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Elektrische Queeksilberdampfentladungslampe mit Edelgasgrundfiillung.
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weisende und nur aus ultraviolettdurchlässigem gewöhnlichem Hartglas bestehende, kugelförmige Lampengefäss mit einem domartigen Halsteil zu versehen. Letzterer ist hiebei jedoch nur vorgesehen, um die Einschmelzstellen der von den Elektroden senkrecht nach oben und durch den domartigen
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in einer Vakuumglühlampe, rund um die Elektroden an der Wand des kugelförmigen Lampengefässes, nicht aber im Halsteil desselben ab.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Lampe in Fig. 1 im senkrechten Längsschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt einer etwas andern Stromeinführung. Fig. 4 zeigt einen zur genauen Abstandshaltung der Elektroden dienenden Einschmelzfuss in Ansicht. Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Entladungslampe nach der Erfindung während des Einbaues ihrer beiden Einsehmelzfüsse. Fig. 6 zeigt einen gleichen senkrechten Schnitt nach vollzogenem Einbau beider Einsehmelzfüsse.
Die Lampe nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einem annähernd kugelförmigen Quarzgefäss 1, dessen Durchmesser ungefähr 30mm beträgt, und zwei symmetrisch zum Gefässmittelpunkt angeordneten, blockförmigen Elektroden 2, die in einem gegenseitigen Abstand von ungefähr 3 mm angeordnet sind. Die Elektroden, die gegebenenfalls auch einen Zusatz von elektronenemittierenden Oxyden, insbesondere Erdalkalimetalloxyden, aufweisen können, werden von zwei Stromzuführungsdrähten : ; getragen, die in seitlichen nippelartigen Ansätzen 4 des Quarzgefässes luftdicht eingesehmolzen sind.
Das Quarzgefäss 1 enthält eine Neongrundfüllung von etwa 5 mrn Quecksilbersäulendruck und ausserdem einen verdampfbaren Bodenkörper 5, dessen Grösse so bemessen ist, dass er beim Betriebe der Lampe vollkommen verdampft ist. Über den Elektroden 2 und den sie tragenden Stromzuführungsdrähten : J befindet sich ein im Lampengefäss 1 angebrachter, domartiger Ansatz 6, der zufolge der seitlichen Herausführung der Stromzuführungdrähte 5 von Einschmelzstellen frei ist und dessen Durchmesser den Abstand der rückwärtigen Elektrodenflächen übersteigt, damit die von den Elektroden abgeschleuderten und vom entstehenden Konvektionsstrom in Richtung der punktiert eingezeichneten Pfeile mitgerissenen Teilchen im Domansatz 6 zur Absetzung gelangen.
Bei besonders hohen Betriebsdampfdrucken der Lampe kann, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, zwischen den Elektroden 2 und der Gefässvorderwand y noch im Lampengefäss eine Wand 8 eingebaut werden, die eine Verlängerung der Domvorderwand bildet und bis zum Boden 9 des Lampengefässes reicht. Letztere dient als eine zusätzliche Leit- und Niederschlagsfläche für die etwa noch nicht im Domansatz niedergeschlagenen Elektrodenteilchen und veranlasst, dass diese, soweit sie sich nicht schon auf dieser Einbauwand 8 absetzen, an dem unterhalb der Elektroden befindlichen Gefässboden 9 abgesetzt werden. Die Lichtausstrahlung kann hiebei ungehindert durch ein mittleres, in Elektrodenhöhe angeordnetes Loch 10 der Einbauwand 8 erfolgen.
Unter Umständen genügt es auch, wenn der domartige Ansatz 6, wie in Fig. 1 punktiert angedeutet ist, mit einer bis in die Nähe der Elektroden reichenden, als Leitfläche für etwa abwärts strömende Elektrodenteilchen dienenden Verlängerung 11 versehen wird. Der Domansatz 6 ist mit einem Metallbelag. ? versehen, dessen Aussenfläche spiegeln ist, damit eine schädliche Wärmeabstrahlung nach aussen und damit eine schädliche Kondensation von Quecksilberdampf im Domansatz wirksam vermieden wird. An Stelle des Spiegelbelages könnte auch eine wärmeisolierende Umhüllung, etwa aus Asbest, treten.
Zu dem gleichen Zwecke können auch der abgeschmolzene Entlüftungsstutzen 13 der Lampe und die nach aussen vortretenden Einschmelznippel 4 mit Spiegel-
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eine Lichtausstrahlung in einer bestimmten Richtung erwünscht, so kann das gesamte Quarzgefäss 1 einschliesslich des Domansatzes 6, des Entlüftungsstutzens 1. 3 und der Einschmelznippel 4 bis auf eine kleine Lichtaustrittsstelle mit einem zusammenhängenden Spiegelbelag oder einer wärmeisolierenden Hülle ausgestattet werden.
Das in einer bestimmten Richtung austretende Licht kann, wenn die Liehtaustrittsstelle auf der Vorderfläche des Lampengefässes angebracht ist, durch Wirkung eines hinter der Lampe angebrachten Reflektors verstärkt werden ; in diesem Falle müssen dann zwei übereinstimmende Liehtaustrittsstellen an der Vorder-und Rückwand des Gefässes vom Spiegelbelag freigelassen werden.
Um jeden Stromeinführungsdraht vor Zerstörung durch die leicht einsetzende, sehr starke Hochdruckentladung zu schützen und gleichzeitig schädliche Spannungen an der Einschmelzstelle des Stromeinführungsdrahtes mit Sicherheit auszuschliessen, kann jede StromeinfÜhrungsste11e die in Fig. 3 gezeigte Ausbildung erhalten, bei der jeder vom Lampengefäss nach aussen vortretende, nippelartige Rohransatz 4 eine kapillare Bohrung 16 aufweist, in welcher der aus Wolfram oder aus einem andern, mit Quarz nicht verschmelzbaren Metall bestehende Stromeinführungsdraht 3 mit geringem Spiel geführt ist.
Am Draht 3 ist eine bloekförmige Wolframelektrode oder aber auch, wie dargestellt, ein als Elektrode wirkender Wolframhohlkörper 2'befestigt, der mit einem Gemisch aus elektronen- emittierenden Stoffen, etwa einem Gemisch aus Alumoniumoxyd, Wolfram und einem Erdalkalimetall-
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oxyd, gefüllt ist. Der im Gefässinnern liegende Teil des Stromeinführungsdrahtes ist von einer eine kapillare Bohrung 17 aufweisenden, hoch hitzebeständigen Isolierstoffhülse 18 mit Spiel umschlossen, die von der Gefässwand bis in die Nähe der Elektrode 2'reicht. Zweckmässig besteht diese Isolierstoffhülse mit dem Gefäss 1 und dem nippelartigen Rohransatz 4 aus einem Stück, zu welchem Zwecke sie ebenfalls aus Quarz hergestellt wird.
Das äussere Ende des Stromzuführungsdrahtes 3 ist in einem aus gewöhnlichem Glas bestehenden Endteil 19 des nippelartigen Rohransatzes 4 luftdicht eingesehmolzen. Zwischen diesem Endteil und dem unmittelbar in das Quarzgefäss übergehenden Mantelteil des Rohransatzes 4 befinden sich einige geeignete Ubergangsgläser 20, 21 und 22, die eine bauchige, den Stromzuführungsdraht J mit grösserem Spiel umschliessende Erweiterung 23 bilden. Diese Erweiterung des nippelartigen Glasrohransatzes kann gegebenenfalls aber auch fortfallen.
Bei dieser Ausbildung der Einsehmelzstelle jedes Stromzuführungsdrahtes wird ausserdem auch verhindert, dass durch Kondensation von Quecksilberdampf im kapillaren Ansatzrohr 4 eine schädliche Verarmung des Entladungsgefässes an Quecksilber eintritt. Da nämlich kurz hinter der Elektrode eine höhere Temperatur als im Endteil des Entladungsgefässes herrscht, so wird sich eine etwaige Quecksilberkondensation nicht an der Eintrittsstelle in die Isolierstoffhülse und innerhalb derselben sowie des Quarzrohransatzes, sondern im Endteil des Entladungsgefässes abspielen, wodurch naturgemäss das Quecksilber im Entladungsgefäss erhalten bleibt.
Es ist daher selbst nach mehreren hundert Brennstunden noch kein Quecksilberverlust nachweisbar, so dass die Lampe bei den durch die eingebrachte Quecksilbermenge, die Gefässabmessungen und die Strombelastung gegebenen Betriebsbedingungen konstant brennt, was für besondere Anwendungszweeke der Lampen gerade sehr wünschenwert ist.
Um gleichbleibende Betriebsbedingungen zu erreichen, ist es bei Lampen nach der Erfindung erforderlich, dass der Elektrodenabstand auf Zehntelmillimeter genau eingestellt wird, was dadurch erreicht werden kann, dass die Elektroden während des Einschmelzens in das Lampengefäss an eine zwischen ihnen eingeschobene, zur Abstandshaltung dienende Schablone fest angepresst werden, die dann nach vollzogener Hjnschmelzung der inektroden aus einer seitlichen Uffnung des Lampengefässes wieder herausgezogen wird, worauf sodann diese seitliche Öffnung des Lampengefässes zu verschliessen ist.
Zweckmässig bedient man sich jedoch des in Fig. 4 gezeigten Einsehmelzfusses, der aus dem bloekförmigen Elektrodenkörper 2, einem Stromzuführungsdraht'3 und einem länglichen, perlförmigen
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körper'24 ist ein ebenfalls aus Quarz bestehendes Stäbchen 26 angeschmolzen, das um den Elektrodenkörper 2 derart herumgreift, dass die am freien Ende befindliche ebene Stirnfläche 26 in einem kleinen Abstand vor der Elektrodenspitze liegt.
Der Abstand a zwischen der Stirnfläche 26 und der Elektrodenspitze ist derjenige, der zwischen den beiden Elektroden einer Lampe eingehalten werden soll, weshalb beim Anschmelzen des Stäbchens dafür Sorge getragen werden muss, etwa mittels einer geeigneten Schablone oder einer Projektionseinrichtung, dass sich der gewünschte Abstand a genau ergibt.
Zwecks Herstellung der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Lampe wird vorerst in den rechten nippelartigen Ansatz 4'des annähernd kugelförmigen Lampengefässes 1 der Quarzkörper 24 des oben beschriebenen Einschmelzfusses eingeschmolzen. Alsdann wird durch den in axialer Verlängerung zu Ansatz 4'angebrachten, zweiten nippelartigen Ansatz 4"des Lampengefässes ein normaler Fuss eingeschoben, der nur aus einer Elektrode 2, einem Stromzuführungsdraht 3 und einem länglichen, perlförmigen Quarzkörper 24 besteht. Der in geeigneter Weise, etwa mittels einer Zange 27 festgehaltene Fuss wird so weit in das Lampengefäss eingeschoben, dass seine Elektrodenspitze die Stirnfläche 26 des Quarzstäbehens 26 berührt.
Nunmehr haben beide Elektroden den gleichen Abstand a, der vorher bei der Anschmelzung des Stäbchens 25 zwischen der Stirnfläche 26 und der Elektrodenspitze des zuerst eingeschmolzenen Fusses bequem ausserhalb des Lampengefässes eingestellt wurde. Der nippelartige Ansatz 4"wird nunmehr zur Festlegung des zweiten Fusses mit dem Quarzkörper 24 verschmolzen und darauf wird mittels eines durch das Entlüftungsröhrchen 28 eingeführten, gekrümmten Hakens 29 das Quarzstäbchen 25 abgebrochen. Letzterer liegt dann, nachdem der Haken 29 herausgezogen ist, an einer Stelle des Lampengefässes (Fig. 6), wo er nicht weiter stört.
Das Lampengefäss 1 wird darauf entlüftet und sowohl mit einer Edelgasgrundfüllung von etwa 5 mm Quecksilbersäulendruck als auch mit einem verdampfbaren Queckilberbodenkörper 5 versehen, dessen Grösse zweckmässig so bemessen ist, dass er beim Betrieb der Lampe vollkommen verdampft. Endlich wird dann das Lampengefäss durch Abschmelzen des Entlüftungsröhrehens 28 geschlossen.
Bei der Herstellung des Lampengefässes kann gegebenenfalls auch umgekehrt zuerst der normale Fuss und dann anschliessend der das Quarzstäbchen besitzende andere Fuss eingeschmolzen werden. Auch in diesem Falle muss dafür gesorgt werden, dass vor Einschmelzung des zweiten Fusses eine Berührung zwischen der Stirnfläche 26 und der Elektrodenspitze des bereits eingeschmolzenen ersten Fusses stattfindet.
Die gleiche Art der Elektrodeneinstellung kann auch bei Benutzung der Stromeinführung nach
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Draht 3, der Elektrode 2', dem Glasendteil19, den Zwisrhengläsern, dem Rohrteil 4 und der Hülse 18 bestehenden Fusses angeschmolzen und, nachdem die Hülse 18 mit dem Gefäss 1 verschmolzen ist, der
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spitze gegen die Stirnfläche des Quarzstäbehens 25 legt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Quecksilberdampfentladungslampe mit Edelgasgrundfüllung, deren Betriebs-
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gegebenenfalls mit Oxydzusatz, bestehende Elektroden in einem Abstand von 1 bis 5 wu angeordnet sind und dass das Quarzgefäss oberhalb der Elektroden und der diese tragenden, zweckmässig im Gefäss seitlich eingeführten Stromzuführungsdrähte einen von Einschmelzstellen freien, domartigen Ansatz aufweist, der einen die Wärmeabstrahlung verhindernden Spiegelbelag oder einen wärmeisolierenden Überzug, etwa aus Asbest, besitzt.