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Elektrische Lampe zur Erzeugung von Mischlieht.
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Beispiel : Beträgt bei einem Hg-Dampfbrenner die Zündspannung 220 Volt und ist die Erstbrennspannung der Entladung 30 Volt, so muss dem als Impedanz dienenden Glühfaden, wenn man von ihm eine nützliche Lebensdauer, die sich der Entladungsstrecke angleicht (2000 h), verlangt, ein Spannungsabfall zugeteilt werden, der die Differenz zwischen Erstbrenn-und Netzspannung 220-30 = 190 Volt) ausmacht. Bei einer solchen Hochdruckröhre steigt die Spannung bis zum Endwert auf über 50% der Netzspannung. Dadurch zerfällt die Leuchtkraft des als Impedanz dienenden 190 Volt zugeteilten Fadens.
Durch Kurzschliessung eines Leuchtkörperteils suchte man diesem Mangel zu begegnen, ungeachtet dessen, dass es an und für sich schon schwierig ist, bei den unstabilen, stossartigen Spannungsverhältnissen in der Entladungsstrecke dem Faden eine nützliche Lebensdauer zuzuteilen, ganz abgesehen davon, dass selbst eine solche automatische Schaltvorrichtung genügend Gefahren in sich birgt, die Störungen im Betrieb oder Versagen der Lampe hervorrufen können. Auch wenn es gelingen würde, solche Aggregate von Lampen herzustellen, so bleibt doch die Tatsache, dass bei einer solchen Lampe, der Lichtstrom des Fadens viel zu gering ist, um die dem Hg-Licht fehlenden Rotstrahlen zu ersetzen.
Bei Verwendung einer nur annähernd die halbe Netzspannung aufnehmenden Quecksilberhochdruckentladungsstrecke, dem ein Glühfaden vorgeschaltet ist, ergibt sich eine für Allgemeinbeleuchtung und insbesondere eines zur Farbenerkennung geeigneten Lichtes ungenügende Zusammensetzung der Lichtausstrahlung. Bei einer solchen Lampe entfällt nämlich auf die Entladungsstrecke ungefähr dieselbe elektrische Leistung wie auf den Vorschaltleuchtkörper. Die Lichtausbeute der Entladung ist aber etwa 2%mal so gross wie die des Vorschaltleuchtkörpers. Infolgedessen liefert beispielsweise die Entladung 3000 Lm (Lumen), der Vorsehaltleuchtkörper aber nur 1200 Lm.
Da der Entladungslichtbogen praktisch kein Rot enthält und der Vorschaltleuehtkörper etwa 25%, also 300 Um Rot aussendet, weist die Gesamtlichtausstrahlung der Mischliehtlampe von 4200 Lm nur zirka 300 Lm Rot, also 7% auf, während Tageslicht einen Rotgehalt von zirka 15% besitzt.
Bei Lampen dieser Art hat man auch schon den Lampenkolben mit einem Anschlusssoekel, z. B.
Edisonschraubsockel, versehen und in dem Kolben eine die Seele der Lampe bildende Metalldampf- entladungsröhre mit mindestens einem im Bereich derselben und gleichachsig dazu angeordneten
Glühfaden untergebracht.
Selbstverständlich könnte man auch parallel zum Rohr noch einen Faden schalten, der im stationären Betrieb dieselbe Spannung aufnehmen würde wie das Rohr, und beiden Elementen einen weiteren Faden als Impedanz vorsehalten. Eine solche Lampe wäre aber mit noch grösseren ökonomischen Mängeln behaftet als diejenige mit Entladungsrohr mit vorgeschaltetem Glühfaden als Stabilisierungsimpedanz.
Während sich derartige Lampen nicht durchzusetzen vermochte, findet die Erzeugung von Mise, hlicht aus mehreren voneinander unabhängigen, verschiedenen, z. B. Hg-Dampflampen und Glühlampen, getrennt in einer speziellen mehrflammigen Lampenbatterie (Beleuchtungskörper) untergebrachten Lampen immer mehr Anwendung.
Die Erfindung will eine neuartige, speziell zur Erzeugung von Mischlicht gewünschter Zusammensetzung bestimmte Lampe schaffen, die die Nachteile der Mischlichterzeugung mittels verschiedener, getrennter, zu einer Lampenbatterie vereinigter Lampen und der bekannten Lampen mit Entladungsrohr und als Stabilisierungsimpedanz dienenden Glühfaden, also mit gegenseitig elektrisch abhängigen Leuchtkörpern beseitigt.
Erfindungsgemäss sind die lichterzeugenden Elemente zur Bildung getrennter, voneinander unabhängiger Stromkreise einseitig am gleichen und anderseitig an getrennten Polen, zweckmässig des Sockels, angeschlossen, so dass der Glühfaden unmittelbar und die Metalldampfentladungsröhre über eine vorzugsweise ausserhalb des Lampenkolbens ihr vorzuschaltende Stabilisierungsimpedanz, z. B. Drosselspule, an das Netz angeschlossen werden können.
Im Betrieb wird unter Anschluss wenigstens des Glühfadens an die volle, freie Netzspannung unmittelbar nach dem Anschalten der
Lampe dieser unabhängig vom Entladungsvorgang und sofort unter stationärer, betriebsmässiger
Belastung zum Leuchten gebracht, und durch die Wärmeausstrahlung des Fadens wird das Entladungsrohr thermisch so beeinflusst, dass sich unter allmählichem Anstieg des Dampfdruckes der zur Zündung gebrachte Lichtbogen einschnürt und sich somit auch für diesen Stromkreis die stationären Betriebs- verhältnisse einstellen und so schliesslich beide lichterzeugenden Elemente zur vollen Lichtabgabe im
Sinne der gewünschten Mischlichterzeugung zum Leuchten gebracht werden.
Bei einer solchen Lampe montiert man zweckmässig, um das Maximum an Lichtausbeute aus der
Entladungsröhre zu erzielen, letztere zentral und axial im Glaskolben und ordnet um diese herum an der für die Lichtverteilung und Mischung und für die thermische Beeinflussung auf das Rohr günstigsten
Stelle, z. B. auf halber Höhe des Rohres, den Glühfaden an.
An Stelle eines einzigen Fadens könnten auch mehrere Fäden die Entladungsröhre als Sym- metriemittelachse umspannen. Man könnte auch von einer Parallelschaltung von Rohr und Faden sprechen, wenn das Rohr wie der Faden im stationären Betrieb die volle Netzspannung verzehren
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würde, da aber für das Rohr eine Stabilisierungsimpedanz notwendig ist, so ist die Schaltung in Parallel nur einschliesslich der Impedanz vollkommen.
Das Wesentliche an der erfindungsgemässen Lampe liegt darin, dass unter Beibehaltung der bekannten Lichtausbeute der einzelnen Leuchtelemente, die nur durch eine gegenseitige elektrische Unabhängigkeit geschaffen werden kann, der Glühfaden unabhängig vom Entladungsvorgang wie eine gewöhnliche Glühlampe die volle, freie, also ungedrosselte Netzspannung aufnimmt und in seiner Kapazität so bemessen werden kann, dass er den Lichtstrom aussendet, der unter Ausnutzung der besten Bogenverhältnisse für die gewünschte Lichtmischung verlangt wird, und so belastet wird, dass sich dessen Lebensdauer derjenigen des Entladungsrohres angleicht. Bei einer derartigen Mischlichtlampe ist es nunmehr auch möglich, die Entladungsstrecke bzw. ihre Brennspannung so zu bemessen, dass die Entladung bei gegebener Netzspannung mit höchster Liehtausbeute arbeitet.
Um die Lichtausbeute der bekannten Hochdruckentladungsbrenner nicht nur beibehalten, sondern noch steigern zu können, ist es notwendig, dass das Entladungsrohr so ausgebildet ist, dass der Lichtbogen nach der Einschnürung mindestens annähernd die Achse des Rohres und der Lampe bildet.
Diese Bedingung ist bei der erfindungsgemässen Lampe erfüllt.
Die elektrische Unabhängigkeit der einzelnen Leuchtkörper, wie sie bei der erfindungsgemässen Lampe vorhanden ist, hat noch einen einfacheren Betrieb und eine Leistungssteigerung zur Folge. Der einfachere Betrieb liegt in der Einleitung der Zündung. Während bisher für die Zündung an Netzspannung die Entladungsröhren mit Zündgasen, wie Neon, Argon, Helium usw., abgefüllt werden mussten, genügt ein blosses Vakuum in Röhren gemäss der Erfindung.
Ein besonderer Vorteil kann durch die neue Mischlichtlampe erreicht werden, indem sie so gebaut werden kann, dass der im Zwischenraum des Lampengefässes angeordnete, beim Einschalten sofort in voller Stärke strahlende, parallelgeschaltete Leuchtkörper die Aufheizung des Entladungsgefässes fördert und damit eine wesentliche Abkürzung der als äusserst nachteilig empfundenen Anlaufzeit der Lampe herbeiführt.
Besondere Vorrichtungen zur Verhinderung des Auslöschen des Lichtbogens sind auch nicht erforderlich, weil durch die Wärmeausstrahlung des Glühfadens sich eine Wärmestauung im Lampenkolben ausbreitet, die das Entladungsrohr vor raschen, ungewollten Abkühlungen schützt, was einer
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Die Lampe gemäss der Erfindung eignet sich nicht nur als Beleuchtungslampe, sondern auch unter Verwendung von ultraviolettdurchlässigem Material als Bestrahlungslampe in der Therapie.
Durch die erfindungsgemässe Trennung der beiden Stromkreise ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, die verschiedenen Elemente einzeln oder zusammen zu brennen, was die Erzeugung verschiedener Leuchteffekte mit ein und derselben Lampe gestattet. Dieser Vorteil wird besonders für die öffentliche Beleuchtung von grosser Bedeutung sein, denn wenn die Abendstunden zu einer ausreichenden Beleuchtung ein Licht erfordern, dessen Spektrum mindestens annähernd dem des Tageslichtes entspricht, so genügt in den Nachmitternaehtstunden eine reduzierte Verkehrsbeleuchtung, deren Farbe auch monochromatisch sein könnte. Der Wirtschaftlichkeit wegen kann somit der Glühfaden nach Mitternacht ausgeschaltet werden. Der dadurch eingespart Strom kann somit für nütz- lichere Zwecke verwendet werden.
Bei einer gewissen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist es auch möglich, ohne Einschränkung der gegenseitigen Unabhängigkeit der Leuehtelemente eine der Elektroden der Verdampfungsleuchtröhre durch Vorsehalten des Glühfadens ohne Heiztransformator zur Anregung der Elektronenemission direkt vom Netz vorzuheizen. Der so geschaltete Glühfaden spielt somit die Rolle eines Heiztransformators bzw. Vorschaltwiderstandes, was bei der Anwendung dieser Sehaltungsweise bei Leuchtröhren mit vom Lichtbogen direkt beheizten Elektroden insofern von Vorteil ist, als sich eine Zündelektrode erübrigt.
Die soeben erwähnte Reihenschaltung des von der Entladung unabhängigen Glühfadens mit einer Elektrode der Entladungsröhre hat nicht nur eine Vereinfachung der Schaltung der Lampe als solche zur Folge, sondern auch eine Verbesserung des Betriebes des Rohres, indem die eine der Elektroden unmittelbar und unabhängig vom Entladungsvorgang vom Netz geheizt wird.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes nebst drei Abänderungen desselben dargestellt. Fig. 1 ist ein teilweiser Schnitt durch eine schematisch dargestellte Lampe zur Erzeugung von Mischlicht und Fig. 2,3 und 4 sind drei Abänderungen dieser Lampe, wobei die Lampenkolben weggelassen worden sind.
Bei der in Fig. 1 gezeigten elektrischen Lampe zur Erzeugung eines Misehlichtes gewünschter Zusammensetzung sind im geschlossenen, mit einem dreipoligen Edisonsehraubsoekel versehenen
Glaskolben A zwei verschiedenartige Leuchtkörper untergebracht, von denen der eine eine Entladungsröhre R2, die z. B. eine Hg-Dampfröhre sein kann, ist und der andere ein ausserhalb dieser letzteren herum verlaufender, elektrisch unabhängiger zur Aufnahme der vollen Netzspannung bestimmter Glühfaden RI. Der Glühfaden RI liegt somit im vollen Bereiche der die Seele der Lampe bildenden Entladungsröhre R2, wodurch eine günstige thermische Beeinflussung auf das Rohr und eine gute Durchmischung der verschiedenfarbigen, vom Rohr und Faden ausgestrahlten Lichtstrahlen erfolgt.
Die beiden Leuchtkörper, d. h. das Entladungsrohr und der Glühfaden, sind elektrisch unabhängig von-
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einander geschaltet und einpolig getrennt am Sockel 0 der Lampe angeschlossen, so dass der Glühfaden direkt vom Netz und die Entladungsröhre über eine Drosselspule bzw. Streufeldumspanner betrieben werden kann. r2 und r1 sind die getrennten Anschlussleiter zur Leuchtröhre R2 und Glühfaden , und r3 ist ein gemeinsamer Leiter für beide Elemente. EI und E2 sind die Hauptelektroden der Entladungsröhre R2, und R6 ist ein einer Zündelektrode E3 dieser Röhre vorgeschalteter Widerstand. Bei der Variante gemäss Fig. 2 sind der Glühfaden ? und die mit einer Heizspirale versehene Elektrode Ei. der Röhre R3 in Reihe geschaltet.
Durch diese Reihenschaltung von Glühfaden und Elektrode wird letztere zur guten Elektronenemission angeregt. Die somit direkt vom Netz geheizte Elektrode ist nicht vom guten Ansetzen des Lichtbogens abhängig und bedarf durch die Vorschaltung des Glühfadens auch keines Heiztransformators. Somit ist Zeine netzgeheizte und E2 eine lichtbogengeheizte Elektrode. Auch hier ist r5 der gemeinsame und r6 und t-'die getrennten Anschlussleiter.
Die Variante gemäss Fig. 3 unterscheidet sich von der Abänderung nach Fig. 2 lediglich darin, dass die Elektrode EI der Röhre R4 so angeordnet ist, dass sie mit ihrem das geringere Potential aufweisenden Ende der Elektrode E2 zugekehrt ist, so dass der Lichtbogenstrom'die Heizspirale mitbelastet.
Bei der Abänderung gemäss Fig. 4 ist die Elektrode E1 der Röhre R5 im Gegensatz zur Ab- änderung gemäss Fig. 3 so geschaltet, dass sie mit ihrem, das höhere Potential aufweisenden Ende der Elektrode E2 zugekehrt ist, so dass der Lichtbogenstrom den Heizdraht nicht durchfliesst und somit nicht belastet.
Ist die Entladungsstrecke eine andere als Hg, z. B. Natrium, so dient die Lampe nicht zur Erzeugung von künstlichem Tageslicht, weil der spektralen Zusammensetzung dann die blauen und grünen Strahlen nahezu fehlen. Eine solche Lampe hat aber Eigenschaften, wie geringe Blendung, Durchdringung von Nebeln, die besonders für Verkehrsbeleuchtung von grosser Bedeutung sind. Auch bei den Natriumdampflampen wirken durch das Fehlen der roten Strahlen darin verkehrende Personen wie Wasserleichen. Das Unbehagliche dieser Liehtfarbe wird durch die Mischung mit Glühlicht beseitigt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Misehlichtlampe, enthaltend einen mit Anschlusssockel, z. B. Edisonschraubsoekel, ausgerüsteten Lampenkolben, in welchem eine die Seele der Lampe bildende Metalldampfentladungs-
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