Lichtquellen der in Rede stehenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt und existieren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen. Dabei sind insbesondere elektrische Glühlampen, elektrische Halogenglühlampen und elektrische Entla- dungslampen in Niederdruck-oder Hochdruckausführungen sowie elektronische Leuchtdioden bekannt. Die Lichtquellen basieren auf der Glühemission, der Stoßan- regung von Gasen oder einer Lumineszenzwirkung, beispielsweise bei Lumines- zenzröhren.

Bei all diesen bekannten Lichtquellen ist nachteilig, dass sich die im Betrieb glühen- den Filamente oder Elektroden mit zunehmender Betriebszeit nachteilig verändern.

Die Veränderung kann eine chemische Veränderung wie z. B. eine Umwandlung oder eine Vergiftung aufgrund einer chemischen Reaktion mit chemischen Bestand- teilen der das Filament oder die Elektrode umgebenden Atmosphäre sein. Anderer- seits kann die Veränderung eine physikalische Veränderung aufgrund von Wärme- oder Temperatureinwirkungen auf das Filament oder die Elektrode sein, beispiels- weise eine Verdampfung von Filament-oder Elektrodenmaterial oder ein Aufschmelzen oder Kristallisationseffekte mit sich anschließenden Brucherschei- nungen. Alle diese Veränderungen sind Alterungserscheinungen und beeinträchti- gen zunehmend oder unterbinden sogar die Funktionsfähigkeit bzw. die Lichterzeu- gung der bekannten Lichtquellen oder Lampentypen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lichtquelle der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren anzugeben, wonach die Lebensdauer der Lichtquelle mit konstruktiv einfachen Mitteln verlängerbar ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Lichtquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Regeneration einer Lichtquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 42 gelöst. Danach ist die Lichtquelle der eingangs genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass dem Filament oder der Elektrode ein Depot mit mindestens einem chemischen Ele- ment zugeordnet ist, das auch das Filament oder die Elektrode aufweist, und dass das Element dem Filament oder der Elektrode zuführbar ist.

In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass ein Filament oder eine Elek- trode, das oder die eine betriebsdauer-oder alterungsbedingte Veränderung erfahren hat, in gewissem Umfang wieder regenerierbar ist. Hierzu wird dem Filament oder der Elektrode ein chemisches Element zugeführt, das während des Betriebs-oder Alterungsprozesses von dem Filament oder der Elektrode beispiels- weise abgedampft wird. Hierdurch kann der Veränderungsprozess des Filaments oder der Elektrode zumindest unterdrückt und in gewissem Umfang auch rückgängig gemacht werden, wobei das betriebs-oder alterungsbedingt veränderte Material des Filaments oder der Elektrode quasi wiederhergestellt werden kann. Zur Realisierung des Vorgangs ist dem Filament oder der Elektrode ein Depot mit mindestens einem chemischen Element zugeordnet, das auch das Filament oder die Elektrode aufweist. Genauer gesagt wird dem Filament oder der Elektrode während des Betriebs der Lichtquelle das mindestens eine chemische Element aus dem separaten Depot zugeführt, so dass die Veränderungen des Filaments oder der Elektrode, die betriebsdauer-oder alterungsbedingt sind, zumindest unterdrückt und in wesentlichem Umfang auch wieder rückgängig gemacht werden können. Das Filament oder die Elektrode wird dadurch quasi wieder"aufgeladen". Dabei ist wesentlich, dass es sich hierbei nicht um die Rückführung von Material handelt, das ursprünglich Bestandteil des Filaments oder der Elektrode war, sondern um zusätzliches Material, das durch das Depot bereitgestellt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Lichtquelle ist eine deutliche Verlängerung der Lebens- dauer einer Lichtquelle realisiert. Die Lebensdauer hält zumindest bis zu dem Zeit- punkt an, zu dem das im Depot bereitgestellte chemische Element quasi verbraucht ist. Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Lichtquelle eine Lichtquelle realisiert, bei der die Lebensdauer mit konstruktiv einfachen Mitteln verlängert ist.

Die Verlängerung der Lebensdauer der Lichtquelle findet im Konkreten während des üblichen Betriebszustands der Lichtquelle statt. Während dieses Betriebszustands kann das Filament oder die Elektrode der Lichtquelle quasi regeneriert werden.

Hierzu muss der Betrieb der Lichtquelle also nicht eingestellt werden.

Im Konkreten könnte das Element auf oder in das Filament oder die Elektrode führ- bar sein. Hierdurch ist eine besonders sichere Regeneration des Filaments oder der Elektrode realisierbar, da für die Regeneration günstige Reaktionen durch einen di- rekten Kontakt zwischen dem Element und dem Material des Filaments oder der Elektrode gefördert werden könnten.

In besonders sicherer Weise könnte das Element mittels eines Gases oder Dampf- es, das oder der das Element aufweist, zuführbar sein. Das Gas oder der Dampf könnte dabei eine Transportfunktion für das Element erfüllen.

Eine Beschleunigung der Zuführung des Elements zu dem Filament oder der Elekt- rode könnte durch eine Zuführung unter Wärmeeinwirkung erfolgen. Hierdurch las- sen sich Transportvorgänge beschleunigen.

Je nach Zusammensetzung des Filaments oder der Elektrode sind individuelle Tem- peraturen des Filaments oder der Elektrode für den Regenerationsprozess günstig.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass beispielsweise bei einem Tantalkarbidfilament die Zuführung des Elements bei einer Temperatur des Filaments von etwa 2000 Grad Celsius besonders günstig ist.

Das Element könnte in dem Depot in fester oder flüssiger Form oder gasförmig oder dampfförmig vorliegen. Hierbei ist auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustellen.

Weiterhin könnte das Element in dem Depot in chemisch gebundener oder che- misch ungebundener Form mit oder ohne Trägersubstanz vorliegen. Auch hier könnte bei der Wahl der Art der Bereitstellung des Elements auf den jeweiligen An- wendungsfall abgestellt werden.

Insbesondere bei Verwendung eines Tantalkarbidfilaments ist es günstig, wenn das Depot eine das Element enthaltende organische Substanz aufweist. In der Praxis haben sich hier besonders effektive Zuführprozesse gezeigt.

Das Depot könnte im Hinblick auf eine sichere Bereitstellung des chemischen Eie- ments einen Träger für das Element aufweisen. Ein derartiger Träger könnte bei- spielsweise vor seiner Verwendung in eine flüssige, das Element enthaltende organische Substanz eingetaucht werden. Alternativ hierzu könnte der Träger vor seiner Verwendung in ein das Element enthaltendes organisches Lösungsmittel, beispielsweise in Aceton, in Formaldehyd oder in Essigsäure eingetaucht werden.

Dabei verbleibt üblicherweise eine vorgebbare Menge der Substanz, in die der Träger eingetaucht wird, an dem Träger haften. Diese Menge dient dann als das chemische Element enthaltendes Depot.

Im Konkreten könnte der Träger aus Gummi oder Polymeren ausgebildet sein, wobei sich eine Ausbildung als Gummi-O-Ring oder Polymer-O-Ring als besonders praktisch gezeigt hat, da ein derartiger Gummi-O-Ring oder Polymer-O-Ring in einfacher Weise in einen Kolben oder in eine Röhre einbringbar ist.

In weiter vorteilhafter Weise könnte der Träger porös ausgebildet sein, so dass er quasi innere Oberflächen aufweist. Hierdurch ist eine besonders große Menge an flüssiger Substanz am Träger bzw. im Träger anordenbar. Bei einer konkreten Aus- gestaltung könnte der Träger beispielsweise aus einer Keramik, aus Polymeren, Polymerkunststoff, aus einem Metallschaum oder aus einem Sintermaterial ausge- bildet sein.

Im Hinblick auf eine besonders sichere Zuführung des Elements zu dem Filament oder der Elektrode könnte das Depot in dem Kolben oder in der Röhre angeordnet sein. Dabei ist eine Anordnung des Depots an einem Fuß des Kolbens besonders günstig, da hier die Lichtabstrahlung durch die Lichtquelle meist nicht abgeschirmt oder behindert wird.

Im Hinblick auf eine sichere Bereitstellung des chemischen Elements zur Zuführung zu dem Filament oder der Elektrode könnte die Lichtquelle eine Heizeinrichtung für das Depot und damit für das Element aufweisen. Insbesondere bei in fester oder in flüssiger Form vorliegendem chemischem Element ist eine separate Heizeinrichtung für das Depot zur beispielsweisen Verdampfung oder Ausgasung des Elements günstig.

Je nach Anwendungsfall könnte die Heizeinrichtung in komfortabler Weise induktiv arbeiten. Im Hinblick auf eine besonders einfache Ausgestaltung der Heizeinrich- tung könnte die Heizeinrichtung eine elektrische Widerstandsheizung sein.

Zur Vermeidung der zusätzlichen Installation einer separaten Heizeinrichtung könnte die Heizeinrichtung durch an das Depot wärmeleitend angekoppelte Bauteile der Lichtquelle gebildet sein. Hierbei könnte quasi Abwärme von bereits vorhande- nen Bauteilen der Lichtquelle zur Beheizung des Depots genutzt werden.

Die Steuerung der Temperatur des Depots und damit des Elements könnte durch die räumliche Entfernung des Depots von dem Filament oder der Elektrode erfol- gen. Insbesondere bei einer Beheizung des Depots durch Strahlungswärme von dem Filament oder der Elektrode könnte das Depot bei einer höheren gewünschten Temperatur näher am Filament oder der Elektrode angeordnet werden. Entspre- chend könnte das Depot bei einer niedrigeren gewünschten Temperatur in größerer Entfernung von dem Filament oder der Elektrode angeordnet werden. Bei einer An- ordnung des Depots in dem Hals eines Kolbens könnte die Temperatur des Depots und damit des Elements in konkreter Weise durch die Halslänge des Kolbens in Verbindung mit der Anordnung des Depots in dem Hals des Kolbens gesteuert wer- den. Entsprechend könnte die Temperatur des Depots bei Anordnung des Fila- ments oder der Elektrode in einer Röhre durch die Länge der Röhre in Verbindung mit der Anordnung des Depots in der Röhre gesteuert werden.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Lichtquelle könnte das Depot in dem Fila- ment oder der Elektrode angeordnet sein. Es handelt sich dabei quasi um ein inter- nes Depot, bei dem das chemische Element in dem Filament oder der Elektrode be- reitgestellt wird. Hierbei könnte das Depot integral mit dem Filament oder der Elekt- rode ausgebildet sein.

Bei einer konkreten Ausgestaltung könnte das Depot kohlenstoffhaltig sein oder aus Kohlenstoff gebildet sein. Hierbei ist in einer besonders einfachen Ausgestaltung das Depot ein Kohlenstoff-Pressling mit auf den Kohlenstoff-Pressling aufgebrach- tem Filament oder aufgebrachter Elektrode. Dabei könnte die Zuführung des chemi- schen Elements, beispielsweise Kohlenstoff, während des Betriebs der Lichtquelle bei zur Lichterzeugung aufgeheiztem Filament oder aufgeheizter Elektrode erfolgen.

Die Zuführung könnte dann über einen Diffusionsprozess aus einem inneren Bereich des Filaments oder der Elektrode zum äußeren Bereich des Filaments oder der Elektrode erfolgen.

Bei einer weiteren konkreten Ausgestaltung könnte die Lichtquelle mindestens zwei unabhängig voneinander betreibbare oder beheizbare Filamente oder Elektroden aufweisen. Die Filamente oder Elektroden könnten dabei in demselben Kolben oder in derselben Röhre angeordnet sein.

Beim Betrieb einer derartigen Lichtquelle könnte das von einem auf hoher Betriebs- temperatur befindlichen Filament abdampfende chemische Element einem auf nied- rigerer Betriebstemperatur befindlichen Filament zugeführt werden, um es während des Betriebs der Lichtquelle oder nach dem Betrieb der Lichtquelle zu regenerieren.

Sofern die Lebensdauer eines auf hoher Betriebstemperatur befindlichen Filaments erschöpft ist, kann der lichterzeugende Betrieb auf der hohen Betriebstemperatur auf ein bis dahin regeneriertes Filament umgestellt werden. Dann kann das er- schöpfte Filament bei z. B. niedrigerer Prozesstemperatur auf die gleiche Weise wieder regeneriert werden. Durch eine derartige wechselseitige Regeneration zweier oder mehrerer Filamente ist eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer einer Lichtquelle ermöglicht.

Bei einer wechselseitigen Regeneration von Filamenten oder Elektroden könnte ein wärmeleitender Kontakt zwischen den Filamenten oder Elektroden vorliegen. Hier- durch könnte bei der Lichterzeugung durch ein Filament erzeugte Abwärme in ener- getisch günstiger Weise zum anderen Filament geleitet werden. Eine derartige Ab- wärme könnte ausreichen, um die für die Regeneration des gerade nicht betriebe- nen Filaments ausreichende Erwärmung des Filaments oder der Elektrode zu errei- chen.

Das Filament oder die Elektrode könnte vorzugsweise zyklisch auf unterschiedliche Temperaturen heizbar sein. Hierzu könnte die Lichtquelle eine Heizeinrichtung für das Filament oder die Filamente oder für die Elektrode oder die Elektroden aufwei- sen. Hierbei könnte jedem Filament oder jeder Elektrode eine separate Heizein- richtung zugeordnet werden. Im Konkreten könnte die Heizeinrichtung zur Erzeu- gung einer elektrischen Wechselspannung oder einer gepulsten oder getakteten elektrischen Spannung zur Beheizung des Filaments oder der Filamente oder der Elektrode oder der Elektroden ausgebildet sein. Alternativ hierzu könnte die Beheizung des Filaments oder der Filamente oder der Elektrode oder der Elektroden mittels einer induktiv arbeitenden Heizeinrichtung erfolgen. Bei den vorangegangenen Ausgestaltungen ist auf den jeweiligen Anwendungsfall und auf die jeweils besonders günstigen Regenerationszyklen abzustellen.

Bei einer weiter konkreten Ausgestaltung könnte in einer Gasatmosphäre in dem Kolben oder in der Röhre eine mindestens binäre Gasmischung mit einem leichteren und einem schwereren Gas oder Dampf vorliegen. Eine derartige Gasmischung ist insbesondere bei einer dichten Anordnung von einem heißeren und einem relativ dazu kälteren Filament günstig, wobei hier im umgebenden beispielsweise kohlenstoffhaltigen Gas oder Dampf ein hoher Temperaturgradient zwischen den beiden Filamenten und dadurch ein effizienter Kohlenstofftransport durch Thermodiffusion im Gegensatz zu einem Transport durch Diffusion oder Kon- vektion erzeugbar ist. Hierzu muss dann mindestens eine binäre Gasmischung in der Prozessgasatmosphäre um die Filamente mit einem wesentlich leichteren Gas oder Dampf-beispielsweise Wasserstoff oder Helium-als der freie gasförmige Kohlenstoff oder die vorliegenden Kohlenstoffverbindungen vorliegen. Die schwereren Prozessgasbestandteile wie der Kohlenstoff bzw. die Kohlenstoffver- bindungen konzentrieren sich dann im kühleren Bereich, während sich die leichteren Prozessgasbestandteile im heißeren Bereich konzentrieren.

Ein Thermodiffusionstransport zu einem Filament oder einer Elektrode, das oder die regeneriert werden soll, kann des Weiteren dadurch gefördert werden, dass die Fi- lamente oder Elektroden von zwei Kolben oder Röhren umgeben sind. Genauer ge- sagt ist dann der Kolben oder die Röhre, in dem oder in der die Filamente oder Elektroden angeordnet sind, von einem zweiten Kolben oder einer zweiten Röhre umgeben. Der zweite Kolben oder die zweite Röhre bildet dabei einen Abschluss zur Außenatmosphäre oder Umgebung.

In dem Zwischenraum zwischen dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben oder zwischen der ersten Röhre und der zweiten Röhre könnte ein Vakuum oder eine sehr dünne, schwach wärmeleitende Gasatmosphäre ausgebildet sein. Beim Be- trieb heizt sich dann die Kolbenoberfläche des inneren Kolbens gegenüber dem äußeren Kolben stärker auf, da dieser in der äußeren Luftatmosphäre konvektions- gekühlt oder zwangsgekühlt ist oder werden kann. Somit kann der Temperaturgra- dient und der resultierende Elementtransport aufgrund der Thermodiffusion von den Filamenten oder Elektroden zur inneren Kolbenoberfläche reduziert werden. Umge- kehrt kann der Elementtransport aufgrund der Thermodiffusion vom heißen Filament oder von der heißen Elektrode auf das relativ dazu kältere Filament oder die relativ dazu kältere Elektrode verbessert werden. Das zuvor gesagte gilt analog bei einer Ausgestaltung mit einer ersten und einer zweiten Röhre.

Im Hinblick auf eine besonders kompakte Ausgestaltung einer Lichtquelle könnten die Filamente sich gegenseitig umschlingend angeordnet sein. Im Konkreten könnte eine erfindungsgemäß ausgestaltete Lichtquelle oder Glühbirne über zwei sich ge- genseitig umschlingende gewendelte Filamente verfügen, die an den einen Enden jeweils an verschiedenen Stegen und an den anderen Enden an einem gemeinsa- men Steg elektrisch kontaktiert sind. Bei dieser Ausführung kann die Lichtquelle über insgesamt drei elektrische Kontakte oder Stege verfügen. Eine elektrische Kontaktierung mit jeweils zwei getrennten Stegen pro Filament ist ebenfalls denk- bar. Diese Bauformen können im Prinzip auch mit mehr als zwei Filamenten aus- geführt werden.

Durch diese konstruktive Ausgestaltung mit zwei Röhren oder Kolben wird auch ein störender Niederschlag des chemischen Elements-beispielsweise Kohlenstoff- auf der heißen Innenoberfläche des ersten Kolbens oder der ersten Röhre reduziert.

Dies kann noch dadurch unterstützt werden, dass der innere Kolben oder die innere Röhre ein möglichst kleines Volumen und damit eine möglichst homogene Tempe- raturverteilung aufweist, um einen überlagerten Konvektionstransport des Elements oder der Elementverbindungen möglichst zu reduzieren. Letztendlich dient der zweite Kolben oder die zweite Röhre noch als Schutzumfassung, falls beispiels- weise der innere Kolben oder die innere Röhre aufgrund von Druck-oder Tempe- ratureinwirkungen platzen sollte.

Bei einer in der Praxis besonders gut erprobten Ausgestaltung der Lichtquelle könnte das Filament oder die Elektrode Tantalkarbid aufweisen. Das Element könnte Kohlenstoff sein.

Zusätzlich zu den voranstehenden Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Lichtquelle ist die obengenannte Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Regenera- tion einer Lichtquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 42 gelöst. Danach ist ein Verfahren zur Regeneration einer Lichtquelle mit einem beheizbaren Filament oder einer Elektrode, insbesondere einer Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 41, bereitgestellt, wobei das Filament oder die Elektrode in einem Kolben oder in einer Röhre angeordnet ist. Gemäß dem Verfahren erfolgt zunächst ein Zuordnen eines Depots zu dem Filament oder der Elektrode, wobei das Depot mindestens ein chemisches Element aufweist, das auch das Filament oder die Elektrode aufweist.

Im Anschluss hieran erfolgt ein Zuführen des Elements zu dem Filament oder der Elektrode.

Bei einer konkreten Ausgestaltung könnte das Element auf oder in das Filament oder die Elektrode geführt werden.

Im Hinblick auf eine sichere Zuführung könnte das Element mittels eines Gases oder Dampfes, das oder der das Element aufweist, zugeführt werden. Die Zufüh- rung des Elements zu dem Filament oder der Elektrode könnte unter Wärmeeinwir- kung erfolgen. Das Element könnte dem Filament oder der Elektrode bei einer Temperatur des Filaments oder der Elektrode von etwa 2000 Grad Celsius zugeführt werden. Das Zuführen könnte mittels Diffusion, Thermodiffusion oder Konvektion erfolgen.

Ein dem Depot zugeordneter Träger für das Element könnte vor seiner Verwendung in eine flüssige, das Element enthaltende organische Substanz oder in ein das Ele- ment enthaltendes organisches Lösungsmittel, beispielsweise in Aceton, in Formal- dehyd oder in Essigsäure eingetaucht werden. Hierdurch erfolgt eine einfache An- ordnung einer gewünschten Substanz an dem Träger.

Die Temperatur des Depots und damit des Elements könnte durch die räumliche Entfernung des Depots von dem Filament oder der Elektrode gesteuert werden. Al- ternativ hierzu könnte die Temperatur des Depots und damit des Elements durch die Halslänge des Kolbens oder die Länge der Röhre in Verbindung mit der Anord- nung des Depots in dem Hals des Kolbens oder in der Röhre gesteuert werden.

Hierbei wird davon ausgegangen, dass das Filament oder die Elektrode auf einer hohen Temperatur betrieben werden. Die Temperatur des Depots und damit des Elements reduziert sich dann meist mit zunehmender Entfernung von dem Filament oder der Elektrode.

Das Filament oder die Elektrode könnte vorzugsweise zyklisch auf unterschiedliche Temperaturen geheizt werden, um die für die Regeneration des Filament oder der Elektrode günstigste Betriebstemperatur zu erreichen.

Ein Filament oder eine Elektrode könnte ein anderes Filament oder eine andere Elektrode über Wärmestrahlung und/oder über eine wärmeleitende Kontaktierung aufheizen. Hierdurch könnte Abwärme eines zur Lichterzeugung erhitzten Filaments oder einer zur Lichterzeugung erhitzten Elektrode in energetisch günstiger Weise genutzt werden.

Je nach Anwendungsfall könnte das Filament oder die Elektrode mit einer elektri- schen Wechselspannung oder einer gepulsten oder getakteten elektrischen Spannung nach dem Prinzip der Widerstandsheizung geheizt werden. Die Beheizung des Filaments oder der Filamente oder der Elektrode oder der Elektroden könnte alternativ hierzu mittels einer induktiv arbeitenden Heizeinrichtung erfolgen.

Bei einem besonders einfachen Regenerationsprozess könnten zwei oder mehrere Filamente oder Elektroden abwechselnd lichterzeugend betrieben werden und gleichzeitig mindestens einem oder einer nicht lichterzeugend betriebenen Filament oder Elektrode das Element zugeführt werden.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Wirkungen der zuvor genannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regeneration einer Lichtquelle wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen zu den pa- rallelen, eine Lichtquelle betreffenden Patentansprüchen verwiesen.

In besonders vorteilhafter Weise kann das Verfahren zur Regeneration einer Licht- quelle bei einer Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 41 angewendet wer- den.

Zum weiteren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend wesentliche Aspekte der Erfindung nochmals erläutert : Bei der Regeneration einer Lichtquelle können die gleichen chemischen oder physi- kalischen Vorgänge verwendet werden, die wiederum zu einem Altern der Elektro- den oder der Filamente führen. Dies soll an einem stellvertretenden Beispiel erläu- tert werden, wobei eine Glühbirne mit lichterzeugenden Glühfilamenten beschrieben wird. Die Erfindung ist jedoch genauso auf Heizfilamente oder Elektroden in ande- ren elektrisch betreibbaren Lichtquellen anwendbar.

Die vorliegende Erfindung steht im Gegensatz zum bekannten Wolframhalogen- kreislauf bei einer herkömmlichen Halogenglühlampe mit einem Wolframfilament.

Bei der bekannten Halogenglühlampe wird von der heißen Filamentoberfläche ab- dampfendes Wolfram mittels des chemischen Wolframhalogenkreislaufs während des Betriebs der Lampe wieder zur heißen Filamentoberfläche geführt. Dies stellt jedoch keine Regeneration des Filaments dar, da das aus dem Filament stam- mende abgedampfte Wolfram lediglich wieder in den Oberflächenbereich des Fila- ments zurückgeführt wird, um dort die Wolframdampfkonzentration zu erhöhen.

Dies reduziert dann die effektive Abdampfrate und Abdampfgeschwindigkeit des Wolframs von dem Filament. Dieser chemische Kreislauf ist während des Lampen- betriebs ein geschlossener chemischer Kreislauf, dem keine zusätzlichen chemi- schen Komponenten zur Regeneration aus einem separaten Depot zugeführt wer- den. Die Abdampfrate und Abdampfgeschwindigkeit bleibt in jedem Fall und zu je- dem Zeitpunkt positiv und es werden keine zur Regeneration notwendigen zusätzli- chen Chemikalien in den chemischen Prozess des Lampenbetriebs eingebracht.

Die hier beschriebene Erfindung ermöglicht bei einem zyklischen Betrieb einer Lampe eine effektive negative Abdampfrate, also eine Art"Aufladen"des Filaments oder der Elektrode innerhalb eines Betriebszyklus. Die Erfindung ermöglicht bei kontinuierlichem Betrieb der Lampe eine wesentliche Verringerung der Alterung des Filaments durch die Hinzugabe und den Verbrauch von zusätzlichen chemischen Stoffen aus einem Depot.

Bei der Verwendung von Tantalkarbid oder Tantalkohlenstoff als Glühfilamentmate- rial kann festgestellt werden, dass das Tantalkarbid bei hohen Betriebstemperaturen weit oberhalb von 2000 Grad Celsius, beispielsweise bei typischerweise 3600 Grad Celsius, seinen Kohlenstoffanteil durch das Abdampfen des Kohlenstoffs von der Filamentoberfläche verliert. Dadurch wandelt sich die durch geeignete Präparation erzeugte sehr temperaturbeständige Erscheinungsphase des Tantalkarbidfilaments in eine weniger temperaturfeste Phase um, was dann nach einer bestimmten Zeit- dauer bei den angewendeten Betriebstemperaturen zur Zerstörung des Filaments durch Schmelzen oder Bruch führt.

Die Präparation und auch eine Regeneration der hochtemperaturfesten Ausgangs- phase des Tantalkarbidfilaments kann jedoch bei niedrigeren Betriebstemperaturen von typischerweise um die 2000 Grad Celsius erfolgen, wobei der Kohlenstoff von beispielsweise kohlenstoffhaltigen Gasen oder Dämpfen der Filamentoberfläche zugeführt wird. Das Tantal oder die hier vorliegende Tantalkarbidphase nimmt bei ca. 2000 Grad Celsius unter einer geeigneten Gasatmosphärenbedingung wieder den Kohlenstoff auf und bildet wieder die hochtemperaturfeste Tantalkarbidaus- gangsphase aus. Die kohlenstoffhaltigen Gase oder Dämpfe können aus einem De- pot stammen, das diese zusätzlich abgibt. Neben den kohlenstoffhaltigen Gasen oder Dämpfen können zur Regeneration auch andere geeignete Chemikalien aus einem Depot heraus zugeführt werden.

Auf die wechselseitige Regeneration zweier oder mehrerer Filamente ist bereits weiter oben eingegangen worden. Bei der nicht wechselseitigen Regeneration nur eines Lampenfilaments bzw. bei einer Einfilamentlampe muss das Filament gegebe- nenfalls entweder zyklisch auf verschiedene Betriebstemperaturen gebracht werden oder es kann der Prozess der Regeneration bzw. die Zuführung der Regenerations- chemikalien dem Prozess der Degradation bei gleich bleibender Betriebstemperatur gleichzeitig überlagert werden. Die unterschiedlichen Temperaturzyklen können bei- spielsweise durch eine angelegte elektrische Betriebswechselspannung oder eine gepulste bzw. getaktete elektrische Betriebsspannung erzeugt werden. Die Zufüh- rung der kohlenstoffhaltigen Gase oder Dämpfe oder anderer zur Regeneration not- wendiger Chemikalien kann in einfacher Weise durch die Diffusion oder Thermodiffusion oder Konvektion erfolgen.

Bei einer beispielhaften konstruktiven Ausgestaltung können anstelle eines Fila- ments einer beispielhaften Glühlampe zwei oder mehrere Filamente sehr dicht bei- einander angeordnet sein. Flächenhafte Filamente können mit zueinander paralle- len Flächennormalen und lineare Filamente können koaxial oder parallel zueinander angeordnet sein.

Dabei existiert keine Einschränkung hinsichtlich der Ausführung flächiger Filamente in ebener, planarer oder gefalteter Form oder hinsichtlich linearerer Filamente in gestreckter, gefalteter oder gewendelter Form. Des Weiteren sind Mischformen denkbar, bei denen beispielsweise ein lineares Filament von einem flächigen Fila- ment umgeben oder umhüllt ist. Als flächige Filamente werden dabei auch durch- brochene oder gitterartige Filamente verstanden. Die Filamente können des Weite- ren getrennt unabhängig voneinander oder gemeinsam oder abhängig voneinander elektrisch kontaktiert sein. Das gleiche gilt für Heizwendeln oder Elektroden anderer Lichtquellen, die in einem ähnlichen chemischen oder physikalischen Prozess rege- neriert werden können.

Diese dichte Anordnung der Filamente erfüllt die Aufgabe, ein anderes benachbartes Filament durch die Strahlungswärme eines unter elektrischem Betrieb stehenden Filaments auf die notwendige Prozesstemperatur zur Regeneration auf- zuheizen. Die notwendige Prozesstemperatur kann allerdings auch durch ein direktes elektrisches Aufheizen des zu regenerierenden Filaments oder durch eine wärmeleitende Kontaktierung des zu regenerierenden Filaments mit dem heißen in Betrieb stehenden Filament oder durch eine induktive elektromagnetische Aufheizung erzeugt werden.

Bei Einfilament-Konstruktionen besteht der Nachteil, dass beim Vorliegen von Gas- gemischen mit leichten Gasbestandteilen wie Wasserstoff oder Helium die Thermo- diffusion zu einem ausschließlichen Wegtransport und zu einem alleinigen Nieder- schlag der schwereren Prozessgasbestandteile wie des Kohlenstoffs oder der Koh- lenstoffverbindungen vom heißen Filamentbereich an den kälteren Bereich der Lampenkolbenwand führt. Für die Regeneration von Einfilamentlampen kann nur die normale Diffusion oder Konvektion der Prozessgasbestandteile genutzt werden, die aber von der überlagerten Thermodiffusion behindert wird.

Das Depot für die zur Regeneration notwendigen Chemikalien kann innerhalb des Filaments oder der Elektrode oder außerhalb des Filaments oder der Elektrode lie- gen. Ein Beispiel für ein internes Depot ist beispielsweise im Falle des Tantalkarbid- filaments ein Kohlenstoff-Pressling, der mit dem Tantalkarbid beschichtet ist und so ein Tantalkarbidfilament bildet. Während des normalen Lichtquellenbetriebs dampft der Kohlenstoff von der äußeren Tantalkarbidoberfläche ab. Er wird aber vom Tan- talkarbid über die innere Tantalkarbidoberfläche vom Kohlenstoff-Pressling wieder aufgenommen und so der schädliche Kohlenstoffverlust des Tantalkarbids wieder ausgeglichen. Hier kann der Regenerationsprozess in einer Einfilamentlampe bei der normalen lichterzeugenden Lampenfilamentbetriebstemperatur stattfinden.

Bei einem externen Depot könnten die zur Regeneration notwendigen Chemikalien in fester oder flüssiger oder gasförmiger Form mit oder ohne Träger außerhalb des zu regenerierenden Filaments vorliegen. Das externe Depot gibt die zur Regenera- tion verwendeten Chemikalien nach und nach beispielsweise kontinuierlich in die Atmosphäre um das zu regenerierende Filament ab. Ein konstruktives Beispiel für ein externes Depot ist in der beschriebenen Mehrfilamentlampe mit Tantalkarbidfi- lamenten gegeben. Dasjenige Filament, das gerade im lichterzeugenden heißen Betrieb steht, dampft Kohlenstoff als beispielsweise eine Regenerationschemikalie ab, die dem gerade im Regenerationsbetrieb stehenden kühleren Filament durch beispielsweise Diffusion zugeführt wird. Das heiße lichterzeugende Filament ist in diesem Fall ein externes Depot für das kältere zu regenerierende Filament.

Im Falle der Tantalkarbidlampe können die Chemikalien z. B. organische Verbin- dungen wie z. B. Fette/Öle, Alkohole, Ester, Aldehyde, Kettone, organische Säuren usw. oder Reinkohlenstoff oder anorganische Kohlenstoffverbindungen wie Koh- lenmonoxid, Kohlendioxid usw. sein, die in der Lampenatmosphäre zu weiteren gegebenenfalls komplizierteren oder weniger komplizierteren chemischen Verbin- dungen reagieren oder dissoziieren können. Die notwendige Verdampfungswärme oder eine gegebenenfalls notwendige Dissoziationsenergie wird den Chemikalien zugeführt, indem die Chemikalien oder ihre Träger oder ihr Depot durch Strah- lungswärme oder Wärmeleitung thermisch direkt oder indirekt an ein Wärmereser- voir, beispielsweise das heiße Filament, angekoppelt sind oder direkt elektrisch oder elektromagnetisch geheizt werden.

Die oben beschriebenen Beispiele für ein internes und ein externes Depot stellen gleichzeitig Beispiele für ein elektrisch direkt geheiztes Depot dar. Konstruktiv kann eine wärmeleitende Ankoppelung z. B. über die elektrischen Metallleitungen, Filament-oder Elektrodenstege oder die Lampenkolben-oder die Lampenfußwandung geschehen, an der sich das Depot befinden kann. Konstruktiv wird die Zuführungsrate der Chemikalien durch den thermischen Ankoppelgrad bzw. die Wärmeleitungskoeffizienten und die Wärmeleitungsgeometrie der speziellen Lampe oder durch die Strahlungsgeometrie der Filamente oder die elektrische Heizstromstärke oder die eingekoppelte elektromagnetische Energie bestimmt.

Hinsichtlich der obigen Beispiele einer Lichtquelle mit einem Kolben sei ausdrück- lich darauf hingewiesen, dass die hierzu angegebenen Eigenschaften auch für Lichtquellen mit einer Röhre anstelle des Kolbens und für Lichtquellen mit einer Elektrode anstelle eines Filaments und umgekehrt gelten können.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 42 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterungen dreier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevor- zugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

In der Zeichnung zeigen Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle, Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle und Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle. Die Lichtquelle weist ein beheizbares Fila- ment 1 auf, wobei das Filament 1 in einem Kolben 2 angeordnet ist. Im Hinblick auf die Verlängerung der Lebensdauer der Lichtquelle ist dem Filament 1 ein Depot 3 mit mindestens einem chemischen Elemente zugeordnet, das auch das Filament 1 aufweist. Das Element ist dem Filament 1 aus dem Depot 3 zuführbar.

Genauer gesagt wird das Element direkt auf die Oberfläche des Filaments 1 oder sogar in das Filament 1 geführt. Das Depot 3 weist einen Träger 4 für das chemi- sche Element auf, der als Gummi-O-Ring ausgebildet ist. Der Träger 4 ist vor seiner Verwendung in eine flüssige, das Elemente enthaltende organische Substanz ein- getaucht und anschließend im Kolben 2 an dessen Fuß angeordnet worden.

Während des Betriebs der Lichtquelle und damit des Beheizens des Filaments 1 über die elektrischen Kontakte 5 und 6 strahlt das Filament 1 Wärme auf das Depot 3. Hierdurch wird das im Depot 3 befindliche Element 4 dazu veranlasst, sich mittels Diffusion oder Thermodiffusion zum Filament 1 zu bewegen. Auf diese Weise wird dem Filament 1 wieder Material zugeführt, das das Filament 1 während des Be- triebs der Lichtquelle beispielsweise durch Abdampfen verloren hat. Es handelt sich dabei jedoch nicht um ursprüngliches Filamentmaterial, das zum Filament 1 geführt wird, sondern um zusätzliches Material, das durch das Depot 3 in den Kolben 2 ein- gebracht worden ist. Bei dieser Ausgestaltung der Lichtquelle ist keine separate Heizeinrichtung für das Depot 3 erforderlich.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle. Die Lichtquelle weist zwei Filamente 1 auf, die in einem gemeinsamen Kolben 2 angeordnet sind. Die Filamente 1 sind Tantal- karbidfilamente, die während ihres Betriebs auf hoher Temperatur gehalten sind und dabei Kohlenstoff abdampfen. Dies führt zur Alterung der Tantalkarbidfilamente 1.

Die Lichtquelle ist so betreibbar, dass die Filamente 1 abwechselnd im lichterzeu- genden Betrieb sind. Dies hat den Vorteil, dass der von einem Filament 1, das ge- rade in Betrieb ist, abdampfende Kohlenstoff dem gerade nicht in Betrieb befindli- chen Filament 1 zur Regeneration und zur Neubildung von Tantalkarbid zugeführt werden kann. Somit bilden die Filamente 1 jeweils wechselseitig ein Depot 3 für das jeweils andere Filament 1.

Die in Fig. 2 gezeigte Lichtquelle weist einen zweiten Kolben 7 auf, in dem der erste Kolben 2 vollständig aufgenommen ist. Dies hat den Vorteil, dass der Transport von abgedampftem Filamentmaterial zur Kolbeninnenfläche reduziert ist, da der innere Kolben 2 bei dieser Ausgestaltung auf höherer Temperatur gehalten werden kann als bei einer Ausgestaltung, in der der Kolben 2 der einzige Kolben ist und direkt mit der kühleren Umgebung in Kontakt ist. Hierbei liegt ein geringerer Temperaturgra- dient zwischen den Filamenten 1 und der Innenfläche des die Filamente 1 umge- benden Kolbens 2 vor als es bei einer Ausgestaltung mit nur einem Kolben wäre.

Der Zwischenraum zwischen den Kolben 2 und 7 bildet eine thermische Isolation gegen die Umgebung. Bei der Ausgestaltung mit zwei Kolben 2 und 7 kann der Nie- derschlag von Filamentmaterial an der Innenseite eines Kolbens reduziert werden.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle. Dabei weist die Lichtquelle ein Filament 1 auf, das in einem Kolben 2 angeordnet ist und um ein Depot 3 aus Kohlenstoff aus- gebildet ist. Das Depot 3 ist dabei ein Kohlenstoff-Pressling und das Filament 1 eine Tantalkarbidbeschichtung des Kohlenstoff-Presslings.

Beim lichterzeugenden Betrieb wird das Filament 1 und damit auch indirekt das Depot 3 über elektrische Kontakte 8 und 9 erwärmt. Dabei wird vom Filament 1 ab- dampfender Kohlenstoff durch Kohlenstoff aus dem Depot 3 mittels Diffusion vom Depot 3 zum Filament 1 hin ersetzt.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin- dungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentan- sprüche verwiesen.

Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor rein willkürlich gewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.