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Erschütterungsfeste elektrische Glühlampe Die Erfindung betrifft elektrische
Glühlampen, die Erschütterungen ausgesetzt sind, beispielsweise Lampen für Fahr-
und Flugzeuge.
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Die durch die Erschütterungen hervorgerufenen mechanischen Schwingungen
der Leuchtkörperwendel oder -doppelwendel beanspruchen den Leuchtkörperdraht an
den Stellen, an- denen er an den Stromzuführungen befestigt ist, besonders dann
sehr stark, wenn zugunsten einer hohen Lichtausbeute auf zusätzliche Halterungen
des Leuchtkörpers verzichtet ist. Um den frühzeitigen Ausfall solcher Lampen infolge
Beschädigung der Befestigungen zu vermeiden, werden Kerndrahtstücke in die gewendelten
Enden des Leuchtkörpers eingeschoben. Die Kerndrahtstücke schließen die Leuchtkörperwindungen
kurz, so daß sich die Enden im Betrieb nicht bis zum Glühen erhitzen können. Es
ist auch bekannt, den Leuchtkörperabschnitt, der den Kerndraht enthält, oder einen
Teil dieses Abschnittes mittels einer weiteren Wendel zu überwickeln, um die Befestigung
zu verbessern. Mit dem Kerndraht sind die Leuchtkörperenden an die Stromzuführungen
angeklemmt oder auf andere Weise an diesen befestigt.
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Der Leuchtkörperteil mit dem eingeschobenen Kerndrahtstück ist zwar
genügend steif und fest, so daß die Befestigungen an den Stromzuführungen bei Erschütterungen
der Lampe nicht gefährdet sind. Der Hauptteil der Leuchtkörperwendel ist dagegen
sehr biegsam, und an der Stelle des Überganges von der kerndrahtfreien Wendel zu
dem Endteil mit eingeschobenem Kerndraht ändert sich die Biegsamkeit des Leuchtkörpers
sprunghaft. Bei den mechanischen Schwingungen, die der Leuchtkörperhauptteil infolge
der Erschütterungen ausführt, ist daher diese Stelle der sprunghaften Änderung der
Biegsamkeit besonders gefährdet. Als Ergebnis des Einschiebens eines Kerndrahtes
in den Endteil der Leuchtkörperwendel ist also lediglich eine Verlagerung der gefährdeten
Leuchtkörperdrahtstelle von der Befestigung an der Stromzuführung zu der Stelle
des überganges zum kerndrahtfreien Leuchtkörperhauptteil festzustellen.
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Ziel der Erfindung ist daher eine elektrische Glühlampe mit wesentlich
verbesserter Erschütterungsfestigkeit des Leuchtkörpers.
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Bei einer erschütterungsfesten elektrischen Glühlampe mit einem Leuchtkörper,
in dessen gewendelte, an den Stromzuführungen befestigte Enden je ein den Wendelinnenraum
ausfüllender Kerndraht eingeschoben ist, und mit je einer weiteren Wendel, die fest
auf ein Leuchtkörperende aufgeschraubt ist und seine Windungen kurzschließt, besteht
die Erfindung darin, daß sich jeder Kerndraht zwischen der Stelle der Befestigung
des Leuchtkörperendes an der Stromzuführung und dem Leuchtkörperhauptteil bis zu
einem Punkt erstreckt, dessen Abstand von der Stromzuführung kleiner ist als der
Abstand desjenigen Punktes von der Stromzuführung, bis zu welchem sich die auf das
Leuchtkörperende aufgeschraubte weitere Wendel erstreckt.
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Mit dieser Anordnung wird eine stufenweise Änderung der Biegsamkeit
längs der Leuchtkörperwendel und damit eine Dämpfung der Resonanzschwingung des
Leuchtkörpers erreicht. Die Anordnung ist besonders wirksam, wenn der Abstand des
Kerndrahtendpunktes von der Stromzuführung wesentlich kleiner ist als der Abstand
des Endpunktes der aufgeschraubten Wendel von der Stromzuführung.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert.
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Fig. 1 stellt eine Scheinwerferlampe im Querschnitt dar; Fig. 2 zeigt
in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch ein Leuchtkörperende; Fig. 3 zeigt
in vergrößertem Maßstab eine andere Ausführung eines Leuchtkörperendes im Querschnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Lampe ist von der in der USA.-Patentschrift 2148 314
beschriebenen Art. Die Lampe hat ein Glasgefäß 1 mit einem aus Preßglas vorgeformten
Reflektorabschnitt 2, der längs seines Randes mit einer vorgeformten Preßglas-Abschlußscheibe
3 verschmolzen ist. Die Innenfläche des Reflektorabschnittes
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hat eine geeignete, das Licht konzentrierende Form, wie z. B. die eines Paraboloids,
und trägt einen Metallüberzug 4, vorzugsweise aus Aluminium. Am Scheitel dieses
Abschnittes befindet sich außen die Sockelanordnung 5. Sie kann von der in dem USA.-Patent
2 272 512 beschriebenen Art sein und enthält ein Paar Metallansätze 6, die an Metallkappen
7, z. B. durch Löten, befestigt sind. Die Kappen 7 sind mit ihren Rändern in das
Glas des Reflektorabschnittes 2 eingebettet und umschließen öffnungen 8 des Glasgefäßes
1, welche sie luftdicht abschließen. Das Glasgefäß 1 ist entlüftet und durch das
Pumprohr 9, das sich am Scheitel des Reflektorabschnittes 2 befindet, mit einem
geeigneten inerten Gas gefüllt. Nach dem Gasfüllen wird das Pumprohr 9 bei 10 abgeschmolzen,
so daß das Gefäß luftdicht abgeschlossen ist.
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Innerhalb des Gefäßes 1 befindet sich das von den Kappen 7 getragene
Gestell 11 mit dem Leuchtkörper 12 zwischen einem Paar fester Stromzuführungen 13
aus z. B. Nickel oder Eisen. Die Stromzuführungen 13 sind mit den Metallkappen 7
fest verbunden, beispielsweise durch Weich- oder Hartlöten. Sie erstrekken sich
durch die Öffnungen 8 in das Innere des Gefäßes und verlaufen mehr oder weniger
parallel zueinander und vorzugsweise in einer die Achse des Reflektorabschnittes
2 enthaltenden Ebene. Die Stromzuführungen 13 werden durch eine isolierende Brücke
aus einem Glasstab 14 im Abstand gehalten, der mittels kurzer Befestigungsdrähte
15 mit den Stromzuführungen, beispielsweise durch Punktschweißen, verbunden ist.
Weiter innerhalb des Gefäßes sind die Stromzuführungen 13 zueinander versetzt, und
mit ihren versetzten Enden 16 ist der Leuchtkörper 12 verbunden.
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Der Leuchtkörper 12 besteht aus Wolframdraht, und sein Hauptteil hat
hier die Form einer geraden Doppelwendel 17, die quer zur Reflektorachse
verläuft und vorzugsweise symmetrisch um den Reflektorbrennpimkt angeordnet ist.
An den Leuchtkörperhauptteil 17 schließen sich beiderseits die einfach gewendelten
Schenkel 18 an. Jeder Schenkel 18 ist quer zu seinem Stromzuführungsende 16 angeordnet
und mittels einer Konstruktion 19 gemäß der Erfindung elektrisch und mechanisch
an die Stromzuführung angeschlossen. Zu diesem Zweck ist in jeden Wendelschenkel
18 ein Stück steifen Kerndrahtes 20 eingeschoben, und auf jeden Wendelschenkel ist
je eine Wendel 21 aufgeschraubt. Die aus dem Wendelschenkel 18, dem Kerndrahtstück
20 und der aufgeschraubten Wendel 21 bestehende Konstruktion ist fest mit der Stromzuführung
13 verbunden, vorzugsweise in Haken 22 eingeklemmt, zu denen die Enden der Stromzuführungen,
wie in den Fig. 2 und 3 angedeutet, gebogen sind. Das Kerndrahtstück besteht aus
einem geeigneten hochschmelzenden Metall, wie Molybdän oder Wolfram, und sein Durchmesser
entspricht etwa dem Innendurchmesser des Wendelschenkels 18 des Leuchtkörpers, so
daß der Wendelinnenraum mehr oder weniger von dem Kerndraht ausgefüllt ist. Auf
diese Weise schützt der Kerndraht den Wendelschenkel 18 davor, beim Einklemmen in
die Haken 22 zerdrückt zu werden, was eine feste Klemmverbindung zwischen Stromzuführung
und Leuchtkörper verhindern würde. Die aufgeschraubte Wendel 21 besteht ebenfalls
aus einem hochschmelzenden Metall, wie Molybdän oder Wolfram, und hat einen Drahtdurchmesser,
der wenigstens annähernd dem Drahtdurchmesser des Leuchtkörpers 12 entspricht. Die
aufgeschraubte Wendel 21 sitzt mit Haftreibung auf dem Wendelschenkel 18. Der Innendurchmesser
der Wendel 21 ist zu diesem Zweck so groß, wie die Summe aus dem Innendurchmesser
und dem Drahtdurchmesser der Wendel 18. Die Steigung der Wendel 21 ist entweder
etwas größer oder etwas kleiner als die der Wendel 18 und beträgt ein oder zwei
Windungen pro Zoll mehr oder weniger als bei der Wendel 18. Durch den festen
Kontakt mit den Windungen des Wendelschenkels 18 schließt die aufgeschraubte Wendel
21 all diese Windungen kurz.
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In Fig. 2 ist der Abstand des Punktes, bis zu welchem sich die aufgeschraubte
Wendel 21 von der Stelle der Befestigung des Leuchtkörperendes an der Stromzuführung
in Richtung auf den Leuchtkörperhauptteil erstreckt, mit a bezeichnet. s ist der
entsprechende Abstand des Kerndrahtendpunktes von der Stromzuführung. Der Abstand
s soll erfindungsgemäß ein bis zwei Drittel des Abstandes a betragen und beträgt
in Fig. 2 etwa die Hälfte bis zwei Drittel von a.
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Die Biegsamkeit des Leuchtkörpers, die in seinem Hauptteil
17 groß ist, nimmt in Richtung auf die Stromzuführungen nach beiden Seiten
ab. Der kerndrahtfreie Abschnitt des Wendelschenkels 18 mit der aufgeschraubten
Wendel 21 besitzt noch eine gewisse Beweglichkeit nach den Seiten, während der Abschnitt
mit dem eingeschobenen Kerndraht 20 kaum noch biegsam ist. Bei mechanischen Schwingungen,
denen der Leuchtkörper bei Erschütterungen unterliegt, wird er auf seiner ganzen
Länge ungefähr gleichmäßig beansprucht, und es gibt keine bevorzugten Punkte besonders
hoher Beanspruchung, an denen der Leuchtkörper frühzeitig brechen könnte. Da die
aufgeschraubte Wendel 21 die seitliche Beweglichkeit der Leuchtkörperwendel einschränkt,
wirkt sie durch Verringerung der Schwingungsamplitude dämpfend. Die ganze Konstruktion
gewährleistet ein hohes Maß von Erschütterungsfestigkeit und eine längere Lebensdauer,
als sie Leuchtkörper mit gewendelten Endteilen bisher aufwiesen. Versuche mit Flugzeugpositionslampen
gemäß der Erfindung haben eine Verdoppelung der Lebensdauer gegenüber Lampen, in
deren gewendelten Leuchtkörperenden nur ein Kerndraht eingeschoben war, ergeben.
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Der Wolframdraht des Leuchtkörpers hat hier einen Durchmesser von
etwa 157 Mikron und die Primärwendel einen Innendurchmesser von 330 Mikron mit etwa
32,8 Windungen auf 1 cm Länge. Der Abstand a beträgt etwa 1,8 mm, der Abstand
s etwa 1 mm. Die aufgeschraubte Wendel 21 besteht aus Molybdändraht von etwa
157 Mikron Durchmesser und hat einen Wendelinnendurchmesser von etwa 457 Mikron
mit etwa 32 Windungen auf 1 ein Länge. Der Kerndraht besteht aus Molybdän und hat
einen Durchmesser von etwa 305 Mikron.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten abgewandelten Ausführung ist eine
weitere Wendel 24 über die erste aufgeschraubte Wendel 21 aufgeschraubt, und zwar
bis zu einer Stelle zwischen den Endpunkten des Kerndrahtes 20 und der ersten
aufgeschraubten Wendel 21. Der Abstand b des Endpunktes der zusätzlich aufgeschraubten
Wendel 24 von der Stromzuführung ist gleich der halben Summe der Abstände a und
s. Diese zweite aufgeschraubte Wendel 24 bewirkt eine zusätzliche Versteifung des
Wendelschenkels 1$ und verleiht der Leuchtkörperanordnung eine weitere
Zwischenstufe
der Biegsamkeit. Die durch die erste aufgeschraubte Wendel 21 schon gegenüber
dem Leuchtkörperhauptteil herabgesetzte Biegsamkeit des Wendelschenkels 18 ist in
dem Abschnitt mit der zweiten aufgeschraubten Wendel 24 noch weiter verringert,
und der Abschnitt mit dem eingeschobenen Kerndraht 20 und den beiden aufgeschraubten
Wendeln 21 und 24 ist praktisch kaum noch biegsam. Die durch die Erschütterungen
hervorgerufenen mechanischen Beanspruchungen des Leuchtkörpers verteilen sich bei
dieser Konstruktion noch gleichmäßiger über seine ganze Länge als bei derjenigen
nach Fig.2, und die Erschütterungsfestigkeit ist noch besser.