kohlenstoff in der Bromverbindung wird eine Karbidbildung auf der Wolfram-Wendel, die zur Beeinträchtigung der Lebensdauer der Lampe führen kann, verhindert.The absence of carbon in the bromine compound prevents the formation of carbide on the tungsten filament, which can impair the service life of the lamp.

Claims (1)

1. Halogen-Glühlampe mit einem Glaskolben, insbesondere aus Quarzglas, Borosilikatglas oder einem anderen Hartglas, das als Hauptbestandteil SiO₂ enthält, der ein Füllgas enthält, mit einer im wesentlichen aus Wolfram bestehenden Glühwendel und mit einem Bromkreislauf im Betriebszustand, wobei Brom durch thermische Zersetzung eines in fester Form in den Glaskolben eingebrachten Metallbromids entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühwendel (2) wenigstens teilweise mit Kupferbromid (CuBr₂) beschichtet ist und der kleinste Abstand zwischen einem beschichteten Glühwendelteil und einer Einschmelzstelle für die Stromzuführung 20 mm beträgt. 1. Halogen incandescent lamp with a glass bulb, in particular made of quartz glass, borosilicate glass or another hard glass which contains SiO ₂ as its main component, which contains a filling gas, with a filament consisting essentially of tungsten and with a bromine circuit in the operating state, wherein bromine is formed by thermal decomposition of a metal bromide introduced into the glass bulb in solid form, characterized in that the filament ( 2 ) is at least partially coated with copper bromide (CuBr ₂ ) and the smallest distance between a coated filament part and a melting point for the power supply is 20 mm. 2. Verfahren zur Herstellung einer Halogen-Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühwendel (2) in eine Lösung aus Kupferbromid und einem rückstandsfrei flüchtigen organischen Lösungsmittel eingetaucht wird, daß nach Abdampfen des Lösungsmittels die mit Kupfbromid beschichtete Glühwendel (2) mit folienartigen Dichtungen (4) (Metallblättchen) unter Schutzgasspülung über ein an den Glaskolben (1) angeschmolzenes Spülrohr (8) in diesen eingeschmolzen und dann das Spülrohr (8) abgeschmolzen wird unter Verbleiben des Schutzgases als Füllgas im Glaskolben. 2. Method for producing a halogen incandescent lamp according to claim 1, characterized in that the filament ( 2 ) is immersed in a solution of copper bromide and a residue-free volatile organic solvent, that after evaporation of the solvent the filament ( 2 ) coated with copper bromide with foil-like seals ( 4 ) (metal flakes) is melted into the glass bulb ( 1 ) with protective gas flushing via a flushing tube ( 8 ) melted onto the glass bulb (1), and then the flushing tube ( 8 ) is melted off while the protective gas remains as filling gas in the glass bulb. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Äthylalkohol eingesetzt wird. 3. Process according to claim 2, characterized in that ethyl alcohol is used as the solvent. 4. Verwendung einer Halogen-Glühlampe nach Anspruch 1 als Lichtquelle eines Kopiergerätes. 4. Use of a halogen bulb according to claim 1 as a light source of a copier.