DE1151877B - Cathode for a high pressure discharge lamp, preferably a noble gas high pressure lamp - Google Patents

Cathode for a high pressure discharge lamp, preferably a noble gas high pressure lamp

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DE1151877B
DE1151877B DEP28309A DEP0028309A DE1151877B DE 1151877 B DE1151877 B DE 1151877B DE P28309 A DEP28309 A DE P28309A DE P0028309 A DEP0028309 A DE P0028309A DE 1151877 B DE1151877 B DE 1151877B
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Dipl-Phys Horst Schlegel
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Osram GmbH
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Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J61/02Details
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  • Discharge Lamp (AREA)

Description

INTERNAT. KL. HOIjINTERNAT. KL. HOIj

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

P28309Vmc/21fP28309Vmc / 21f

ANMELDETAG: 27. NOVEMBER 1961REGISTRATION DATE: NOVEMBER 27, 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 25. JULI 1963NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL: JULY 25, 1963

Die Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung von Kathoden von Hochdruckentladungslampen, vorzugsweise von Edelgashochdrucklampen, die mit entladungsgeheizten Elektroden aus einem dicht gehämmerten aktivierten Wolframkörper ausgestattet sind. Dieser Wolframkörper ist auf einem vorteilhaft aus Wolfram bestehenden Stromzuführungsstab in beliebiger Weise, z. B. durch Aufpressen, Aufschrumpfen oder Aufschweißen, befestigt. Es war bei Edelgashochdrucklampen bekannt, die Glühelektroden aus einem gesinterten Wolframkörper herzustellen, der abgesehen von einer Bohrung zur Befestigung der Stromzuführung an der der Entladung zuzuwendenden Stirnfläche, eine weitere Ausnehmung besaß, in der ein dicht gehämmerter oder durch Schmelzen verdichteter, pfropfenartiger Wolframkörper mit über dem Sinterkörper hervorragender, als Lichtbogenansatz dienender Kuppe vorzugsweise durch Einschrumpfen befestigt war. Diese Teilung des Elektrodenkörpers erfolgte, weil es bisher besondere Schwierigkeiten machte, gehämmerte Wolframkörper einerseits in der erforderlichen Größe herzustellen und andererseits nachträglich, z. B. für die Befestigung an dem Stromzuführungsstab, zu bearbeiten. Die Sinterkörper können unter ungünstigen Umständen auch nach gründlicher Glühung im Vakuum während des Betriebes absorbierte Gase abgeben, die dann zu einer raschen Zerstörung der Elektroden führen. Als man jedoch in der Lage war, die Wolframelektrodenkörper aus einem Stück herzustellen, wurde festgestellt, daß eine besondere Formgebung der Kathoden erforderlich ist, um einerseits eine genügende und schnelle Aufheizung der Kathode zu erzielen und andererseits einen ungleichmäßigen Abbrand der Kathodenspitze zu vermeiden.The invention relates to the design of cathodes of high pressure discharge lamps, preferably of noble gas high-pressure lamps with discharge-heated electrodes from a tightly hammered activated tungsten bodies are equipped. This tungsten body is advantageous on a one-off basis Tungsten existing power supply rod in any way, for. B. by pressing, shrinking or weld on. It was known in noble gas high-pressure lamps that glow electrodes were made to produce a sintered tungsten body, which apart from a hole for fastening the Power supply on the end face to be turned towards the discharge, possessed a further recess, in which is a tightly hammered or melted compacted, plug-like tungsten body with over The dome which is outstanding for the sintered body and serves as an arc attachment, preferably by shrinking was attached. This division of the electrode body took place because it was previously special Difficulties made on the one hand to produce hammered tungsten bodies in the required size and on the other hand subsequently, z. B. for attachment to the power supply rod to edit. Under unfavorable circumstances, the sintered bodies can also be used after thorough annealing in a vacuum Release absorbed gases during operation, which then rapidly destroy the electrodes to lead. However, when one was able to manufacture the tungsten electrode bodies from one piece, it was found that a special shape of the cathodes is necessary in order to achieve a sufficient and to achieve rapid heating of the cathode and, on the other hand, an uneven burn-off to avoid the cathode tip.

Diese Schwierigkeiten werden bei einer Hochdruckentladungslampe gemäß der Erfindung durch eine derartige Formgebung der Kathode behoben, daß in einem Abstand von weniger als der Hälfte ihrer Länge, von der Kathodenspitze aus gerechnet, eine Temperatur von mindestens 2000° C herrscht, indem die kegelförmige Spitze der Kathode mit einem Winkel von weniger als 50°, vorzugsweise 30 bis 40°, ausgebildet ist und eine abgerundete Kuppe mit einem Kuppenradius von mehr als 0,2 mm aufweist. Bei Entladungslampen hoher Betriebsleistung ist zwecks schnellerer Aufheizung und Erhitzung auf eine höhere Temperatur die Kathodenspitze wenigstens teilweise durch einen ringförmigen Einschnitt etwa senkrecht zur Kathodenachse von dem übrigen Kathodenkörper getrennt. Zweckmäßig enthält der üblicherweise aus Wolfram bestehende Kathoden-Kathode für eine Hochdruckentladungslampe, vorzugsweise EdelgashochdrucklampeThese difficulties are caused by a high pressure discharge lamp according to the invention Corrected such a shape of the cathode that at a distance of less than half of their Length, calculated from the cathode tip, a temperature of at least 2000 ° C prevails by the conical tip of the cathode with an angle of less than 50 °, preferably 30 to 40 °, is formed and has a rounded tip with a tip radius of more than 0.2 mm. In the case of high-output discharge lamps, for the purpose of faster heating and heating to one higher temperature the cathode tip at least partially through an annular incision about perpendicular to the cathode axis separated from the rest of the cathode body. The Cathode-cathode usually made of tungsten for a high-pressure discharge lamp, preferably noble gas high pressure lamp

Anmelder:Applicant:

Patent -Treuhand- Gesellschaf tPatent -Treuhand- Gesellschaft

für elektrische Glühlampen m. b. H., München 2, Windenmacherstr. 6for electric light bulbs m. b. H., Munich 2, Windenmacherstr. 6th

Dipl.-Phys. Horst Schlegel, Berlin-Kladow, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Horst Schlegel, Berlin-Kladow, has been named as the inventor

körper einen Zusatz von weniger als 6%, vorzugsweise etwa 3 °/o Thoriumoxyd.body an addition of less than 6%, preferably about 3% thorium oxide.

Durch die spitzwinklige Kegelform der Kathode und zusätzlich durch die ringförmige teilweise Abtrennung der Kathodenspitze heizt sich die vordere Kathodenmasse während des Entladungsbetriebes stärker auf, wodurch die thermische Emission verbessert wird. Es tritt vor allem auch eine schnellere Aufheizung ein, die eine geringere Zerstörung der Kathodenspitze während des Anlaufs bewirkt. Durch die Abflachung der Kathodenspitze wird erreicht, daß keine Abschmelzung der Spitze und damit kein wechselnder unruhiger Ansatz des Bogens eintritt, sondern sich um die abgerundete Kathodenspitze eine Plasmahaube bildet, die sich nur wenig verlagern kann.Due to the acute-angled cone shape of the cathode and also due to the ring-shaped partial separation of the cathode tip, the front cathode mass heats up more strongly during discharge operation, whereby the thermal emission is improved. Above all, there is also faster heating which causes less damage to the cathode tip during start-up. By the flattening the cathode tip is achieved that no melting of the tip and thus no alternating there is a restless approach to the arc, but instead a plasma hood surrounds the rounded cathode tip forms that can only shift a little.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kathode für eine Hochdruckentladungslampe gemäß der Erfindung teilweise im Schnitt veranschaulicht.In the drawing, an exemplary embodiment of a cathode for a high-pressure discharge lamp is shown in FIG the invention illustrated partially in section.

Fig. 1 zeigt eine Hochdrucklampe in etwa natürlicher Größe;Fig. 1 shows a high pressure lamp approximately natural size;

Fig. 2 stellt eine Kathode in vergrößertem Maßstab dar.Fig. 2 shows a cathode on an enlarged scale.

In dem Entladungsrohrkolben 1 einer Edelgashochdrucklampe, der vorzugsweise aus Quarz besteht, sind die Anode 2 und die Kathode 3 angeordnet. Die Kathode besteht aus einem dicht gehämmerten thorierten Wolframkörper, der in seinem rückwärtigen Teil 4 zylinderförmig ist und in seinem vorderen Teil als spitzer Kegel 5 ausläuft. Die Mantellinien in einer Achsenschnittebene der kegelförmigen Spitze bilden einen Winkel α von etwa 40°. Durch einen ringförmigen Einschnitt 6 ist der vordere Teil der Kathodenspitze von dem rückwärtigen Teil teilweise getrennt, so daß die durch die Entladung eintretende Aufheizung aufgestaut wird und der AufheizanlaufThe anode 2 and the cathode 3 are arranged in the discharge tube bulb 1 of a noble gas high-pressure lamp, which is preferably made of quartz. The cathode consists of a tightly hammered thoriated tungsten body, which is cylindrical in its rear part 4 and ends in its front part as a pointed cone 5. The surface lines in an axial section plane of the conical tip form an angle α of approximately 40 °. The front part of the cathode tip is partially separated from the rear part by an annular incision 6, so that the heating occurring as a result of the discharge is dammed up and the heating start-up

309 648/116309 648/116

schneller erfolgt. Bei der hier dargestellten Kathode für eine Edelgashochdrucklampe für eine Leistungsaufnahme von etwa 2500 W besitzt die vordere Spitze der Kathode eine Abrundungskuppe mit einem Radius b von 0,6 mm, um die herum sich beim Brennen der Lampe eine Plasmahaube bildet. Die Länge des Kathodenkörpers beträgt etwa 15 mm; der etwa 0,5 mm breite ringförmige Einschnitt ist in einem Abstand von etwa 6,5 mm von der Kathodenkuppe derart vorgesehen, daß ein Steg von etwa 3 mm Durchmesser den vorderen Teil 5 der Kathode mit dem rückwärtigen Teil 4 verbindet.done faster. In the cathode shown here for a noble gas high-pressure lamp for a power consumption of around 2500 W, the front tip of the cathode has a rounded tip with a radius b of 0.6 mm, around which a plasma hood is formed when the lamp is burning. The length of the cathode body is about 15 mm; the approximately 0.5 mm wide annular incision is provided at a distance of approximately 6.5 mm from the cathode tip in such a way that a web of approximately 3 mm diameter connects the front part 5 of the cathode to the rear part 4.

Die Anode 2 besteht ebenfalls aus einem dicht gehämmerten Wolframkörper, der im Ausfuhrungsbeispiel an seinem Umfang kreisförmige Riefen besitzt. Es kann die Anode natürlich auch eine andere als die dargestellte Ausbildung erhalten. Die Stromzuführungsstäbe 8 bzw. 15 sind in dem Fuß 16 für die Kathode bzw. dem Fuß 17 für die Anode druckdicht eingeschmolzen. Die Sockel 18 (nur für die Anode dargestellt) dienen der Halterung der Lampe und dem Anschluß der Stromzuführungen an die Zünd- und Betriebseinrichtungen der Hochdrucklampe.The anode 2 also consists of a tightly hammered one Tungsten body, which in the exemplary embodiment has circular grooves on its circumference. The anode can of course also have a different design than the one shown. The power supply rods 8 and 15 are pressure-tight in the foot 16 for the cathode and the foot 17 for the anode melted down. The base 18 (only shown for the anode) are used to hold the lamp and the Connection of the power supply to the ignition and operating equipment of the high pressure lamp.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: a5PATENT CLAIMS: a5 1. Kathode für eine Hochdruckentladungslampe, vorzugsweise Edelgashochdrucklampe mit festen entladungsgeheizten Elektroden aus einem dicht gehämmerten aktivierten Wolframkörper, der auf einem vorteilhaft aus Wolfram bestehenden Stromzuführungsstab in beliebiger Weise, z. B. durch Aufpressen, Aufschrumpfen oder Aufschweißen, befestigt ist, gekennzeichnet durch eine derartige Formgebung, daß in einem Abstand von weniger als der Hälfte ihrer Länge, von der Kathodenspitze aus gerechnet, eine Temperatur von mindestens 2000° C herrscht, indem die kegelförmige Spitze der Kathode mit einem Winkel von weniger als 50°, vorzugsweise 30 bis 40°, ausgebildet ist und eine abgerundete Kuppe mit einem Kuppenradius von mehr als 0,2 mm aufweist.1. Cathode for a high-pressure discharge lamp, preferably noble gas high-pressure lamp with solid discharge-heated electrodes made of a tightly hammered activated tungsten body, which is advantageously made of tungsten in any way, z. B. by pressing, shrinking or welding, is fixed, characterized by such a shape that at a distance of less than half its length, calculated from the cathode tip, a temperature of at least 2000 ° C prevails by the conical tip of the Cathode is formed with an angle of less than 50 °, preferably 30 to 40 °, and has a rounded tip with a tip radius of more than 0.2 mm. 2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Spitze der Kathode zur Erzielung eines Wärmestaues wenigstens teilweise durch einen ringförmigen Einschnitt etwa senkrecht zur Kathodenachse von dem übrigen Kathodenkörper getrennt ist.2. Cathode according to claim 1, characterized in that the conical tip of the cathode to achieve a build-up of heat at least partially through an annular incision, for example is separated from the rest of the cathode body perpendicular to the cathode axis. 3. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper weniger als 6%, vorzugsweise etwa 3%, Thoriumoxyd enthält.3. Cathode according to claim 1 or 2, characterized in that the cathode body is less contains more than 6%, preferably about 3%, thorium oxide. In Betracht gezogene Druckschriften:
Kino-Technik, Nr. 11/1960, S. 340, Bild 5.
Considered publications:
Kino-Technik, No. 11/1960, p. 340, image 5.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings © 309 648/116 7.63© 309 648/116 7.63
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