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Bogenlampe mit eingeschlossenem Lichtbogen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Bogenlampe mit eingeschlossenem Lichtbogen, welcher zwischen Wolframelektroden in einer indifferenten Gasatmosphäre brennt.
Man hat bereits Lichtbogen zwischen Wolframelektroden dazu benutzt, um Wolfram zu schmelzen oder um Wolframdrähte oder-fäden zusammenzuschweissen. Es würden auch Bogenlampen mit eingeschlossenem Lichtbogen vorgeschlagen, bei welchen letzterer zwischen Wolframelektroden in Stickstoff oder anderen Gasen brennen soll, doch konnte dieser Vorschlag bisher praktisch nicht verwirklicht werden, da eine geeignete Zündmethode für diese Bogenlampen fphhc.
Dies wird verständlich, wenn man bedenkt, dass bei den erwähnten Anwendungszwecken zum Zünden hohe Spannungen und grosse Stromstärken erforderlich waren, dass zum Aufrecht- Plhalten des Bogens grosse Vorschaltwiderstände vorgesehen werden mussten, die viel Energie vermehrten und dass die Elektroden selbst im Bogen sclmolzen und stark verdampften. Insbesondere mit Rücksicht auf den letzteren Umstand musste die Anwendung des Lichtbogens fÜr Heleuchtungszwecke als ausgeschlossen gelten.
Es wurde nun gefunden, dans es wider Erwarten doch möglich ist, den in einer indifferenten GasatmosphärezwischenWolframelektrodenbrennendenLichtbogenfürBeleuchtungszwecke nutzbar zu machen und hiebei eine Bogenlampe von sehr günstiger Ökonomie zu erhalten, und zwa ; wird dies in überraschender Weise dadurch ermöglicht, dass man die Temperatur der Elektroden durch geeignete Wahl ihrer Abmessungen und ihres Abstandes sowie der Abkühlungsverhältnisse, ferner der Spannung und des Stromes bzw. Widerstandes bis unter den Schmelzpunkt des Wolframs herabdrückt. Der Lichtbogen lässt sich hiebei stabil aufrechterhalten. während lei zeitig eine schädliche Verdampfung des Wolframs vermieden wird.
Solche Lampen brennen in indifferenter Gasatmosphäre bei einer Ökonomie von 1/2 bis 1/5 Watt pro Kerze viele hundert
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gegensatz zou den bisherigen Beobachtungen an Lichtbögen zwischen anderen Metallelektroden zezengt, dass bei Wolframelektroden die Zeit, während welcher der Strom unterbrochen werden It. ohne den Bogen zum Erlöschen zu bringen, auffallend gross ist. Dies ermöglicht, die Lampe mit gewöhnlichen Schaltvorrichtungen aus-und wieder einzuschalten und auf diese Weise nach der Zündung Umschaltungen, z. B. eine Umpolung vorzunehmen oder zum Zünden eine oder zwei Hilfselektroden zu benutzen und erst dann von diesen auf die eigentlichen Elektroden um. zuschalten.
Diese Tatsachen, die keineswegs vorauszusehen waren, ermöglichen eine äusserst einfache Anordnung der den Gegenstand der Erfindung bildenden Wolframbogenlampe.
Gegenüber den im Vakuum brennenden Wolframglühlampen hat die Wolframbogenla11lpe den Vorteil, besserer Ökonomie, gegenüber den halbwattigen Wolframglühlampen mit indifferenter Gasfüllung hat sie den Vorteil, dass sie leichter für geringere Kerzenstärken hergestellt werden kann und teilweise wieder den Vorteil besserer Ökonomie. Gegenüber den Kohlenbogenlampen hat sie gleichfalls den Vorteil, dass sie sich bei derselben guten Ökonomie für viel kleinere Kerzenstärken herstellen lässt und dass sie bei einer Brennzeit von 1000 Stunden und darüber keines Elektrodenersatzes und keinerlei Wartung bedarf. Das infolge Fehlens jeder Regelvorrichtung vollkommen ruhige Licht sowie der Umstand, dass die Lampen in luftdicht geschlossenen Glocken brennen, ist ebenfalls für viele Anwendungszwecke ein grosser Vorteil.
Als indifferentes Gas wird im allgemeinen zweckmässig Stickstoff benutzt. Die Lampe hat dann bei möglichst geringem Abstand der Elektroden bei einer Belastung von beispielsweise 1/2 Watt pro Kerze eine Spannung von ungefähr 50 Volt. Unter Umständen kann esjedoch vorteilhaft sein, den Stickstoff durch ein anderes indifferentes Gas, z. B. Argon, zu ersetzen. Bei den Argon. bogen ist die Elektrodenspannung bedeutend niedriger, nämlich bei demselben Elektrodenabstand und derselben Belastung etwa 15 bis 20 Volt. Das Argon bietet dabei den Vorteil geringerer Wärmeableitung, so dass die Ökonomie gegenüber den Stickstofflampen noce) weiter verbessert werden kann. Oft ist es zweckmässig, Mischungen von Gasen zu vei wenden, z. B Gemische von Stickstoff und Argon.
Man kann hiedurch zwischen bestimmten Grenzen beliebige Spannungen herstellen und beispielsweise erreichen, dass bei der gegebenen Netzspannung eine bestimmte gewünschte Anzahl von Lampen hintereinandergeschaltet werden kann.
Der Druck der Gasfüllung wird im allgemeinen von der Grössenordnung einer Atmosphäre gewählt. Für Verschiedene Zwecke kann es empfehlenswert sein, den Gasdruck bedeutend niedriger als Atmosphärendruck zu wählen. Man kann dabei unter Umständen bis zu dem niedrigsten Gasdruck gellen, bei dem die Bogenentladung überhaupt noch möglich it. bel niedrigem Gasdruck tritt die Zündung des Bogens schon bei niedrigeren Spannungen ein Ferner ist hiebei der Widerstand der Gasstrecke kleiner, so dass die Spannung der Lampe etwas PI med1igt werden kann, was für manche Zwecke aus den bereits erwähnten Gründen vorteilhaft ist.
Zwecks Zündung des Lichtbogens bringt man zunächst die eine Elektrode galvanisch zum hellen Glühen. Diese Elektrode besteht beispielsweise aus einem kurzen dicken Wolfram-
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Vorschaltwiderstand kann ganz oder teilweise in die Zündelektrode selbst verlegt werden, indem man für diese statt eines kurzen dicken, einen langen dünnen, spiralförmig oder schrauben-
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Es ist oft vorteilhaft, die Zündelektrode bei der Zündung etwas höher zu erhitzen als beim dauernden Brennen des Bogens. Man erleichtert hiedurch das sichere Eintreten der Ziuidu ! Anstatt den Beizdrabt selbst als Elektrode zu benutzen, kann man ihn in unmittelbarer Nille einer bzw. beider Elektroden anbringen, so dass er diese mittelbar durch Wärmeleitung un ) -strahlung erhitzt.
Die bei Wolfram im Vergleich zu Kohle sehr viel grössere Wärmeableitung durch die Elek-
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kleinert. Man @rraicht dies in anderweitig bekannter Weise durch Verwendung von Kugeln an einem dünne@ Stiel, wie Fig. 2 zeigt. Solche Elektroden werden durch Schmelzen von Wolframdrähten cdu. c prel1ten Fä. den im Lichtbogen erhalten. Auch durch Pressen von Kugeln oder anderen Körpers @@@ Wolframpulver und darauffolgendes Sintern kann man geeignete Elektrodenformen erhalten. Versuche haben gezeigt, dass der Durchmesser der Kugeln das zehnfache des Durchmessers des Stieles sein kann.
Im Vergleich zu dem dünnen Stiel besitzt die Kugelfläche, welche die weissglühende Basis des Lichtbogens bildet, bezogen auf die gleiche Weglinge einen viel grösseren Flächeninhalt. Durch diese Zusammendrängung der Lichtbogenbasis auf einen kleinen Raum werden die Wärmeverluste durch Ableitung durch das umgebende Gas stark verringert. Ähnliche Wirkungen erzielt man auch durch Drahtelektroden, die an den Enden zu kurzen dicken Spiralen aufgewickelt sind (Fig. 3), die sich in bezug auf Wärmeabgabe ähnlich verhalten, wie gleich grosse massive Zylinder. Man hat in diesem Falle zwei spiralförmige Elektroden, von denen die eine einpolig, und die andere doppelpolig angeschlossen ist.
Zweckmässig stellt man die beiden Spiralen parallel nebeneinander, damit alle Teile der glühenden Elektrode annähernd den gleichen Abstand haben und Überhitzung vermieden wird.
An der Zündspirale kann man ebenfalls Körper anbringen, die eine günstige Form für Bogenlampenelektroden haben, z. B. Kugeln. So zeigt Fig. 4 eine Kugel 9, welche der Kugel der Anode 7 gegenübersteht. Da ihr Abstand von der Anode kleiner ist als derjenige der Zündspirale, so wird hiedurch der Übergang des Bogens von der Spirale auf die Kugeln erleichtert.
Zweckmässig ordnet man die Kugeln inmitten der Spiralen an, so dass sie von beiden Seiten durch die glühende Drahtspirale angeheizt werden. Ferner kann es vorteilhaft sein, die Spirale, wie
Fig. 5 zeigt, an der Kugel in einem rechten oder spitzen Winkel zu knicken, damit wieder der
Bogen zwischen den beiden Kugeln den kürzesten Weg hat.
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen lassen sich bei Wechselstrom ohneweiters benutzen, bei Gleichstrom zünden sie nur in einer Stromrichtung, müssen also immer richtig gepolt werden. Dieser Nachteil lässt sich vermeiden, wenn man beide Elektroden doppelpolig ausbildet. Die einfachste Ausführungsform hiefür zeigt Fig. 6, gemäss welcher beide Elektroden aus Spiralen 7 und 8 mit den Stromzuführungsdrähten 1 bis 4 bestehen. Auch hier verwendet man, wie Fig. 7 zeigt, an den Spiralen zweckmässig Kugeln, auf die der Bogen nach der Zündung übergeht.
Anstatt den Zünddraht dauernd als eine Elektrode zu verwenden, kann man auch der Bogen auf zwei andere Elektroden überführen, nachdem er zuerst zwischen dem Zünddraht und der einen Elektrode gezündet hat (Fig. 8). Dies geschieht bei Gleichstrom in der Weise, dass man zunächst den Lichtbogen zwischen einer der beiden Elektroden, z. B. 7 als Anode und dem doppelpolig gespeisten Heizdraht 10 als Kathode überspringen lässt und diesen Lichtbogen nach Unterbrechung des Heizstroms umpolt. Es brennt dann der Bogen zwischen der Kugelelektrode 7 als Kathode und dem Heizdraht 10 als Anode. Man braucht nun nur die zweite Kugelelektrode 8 mit der positiven Zuleitung zu verbinden und schliesslich auch letztere von dem
Heizdraht abzutrennen, um den Bogen endgiltig zwischen den beiden Kugelelektroden zu er- hatten.
Bei Wechselstrom fällt das Umpolen toit. im übrigen ist das Zündverfahren dasselbe.
Fig. 9 zeigt dieselbe Anordnung mit spiralförmigen Elektroden. In Fig. 8 und 9 ist der Heizdraht oberhalb der Elektroden dargestellt, um in der Zeichnung Kreuzungen von Linien zu vermeiden.
In Wirklichkeit wird man den Zünddraht zweckmässig senkrecht unter den Bogenelektroden anbrirgen, um das sichere Eintreten der Zündung durch stärkere Erwärmung der Elektroden zu erleichtern. Auch die Bogenelektroden selbst kann man senkrecht übereinander anordnen.
Da die an der Anode und Kathode entstehende Wärme nicht unter allen Umständen die gleiche ist, kann es zweckmässig sein, den Elektroden verschiedene Form oder Grösse zu geben.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, die besondere Vorteile bietet. Die Elektroden bestehen tnpr aus Halbkugeln, die beispielsweise durch Abschleifen von Vollkugeln an der dem Stiel 'ssenoberliegenden Seite hergestellt werden können. Die beiden Halbkugeln sind einander bis auf einen sehr kleinen Abstand genähert, so dass sie sich fast genau zu einer einzigen leuchtenden Kugel ergänzen, die besonders dort geeignet ist, wo es sich um Herstellung einer möglichst punktförmigen Lichtquelle handelt.
Der Zünddraht wird zweckmässig so lang gewählt, dass er die ganze für das dauernde Brennen der Lampe anzuwendende Spannung beim Einschalten sofort aufnehmen kann (Fig. 11). Hiedurch fällt ein sonst ausserhalb der Glasglocke anzubringender Vorschaltwiderstand für den Heizdraht fort. Um den starken Stromstoss zu verkleinern, der in diesem Fall beim Einschalten der Lampe durch den Heizdraht geht, kann man so verfahren, dass man nur das unmittelbar als Elektrode dienende Stück des Zünddrahtes aus Wolfram herstellt, den übrigen Teil dagegen aus einem Metall mit kleinerem Widerstandstemperaturkoeffizienten oder noch besser aus einem Leiter mit negativem Temperaturkoeffizienten, wie Kohle oder Bor.
Man kann eine wesentliche Ver- kleinerung des Heizstroms dadurch erreichen, dass man den Heizdraht als Oxydkathode aus-
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Den Vorschaltwiderstand, den man zur Beruhigung des Bogens braucht, bildet man zweck-. r. Aällig als Wolframdraht aus, am besten in Spiralform und verlegt ihn in die Lampe. Dies zeigen die Fig. 12 und 13, letztere unter symmetrischer Anordnung des Beruhigungswiderstandes 11 in d, en Zuleitungen zu beiden Elektroden-Der Wolframdraht soll solche Abmessungen erhalten, er hell glüht und so die Leuchtwirkung des Lichtbogens verstärkt. Man kann dadurch auc ! : die Lichtfarbe der Lampe beeinflussen.
Man kann in ein und derselben Glocke auch mehrere Lichtbögen unterbringen und in
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wird die ganze Spannung zwischen die beiden inneren Zuleitungen 2 und 3 geschaltet. Die
Spiralen 8 und 8'sind erforderlichenfalls unter Benutzung von Widerständen so bemessen, dass sie die ganze Spannung aufnehmen und die für die Zündung nötige Temperatur erreichen. An den äusseren Zuleitungen 1 und 4 liegt in umgekehrter Richtung ebenfalls die gesamte Spannung.
Da die beiden Zündspiralen bis zu den Stellen, wo die Kugelelektroden 9 bzw. 9'angebracht sind, ungefähr die Hälfte der Netzspannung aufnehmen, so bestehen zwischen diesen Kugel- elektroden und den gegenüberstehenden mit den Zuleitungen 1 bzw. 4 verbundenen Kugel- elektroden 7 und 7'Spannungsunterschiede, die ungefähr der halben Netzspannung entsprechen und die Bogen zünden. Hierauf wird der Strom an den inneren Zuleitungen unterbrochen. Fig. 15 zeigt eine entsprechende Schaltung für Gleichstrom. Hier bestehen sämtliche vier Elektroden aus Heizspiralen, die ähnlich wie bei Fig. 5 Kugeln an Knickungsstellen tragen. Die Elektroden sind mit den sechs Stromzuführungsdrähten 1 bis 6 verbunden. Zum Zwecke der Zündung werden die Stromzuführungen 1 und 6 mit den beiden Netzpolen und die Stromzuführungen 2 und 3 bzw. 4 und 5 je unter sich verbunden.
Wenn die Zündspiralen genügend heiss geworden sind, werden die Verbindungen der Stromzuführungen 2 und 3 sowie 4 und 5 unterbrochen, und zwar zweckmässig nacheinander, wobei die Lichtbögen gebildet werden.
Die einzelnen Schaltvorgänge können unter Verwendung geeigneter Schah : er ebenso einiach ausgeführt werden, wie bei gewöhnlichen Glühlampen. Fig. 16 a bis d veranschaulicht beispiels- weise, wie die einzelnen Schaltungen durch einen Drebschalter 12 hergestellt werden können, der ganz nach Art. der bekannten Dosenschalter für zwei oder mehrere Stromkreise ausgebildet sein kann. Die Anordnung der Lampe entspricht derjenigen der Fig. 5 unter Hinzufügung des
Beruhigungswiderstandes 11 der Fig. 12. Bei a ist die Ausschaltstellung dargestellt, wobei die
Lampe von der positiven Zuleitung abgetrennt und die Zündspirale 8 einpolig an die negative
Zuleitung angeschlossen ist.
Bei b ist durch Drehung des Schalters 12 um eine Vieiteldrehung auch der andere Pol der Heizspirale an das Netz angeschlossen, und zwar an die positive Leitung.
Durch eine weitere Vierteldrehung e wird auch die Anode 7 an die positive Zuleitung angeschlossen und der Lichtbogen zündet sich. Endlich wird durch nochmalige Vierteldrehung d die Heiz- spirale von der positiven Leitung abgetrennt. Dies ist die Dauerschalttmg für das Brennen der
Lampe. Durch eine vierte Vierteldrehung wird die Lampe wieder ausgeschaltet, wobei sich wieder
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Ausser den bereits genannten Gasen Stickstoff und Argon sind auch alle anderen indifferenten Gase und Dämpfe brauchbar, insbesonders Quecksilberdampf.
Diese Füllung bietet neben der äusserst geringen Wärmeableitung, die der Quecksilberdampf hat, noch den Vorteil, dass der Bogen mitleuchtet. während bei Stickstoff, Argon, Wasserstoff usw. die Lichtentwicklung fast ausschliesslich von den Elektroden herrührt. Hiedurch ergibt sich die Möglichkeit, den Wattverbrauch noch weiter herabzusetzen. Zweckmässig wird man diese Quecksilberlampen gleich-
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Thoroxyd zumischen.
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Arc lamp with enclosed arc.
The subject matter of the invention is an arc lamp with an enclosed arc which burns between tungsten electrodes in an inert gas atmosphere.
Arcs between tungsten electrodes have already been used to melt tungsten or to weld tungsten wires or filaments together. Arc lamps with an enclosed arc would also be proposed, in which the latter is supposed to burn between tungsten electrodes in nitrogen or other gases, but this proposal has so far not been practically implemented, since a suitable ignition method for these arc lamps is fphhc.
This is understandable when one considers that high voltages and large currents were required for ignition for the purposes mentioned, that large series resistors had to be provided to keep the arc upright, which increased a lot of energy and that the electrodes themselves in the arc melted and strongly evaporated. In particular with regard to the latter circumstance, the use of the arc for lighting purposes had to be excluded.
It has now been found that, contrary to expectations, it is possible to make the arc burning in an indifferent gas atmosphere between tungsten electrodes usable for lighting purposes and to obtain an arc lamp of very favorable economy, and two; this is made possible in a surprising way by the fact that the temperature of the electrodes is reduced to below the melting point of the tungsten by suitable choice of their dimensions and their spacing as well as the cooling conditions, furthermore the voltage and the current or resistance. The arc can be stably maintained here. while at first a harmful evaporation of the tungsten is avoided.
Such lamps burn many hundreds in an indifferent gas atmosphere with an economy of 1/2 to 1/5 watt per candle
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In contrast to the previous observations of arcs between other metal electrodes, it shows that with tungsten electrodes the time during which the current is interrupted without causing the arc to extinguish is strikingly long. This enables the lamp to be switched off and on again with conventional switching devices and, in this way, switchovers, e.g. B. to reverse the polarity or to use one or two auxiliary electrodes to ignite and only then switch from these to the actual electrodes. switch on.
These facts, which could by no means be foreseen, allow an extremely simple arrangement of the tungsten arc lamp forming the subject of the invention.
Compared to tungsten incandescent lamps that burn in a vacuum, the tungsten arc lamp has the advantage of better economy, compared to half-watt tungsten incandescent lamps with an indifferent gas filling, it has the advantage that it can be produced more easily for lower candle thicknesses and, in some cases, the advantage of better economy. Compared to carbon arc lamps, it also has the advantage that it can be produced for much smaller candles with the same good economy and that, with a burning time of 1000 hours and more, it does not require any replacement of electrodes or maintenance. The completely calm light due to the lack of any regulating device and the fact that the lamps burn in airtight closed bells is also a great advantage for many applications.
In general, nitrogen is expediently used as the inert gas. The lamp then has a voltage of approximately 50 volts with the electrodes as close as possible at a load of, for example, 1/2 watt per candle. Under certain circumstances, however, it may be advantageous to replace the nitrogen with another inert gas, e.g. B. argon to replace. With the argon. arc the electrode voltage is significantly lower, namely around 15 to 20 volts with the same electrode spacing and the same load. The argon offers the advantage of less heat dissipation, so that the economy can be further improved compared to the nitrogen lamps noce). It is often useful to use mixtures of gases, e.g. B Mixtures of nitrogen and argon.
As a result, any voltages can be produced between certain limits and, for example, achieved that a certain desired number of lamps can be connected in series at the given mains voltage.
The pressure of the gas filling is generally chosen to be of the order of magnitude of one atmosphere. For various purposes it can be advisable to choose the gas pressure significantly lower than atmospheric pressure. Under certain circumstances, you can bark down to the lowest gas pressure at which the arc discharge is still possible. If the gas pressure is low, the arc is ignited even at lower voltages. Furthermore, the resistance of the gas path is smaller, so that the voltage of the lamp can be reduced somewhat, which is advantageous for some purposes for the reasons already mentioned.
In order to ignite the arc, one electrode is first made to glow brightly by galvanic means. This electrode consists, for example, of a short, thick tungsten
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The series resistor can be laid completely or partially in the ignition electrode itself by replacing a short thick one with a long thin one, spiral-shaped or screw-shaped.
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It is often advantageous to heat the ignition electrode a little higher when igniting than when the arc is burning continuously. This makes it easier for the Ziuidu to enter safely! Instead of using the pickling drab itself as an electrode, it can be attached in the immediate vicinity of one or both electrodes, so that it heats them indirectly through heat conduction and radiation.
The much greater heat dissipation in tungsten compared to carbon through the elec-
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diminishes. This is done in a known manner by using balls on a thin stem, as shown in FIG. Such electrodes are made by melting tungsten wires cdu. c bounced Fä. received in the arc. Suitable electrode shapes can also be obtained by pressing balls or other bodies @@@ tungsten powder and subsequent sintering. Tests have shown that the diameter of the balls can be ten times the diameter of the stem.
Compared to the thin handle, the spherical surface, which forms the incandescent base of the arc, has a much larger area than the same Weglinge. By compressing the arc base into a small space, the heat losses due to dissipation through the surrounding gas are greatly reduced. Similar effects can also be achieved by wire electrodes, which are wound at the ends into short thick spirals (Fig. 3), which behave in a similar way to solid cylinders of the same size with regard to heat emission. In this case you have two spiral electrodes, one of which is connected with one pole and the other with two poles.
It is advisable to place the two spirals parallel to one another so that all parts of the glowing electrode have approximately the same distance and overheating is avoided.
You can also attach bodies to the ignition coil which have a convenient shape for arc lamp electrodes, e.g. B. balls. 4 shows a ball 9 which faces the ball of the anode 7. Since its distance from the anode is smaller than that of the ignition spiral, this facilitates the transition of the arc from the spiral to the balls.
It is practical to arrange the balls in the middle of the spirals so that they are heated from both sides by the glowing wire spiral. It can also be advantageous to use the spiral, such as
Fig. 5 shows to bend the ball at a right or acute angle so that again
Arc has the shortest path between the two balls.
The embodiments described so far can be used without any further problems with alternating current, with direct current they only ignite in one current direction, so they always have to be polarized correctly. This disadvantage can be avoided if the two electrodes are designed with two poles. The simplest embodiment for this is shown in FIG. 6, according to which both electrodes consist of spirals 7 and 8 with the power supply wires 1 to 4. Here, too, as shown in FIG. 7, it is useful to use balls on the spirals to which the arc passes after ignition.
Instead of using the ignition wire permanently as an electrode, the arc can also be transferred to two other electrodes after it has first ignited between the ignition wire and one electrode (FIG. 8). In the case of direct current, this is done in such a way that the arc is first placed between one of the two electrodes, e.g. B. 7 as the anode and the double-pole fed heating wire 10 can be skipped as the cathode and reverses this arc after interruption of the heating current. The arc then burns between the spherical electrode 7 as the cathode and the heating wire 10 as the anode. You only need to connect the second spherical electrode 8 to the positive lead and finally also the latter from the lead
Separate the heating wire in order to have the final arc between the two spherical electrodes.
In the case of alternating current, the polarity is reversed. otherwise the ignition process is the same.
Fig. 9 shows the same arrangement with spiral electrodes. In FIGS. 8 and 9, the heating wire is shown above the electrodes in order to avoid intersections of lines in the drawing.
In reality, it is advisable to attach the ignition wire vertically under the arc electrodes in order to make it easier for the ignition to occur by increasing the temperature of the electrodes. The arc electrodes themselves can also be arranged vertically one above the other.
Since the heat generated at the anode and cathode is not the same under all circumstances, it can be useful to give the electrodes different shapes or sizes.
Fig. 10 shows an embodiment which offers particular advantages. The electrodes consist of hemispheres, which can be produced, for example, by grinding off solid spheres on the side lying above the handle. The two hemispheres are brought closer together except for a very small distance, so that they complement each other almost exactly to form a single luminous sphere, which is particularly suitable where a point-like light source is to be produced.
The ignition wire is expediently chosen so long that it can immediately absorb the entire voltage to be used for the permanent burning of the lamp when it is switched on (FIG. 11). This eliminates the need for a series resistor for the heating wire, which would otherwise have to be attached outside the bell jar. In order to reduce the strong current surge, which in this case goes through the heating wire when the lamp is switched on, one can proceed in such a way that only the part of the ignition wire that serves directly as an electrode is made from tungsten, the remaining part from a metal with a lower resistance temperature coefficient or even better from a conductor with a negative temperature coefficient, such as carbon or boron.
A substantial reduction in the heating current can be achieved by using the heating wire as an oxide cathode.
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The series resistor, which is needed to calm the arc, is designed for the purpose. r. Similar to tungsten wire, preferably in a spiral shape and put it in the lamp. This is shown in FIGS. 12 and 13, the latter with a symmetrical arrangement of the calming resistor 11 in d, en leads to both electrodes. The tungsten wire should have such dimensions, it glows brightly and thus intensifies the luminous effect of the arc. You can also! : affect the light color of the lamp.
You can also accommodate several arcs in one and the same bell and in
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the entire voltage is switched between the two inner leads 2 and 3. The
If necessary, coils 8 and 8 'are dimensioned using resistors so that they absorb all the tension and reach the temperature required for ignition. The entire voltage is also applied in the opposite direction to the outer supply lines 1 and 4.
Since the two ignition spirals absorb approximately half of the mains voltage up to the points where the spherical electrodes 9 and 9 ′ are attached, there are spherical electrodes 7 and 7 between these spherical electrodes and the opposing spherical electrodes 7 and 4 connected to the supply lines 1 and 4, respectively 7 'Voltage differences which correspond to approximately half the mains voltage and which ignite the arcs. Thereupon the current on the inner supply lines is interrupted. 15 shows a corresponding circuit for direct current. Here all four electrodes consist of heating coils which, similar to FIG. 5, carry balls at kink points. The electrodes are connected to the six power supply wires 1 to 6. For the purpose of ignition, the power supply lines 1 and 6 are connected to the two mains poles and the power supply lines 2 and 3 or 4 and 5 are each connected to one another.
When the ignition coils have become sufficiently hot, the connections of the power supply lines 2 and 3 as well as 4 and 5 are interrupted, expediently one after the other, whereby the arcs are formed.
The individual switching operations can be carried out just as easily using a suitable switch as with ordinary light bulbs. 16 a to d illustrate, for example, how the individual circuits can be produced by a rotary switch 12, which can be designed entirely in the manner of the known box switches for two or more circuits. The arrangement of the lamp corresponds to that of FIG. 5 with the addition of the
Calming resistor 11 of FIG. 12. At a, the switch-off position is shown, the
The lamp is disconnected from the positive lead and the ignition spiral 8 is connected to the negative one with one pole
Supply line is connected.
At b, the other pole of the heating coil is also connected to the network, namely to the positive line, by turning the switch 12 by a few turns.
A further quarter turn e also connects the anode 7 to the positive supply line and the arc ignites. Finally, by another quarter turn d, the heating coil is disconnected from the positive line. This is the permanent switching for the burning of the
Lamp. A fourth quarter turn turns the lamp off again, turning itself off again
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In addition to the gases already mentioned, nitrogen and argon, all other inert gases and vapors can also be used, in particular mercury vapor.
In addition to the extremely low heat dissipation that the mercury vapor has, this filling also offers the advantage that the arc also illuminates. while in the case of nitrogen, argon, hydrogen, etc., the development of light comes almost exclusively from the electrodes. This makes it possible to reduce the watt consumption even further. These mercury lamps are expediently
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Mix in thoroxide.
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