CH197994A - Hochdruckmetalldampfbogenlampe und Verfahren zu deren Herstellung. - Google Patents

Description

      Hochdruckmetalldampfbogenlampe    und Verfahren zu deren Herstellung.         Gegenstand    der     vorliegenden        Erfindung     ist eine     Hoeh@druckm@etalldiampfbogenlampe,          .d.    h. eine Lampe,     welche    im normalen, statio  nären Betriebszustand     einen        Druck    von mehr  als fünf,     zweckmässig    aber mehr als zehn       Atmosphären:

      besitzt,     wobei        @dieser        Druck          grösstenteils    der     Druok    der bei Betriebs  temperatur der Lampe     entstehenden    Dämpfe       des    in derselben     befindlichen        verdampfbaren          Metalles,    z. B.     Quecksilber,        Cadmium,        Zink          usw.        oder    mehrerer dieser Metalle ist.

   Zur       Zündung    enthält die Lampe vorteilhaft eine       Edelgasfüllung,        deren,    Druck. bei     Zimmer-          temperatur    einer     Quecksilbersäule    von     2s    bis       1,00    mm entspricht.

       Die        Umhüllung    solcher  bisher     bekannter    Lampen     besteht    aus hoch  .schmelzendem     Material,        in.        der        Regel        aus     Quarz oder einer     besonderen        Glassorte;    ihre  Elektroden bestehen     aus        hochschmelzenden     Metallen, z. B. aus Wolfram; sie tragen     eine     Elektronen     emittierende    Schicht z.

   B. eine       Bariumagydschioht,    und werden     durch    die    Entladung selbst     geheizt.    Der Vorteil dieser  Lampen besteht darin, dass .sie einen     ausser-          ordentlich    guten Lichteffekt     und    grosse       F'lächenihelligkeit        besitzen,    sie     @        s,elbst    jedoch  sehr     klein    sind,     :so,dass    sie sich für Reflek  toren und andere besondere Zwecke gut  eignen.

   Euch wurde bereits ihre Anwendung       für    allgemeine     Beleuchtungszwecke    in Vor  schlag gebracht.  



  Lampen der-oben     beschriebenen    bekann  ten     Art    hatten bisher immer     röhrenförmige          Umhüllungen;    die Elektroden     -v3Taren    an den  Enden der Lampen angeordnet und die  Röhre war gerade, gebogen,     U-    oder stern  förmig     aus;

  gestadtet.        Unter        "Röhren"    sollen  in dieser Beschreibung solche     Formen,        von          C        asräumen        verstanden    werden, deren     Länge     mehr als     das    Dreifache ihres     kleinsten          innern        Durchmessers        beträgt,    während     unter     ,

  der     Bezeichnung        "Kolben"    hingegen     solche          Formen        Üesi    mit Gas. gefüllten     Raumes    ver  standen werden sollen, öderen     grösste        dänge         kleiner als     das    Dreifache     des    kleinsten     in-          nern        Durchmessers    ist,

   von welchen Kolben  formen die äussere     Form.    -des     Ballons    bei  solchen Lampen - zufolge     ihres    kleinen       Rauminhaltes    im Verhältnis zur Wand  stärke - oft     bedeuten.    abweicht.  



  Wir fanden,     dass    bei solchen     Hochdruck-          metalldampfbogenlampen        bedeutende    Vor  teile erzielt werden können, wenn man ihren  Aufbau     in,der    Weise ändert,     dass    ihre Elek  troden nicht an den beiden einander ent  gegengesetzten Enden ihres nicht röhren  förmigen Ballons, sondern - und     darin     liegt     die        Erfindung    -     nebeneinander    (z. B.  nahe beieinander) in einem (z.

   B. kugelför  migen) Kolben so angeordnet werden,     dass     ,die Geraden, welche irgend einen Punkt des  brennenden Bogens mit den Einschmelz  punkten der     Arbeitselektroden    verbinden,       miteinander    einen Winkel     einschliessen,    der  kleiner     ist    als 180   (im allgemeinen kleiner  als<B>150',</B> zweckmässig sogar kleiner als<B>901</B>  ist, wobei die gerade Strecke, welche die in  den Gasraum der Lampe hineinragenden  Enden der Arbeitselektroden miteinander  verbindet, sich völlig im Gasraum des Kol  bens befindet, also keine     Kolbenwand    schnei  det; meistens wird sie annähernd die Bahn  des verhältnismässig kurzen Bogens bilden.

    Unter     Arbeitselektroden    werden jene Elek  troden der     Lampe    verstanden, zwischen wel  chen beim normalen Betrieb die Entladung  stattfindet.  



  Der     wesentlichste        Vorteil,    welcher durch  diesen Aufbau der Lampe erreicht wird, ist,  dass ihre     Lichtverteilungstkurve    den prak  tischen     Erfordernissen        entspricht.    Die neben  einander angeordneten Elektroden beschat  ten     nämlich    den     Bogen    bloss in einer Rich  tung und auch     :

  diese    Richtung kann noch  mit jener des Sockels identisch werden,     \nenn     man die erfindungsgemässe     Lampe    derart in  einen den     Glühlampenballons    ähnlichen Bal  lon einbaut,     dass    alle ihre     zueninander    par  allelen oder einen spitzen Winkel     umschlie-          Benden        Elektroden    dem Sockel     zugerichtet     verlaufen.

   Ferner hat die     erfindungsgemässe          Lampe    bei     Projektionszwecken    noch den    grossen Vorteil, dass sie unter allen bisher  bekannten     Lampen    eine sich der Punktform  am meisten nähernde     Lichtquelle    bildet, da  die Länge     ihres    Bogens sehr klein sein kann.

    Ein     weiterer        wesentlicher    Vorteil ist noch  der,     .dass    die     spezifische        Belastung    solcher  Lampen im Verhältnis zu jener der bisher  bekannten Lampen bei gleicher     .Sicherheit     grösser     bemessen    werden kann.

   Der bei höhe  rer Belastung - unter     sonst    gleichen Um  ständen -     auftretende        höhere    Druck zeitigt  einen     besseren        Lichteffekt    der Lampe und  auch die     Farbenzusammensetzung    ihres Lich  tes wird     vorteilhafter.    Ein höherer Druck  kann bei der erfindungsgemässen     Lampe    des  halb zugelassen werden, weil die Festigkeits  bedingungen ihres Ballons vorteilhafter sind,  da auch ihre Form in bezug auf die Festig  keit     vorteilhafter    und ihre     Ballontemperatur     gleichmässiger ist,

   als jene der röhrenför  migen     Lampen.    In einem Ballon gleichmässi  ger Temperatur - bei im übrigen gleichen       Belastungsbedingungen-    steigt der Dampf  druck, weil dessen Wert durch die die nie  drigste Temperatur besitzende Stelle des Bal  lons bestimmt wird.  



       Dies    hat zur Folge, dass die     Errergieauf-          nahme    der erfindungsgemässen Lampe mehr  als 10 Watt pro     Millimeter    der Bogenlänge       berechnet        sein,    ja sogar 15 Watt überschrei  ten kann, ohne eine künstliche Kühlung des  Ballons, z.

   B. eine     Wasserkühlung,    anwen  den zu     müssen;        unter    Anwendung einer  künstlichen Kühlung können selbstverständ  lich noch     höhere    Leistungen erzielt     werden.     Diesen     Umständen    ist es     zuzuschreiben,    dass  die     Vorteile    der erfindungsgemässen     Lampe     besonders gross- sind, wenn die aufgenom  mene     Leistung    kleiner als 50     Watt        ist;

      sie  kann sogar für     noch        geringere    Leistung an  gefertigt werden,     wogegen    die untere Grenze  der     Leistung    bei den     bekannten    ähnlichen  Lampen etwa 40 Watt beträgt.

   Bei solchen       Elektrodenanordnungen    ist die Länge der       zwischen    den Elektroden befindlichen Ent  ladungsbahn in der Regel kürzer als 8 mm  und kann man demnach mit der Lampe,  auch ohne     besondere        Hilfsmittel        anwenden         zu     müssen,    so     günstige        Verhältnisse    erzielen,       da3    die     Zündspannung        zwischen    den Ar-.       beitselektrocden        unter    170! Volt, z.

   B.110 Volt,  gehalten werden kann, insbesondere, wenn  die     Edelgasfüllung    der Lampe aus Krypton       besteht,        das    auch in     anderer        Hinsicht        vor-          tei-Ihaft    ist und dessen Druck in der Lampe  bei Zimmertemperatur zum Beispiel 25 bis.

    40 mm     Ug    betragen     kann.    An     .Stelle    oder       neben;        Krypton    kann man auch     Xenon,        .ge-          gebenenfalls    auch mit andern Gasen     ge-          mischt,        anwenden.    Der Lampenballon kann  anstatt .genaue     Kugelform,    jene eines     Ro-          tationsellip@sioids.,        Rotationsovoids    oder eine       ähnliche    Form     besitzen,

      so dass das Verhält  nis     der    im Gasraum     gemessenen        längsten     und     kürzesten.        Asen        weniger    als. 3 ist.

         Gegebenenfalls,    z.     B.    bei     Projektionslampen,          kann    der Ballon sogar eine ein     wenig        abge-          flachte,    Form     besitzen.        Die    Zahl der Arbeits  elektroden     beträgt    gewöhnlich zwei;

   es kön  nen jedoch zum     Beispiel    bei Lampen, die mit       Dreiphasenetrom.        ,gespeist    werden, auch drei       Arbeitselektroden    angewendet     w=erden.    Die  Elektroden     werden,        zweckmässig    von der     Ent-          ladung        selbst        erhitzt    und auf der zur Emis  sion erforderlichen Temperatur gehalten.  



  Wie bereits     erwähnt,    stehen die Elektro  den der Lampe     in.    der Regel parallel, was  bei der     Herstellung    vorteilhaft ist. Eine       solchelampe    wird nämlich vorteilhaft     der-          art    hergestellt,     @dass    die     Elektroden    in ihrer       gewünsohten    relativen Lage mittelst     jenes     bekannten:

  ,     alkalifreien        Glases        fixiert    wer  den,     welohes    man beim     Einschmelzen    der       Elektroden,    in den     Kolben    solcher     Lampen     als     Zwischenstoff    zu verwenden pflegt, und       flie        Elektroden    werden gemeinsam und       gleichzeitig    in den Kolben- eingeschmolzen.  



  Die     erfindungsgemässe        Lampe    ist zu je  der     bisher    für solche Lampen     vorgeschlage-          nen        Verwendung    geeignet.

   Will man sie zu  allgemeinen     B,eleuchtungszweoken        venven-          den,    so kann man -     insbesondere    bei     klei-          nen:        Einheiten    - als     Vorschaltwiderstand    in       Reihenschaltung        den.        Glühkörper        einer    Glüh  lampe in an sich     bekannter        Weise    gehrau=       chen        und;

      kann diesen in den auch die erfin-         dungsgemässe        Metalldampfbogenlampe    ber  genden Ballon,     respektive    im Gasraum ange  ordnet     werden.    Um die auf die Metalldampf     -          bogenlampe        :ad.sorbierte        Melalldampfschicht     zu entfernen,     lässt    man -     nach    einen eben  falls     Gegenstand    der     Erfindung    bildenden       Verfahren    - beim Pumpen der äussern.

    Hülle     einer    solchen     "kombinierten    Lampe die       illetall,dampfbogeulampe    brennen,     d.    h. man  hält sie in normalem     Betrieb.    Will man die       Metalldampfbogenlampe        und    den     als        Vor-          schaltwiderstand    verwendeten Glühfaden     in-          nerhalbeines,    zweckmässig     gasgefüllten          äussern    Kolbens     unterbringen,

      so     wird    der       Glühfaden        vorteilhaft    in der Weise     einge-          baut,        :dassidieser    die     Metalldampfbogenlampe          mindestens        teilweise        umfasst    und sich von       ,derselben    in.

       einer    Entfernung von     Milli-          meter-Grössenordnung        befindet.    Bei einer  solchen     Anordnung        wird    nämlich dadurch,       dass,    .der bei der     Zündung        überlastete    Glüh  faden: die     Metalldampfbogenlampe    beheizt,  .die zur     Erreichung    eines stationären     Be-          trIebpzustandes    nötige Zeit wesentlich ver  kürzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Hochdruckmetalldampfbogenlampe mit Gasfüllung, @dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitselektroden nebeneinander in einem kolbenförmigen Ballon < so angeordnet sind, ,dae. die Geraden,

   welche einen beliebigen Punkt des Boigens mit den Einschmelzpunk- ten -der Arbeitselektroden verbinden, mitein ander einen Winkel einschliessen, der kleiner ist als 180 , wobei die gerade Strecke,

   welche die in den. Gasraum der Lampe hin einragenden Enden der Arbeitselektroden miteinander verbindet, sich völlig im Innern ,des Kolbens befindet. UNTERANSPRÜCHE: 1. Lampe nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass-,die Entladungsbahn kürzer als & mm ist. 2.

   Lampe nach Patentanspruch I, -dadurch gekennzeichnet, @dass ihre Energieauf nahme ;grösser als 10 Watt pro Milli meter der Bogenlänge ist. 3. Lampe nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch einen kugelförmigen Kol ben. 4. Lampe nach Patentanspruch I und Un- teransprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen ro@tations:el.ipsoidförmigen Kolben.

   5. Lampe nach Patentanispruch I und Un- teransprüchen 1 und 2, .gekennzeichnet durch einen rotationsovoidförmigen Kol ben. 6. Lampe nach Patentanspruch I und Un- teransprächen 1 und 2" gekennzeichnet durch einen abgeflachten Kolben.

   7. Lampe nach Patentanspruch I und Un- teransprachen 1, 2 und 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass .das Verhältnis zw i- schen der :grössten und kleinsten Achse des Kollbew kleiner als 3 ist. B. Lampe :

   nach Patentanspruch I und Un- teransprüchen 1, 2 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Verhältnis zwi schen der grössten und kleinsten Achse des Kolbens kleiner als 3 ist. 9.

   Lampe nach Patentanspruch I und Un- teransprächen 1, 2, und 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Verhältnis zwi schen -der grössten und kleinsten Achse .des Kolbens kleiner als 3 ist.

   10. Lampe nach Patentanspruch I, gekenn- zeichnet durch eine Krypton enthaltende Gasfüllung. 11. Lampe nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Xenon enthaltende Gasfüllung. 12. Lampe nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Krypton und Xenon enthaltende Gasfüllung. 13. Lampe nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch drei Arbeitselektroden. 14.

   Lampe nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass alle ihre Arbeits- elektroden gemeinsam und an einer und derselben Stelle in den Kolben einge schmolzen sind. 15. Lampe nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Energieauf nahme weniger als 40 Watt beträgt. 16.

   Lampe nach Patentanspruch I, .dadurch gekennzeichnet, dass, die zwischen ihren Arbeitselektroden bestehende Spannung weniger als 170 Volt beträgt. 17. Lampe nach Patentanspruch. I, mit einem als Glühfaden ausgestatteten Vor- scha.ltw iderstand, dadurch gekennzeich net, dassi die Metalldampfbogenlampe und der Glühfaden in einem gemein samen Kolben angeordnet sind. 18.

   Lampe nach Patentanspruch I und Un- teranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühfaden die Meta.lldampf- bogenJampe mindestens teilweise um gürtet und von derselben in einer Ent- fernung von angeordnet ist.

   PATENTANSPRUCH II: Verfahren zur Herstellung der Lampe; nach Patentanspruch I und Unteranspruch 17, -dadurch gekennzeichnet, @dass- die Metall- da.mpfbogenlampe während des Pumpens des äussern Kolbens brennt.