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Lampengehäuse für Lichtechtheits-Prüfgeräte Die Erfindung bezieht
sich auf ein Lampengehäuse für Lichtechtheits-Prüfgeräte, das eine stabförmige Gasentladungslampe
hoher Intensität aufnimmt und mit diese Lampe konzentrisch umgebenden Filterrohren
und einer Wasserkühlung versehen ist. Bekanntlich lassen sich mit solchen Geräten
an Geweben und anderen Werkstoffen beschleunigte Lichtechtheits- und Verwitterungsversuche
bezüglich ihrer Beständigkeit durchführen. Es gibt seit langem derartige Geräte.
Eine HerstelIungsfirma, die Atlas Electric Devices Company in Chicago, baut und
vertreibt derartige Geräte unter der Handelsbezeichnung »Fade-Ometer« und »Weather-Ometer«.
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Für solche Geräte kann man eine Xenon-Bogenlampe verwenden, die eine
sehr starke Strahlung mit einem tageslichtähnlichen Spektrum aussendet. Allgemein
werden sehr starke Lampen in relativ kleine Gehäuse eingebaut. So kann eine Xenon-Lampe
mit einer Leistungsaufnahme von 6000 Watt eine Länge von nur etwa 150 mm haben.
In dieser Lampe entsteht sehr viel Wärme; um diese Wärme abzuführen und die unerwünschterweise
erzeugten Strahlungsanteile im langwelligen Infrarot auszufiltern, läßt man um die
Ladungsröhre herum und durch die Lampe Kühlwasser laufen. Aus diesem Grunde ist
die rohrförmige Lampe von zwei konzentrischen Rohren umgeben, wobei an einem Rohrende
das Wasser ein-und auf derselben Seite am anderen Ende wieder austritt. Diese Anordnung
hat sich zwar bewährt; jedoch ändert sich mit der Betriebsdauer die Lichtdurchlässigkeit
der gewöhnlich aus Quarzglas bestehenden Rohre, so daß nach einiger Zeit das Licht
eine andere spektrale Zusammensetzung hat und insbesondere seinen tageslichtähnlichen
Charakter verliert. Außerdem zeigen sich in den Rohren nach einiger Zeit physikalische
Veränderungen, die leicht zum Bruch führen.
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Erfindungsgemäß wird ein diese Nachteile vermeidender besonderer
Aufbau der Lampe vorgeschlagen, wie er in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
6000-W-Xenon-Lampe, F i g. 2 einen Schnitt durch die Lampe nach F i g. 1 längs der
Linie 2-2 in einem etwas vergrößerten Maßstab, F i g. 3 eine Ansicht von oben, F
i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2, F i g. 5 einen Schnitt längs
der Linie 5-5 in F i g. 2 und
F i g. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht
der einzelnen Lampenteile.
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In den F i g. 1, 2 und 6 wird die komplette Lampe 10 mit einem Quarzglas-Gasentladungsrohreinsatz
12 gezeigt. Dieser Einsatz ist handelsüblich und bedarf keiner näheren Erläuterung;
er kann von der Firma Atlas Electric Devices in Chicago, I11., unter der Katalog-Nr.
M-2620 bezogen werden und besteht aus einem Quarzglasrohr 14 mit den Elektroden
16 und 18 an beiden Enden. Am oberen Ende befindet sich eine Erweiterung 20 aus
Metall mit einem sich axial erstreckenden Kontaktbolzen 22 von kleinerem Durchmesser.
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Am entgegengesetzten Ende des Einsatzes 12 ist ein Metall-Armaturteil
24 mit einem Umfangsflansch 26 und dem abgesetzten Abschnitt 28 unmittelbar über
dem Flansch angeordnet. Durch einen Isolator 32 aus Porzellan od. dgl. führt ein
Kontaktbolzen 30 aus dem Armaturteil 24 axial heraus.
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Über das Armaturteil 24 ist eine Überwurfmutter 31 mit dem Innenflansch
33 geschoben, der am Umfangsflansch 26 anliegt. Die Mutter 31 faßt mit ihrem Gewinde
die Gewindegänge auf einem Umfangsflansch 34 eines zylindrischen Zwischenstücks
36.
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Der gewindetragende Flansch 34 ist mit dem unteren Ende des Zwischenstücks
36 passend verschweißt.
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Zwischen den Teilen 36 und 26 ist eine Dichtung 38 aus synthetischem
Gummi eingefügt.
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Das obere Ende des Zwischenstücks 36 ist mit einem Flanschansatz
40 versehen, über den eine Überwurfmutter 42 mit dem Innenrand 44 greift.
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Das Zwischenstück 36 hat eine zylindrische Bohrung 46 und nahe am
unteren Ende eine Zwischenwand 48 mit einer Mittelbohrung 50. Im Zwischenstück
36
sitzt auf der Zwischenwand 48 ein Rohransatz 52 mit der Bohrung 54 auf. Die Mittelbohrung
50 ist etwas größer als das Quarzglasrohr 14 und dessen Vergrößerung 20. Dicht oberhalb
der Zwischenwand 48 sind radiale Durchgänge 56 eingearbeitet, die sich von der Mittelbohrung
50 zum Rohransatz 52 erstrecken. Sie sind symmetrisch angeordnet und ihre Anzahl
beträgt gewöhnlich drei.
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Die Lampe ist mit einem äußeren Filterrohr 57 versehen, das je nach
den Lichtausbeuteanforderungen vorzugsweise aus Pyrex-, Quarz- oder Natronkalkglas
gefertigt ist. Auf dem unteren Ende des äußeren Filterrohrs 57 sitzt ein Außengewindering
58, der bei 60 durch Kitt gehalten wird.
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Zwischen dem Gewindering 58 und dem Flanschansatz 40 am Zwischenstück
36 befindet sich eine Dichtung 62 aus synthetischem Gummi, die beim Anziehen der
Mutter 42 das Rohr verschließt. Das Ende des Filterrohrs 57 reicht ein Stückchen
in die Bohrung 46 im Zwischenstück 36 hinein, so daß das Rohr flüssigkeitsdicht
gelagert ist. Auf dem oberen Ende des Filterrohrs 57 befindet sich ein Außengewindering
64, der bei 66 festgekittet ist und auf auf dem eine Dichtung 68 aus synthetischem
Gummi liegt.
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Ein inneres Filterrohr 70, ebenfalls aus Pyrex-oder Quarzglas bestehend,
hat einen kleineren Durchmesser, reicht in die Bohrung 54 des Rohransatzes 52 hinein
und drückt gegen eine Schraubenfeder 72.
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Das Filterrohr 70 kann sich in der Bohrung mit etwas Spiel bewegen
und erfordert keine Abdichtung, da diese Stelle mit dem Wasserdurchlauf nebenan
Verbindung hat. Das innere Filterrohr hat einen gleichbleibenden Durchmesser, ist
etwa so lang wie das äußere Filterrohr und weist keine Armaturteile wie Gewinderinge
oder Zwischenstücke auf.
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Auf dem oberen Ende des Gehäuses sitzt ein Zwischenstück 73 aus Metall
mit einer Außenhülle 74, die wie die anderen Teile des oberen Zwischenstücks sowie
auch des unteren Zwischenstücks aus rostfreiem Stahl besteht. Der Innendurchmesser
der Außenhülse 74 entspricht dem Außendurchmesser des äußeren Filterrohres 57, so
daß dessen oberes Ende in die Hülse 74 hineinragen kann, wie F i g. 2 zeigt. An
den unteren Teil der Hülse 74 ist ein Flansch 76 angeschweißt oder ähnlich befestigt,
der gegen die Dichtung 68 drückt. Eine Überwurfmutter 78 liegt mit dem nach innen
gerichteten Flansch ansatz 80 auf dem Flansch 76 und ergreift mit ihrem Innengewinde
den Außengewindering 64, wodurch man an dieser Stelle das Gehäuse abdichten kann.
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Das obere Ende der Außenhülse 74 ist mit dem Außengewindering 82
versehen, der mit einer nicht gezeigten Leitungsrohrverschraubung verbunden wird.
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Der Ring kann an die Hülse angeschweißt oder mit dieser aus einem
Stück gefertigt sein und hat einen Ansatz 84 mit einer Stirnseite 86 mit einer Anzahl
axial hindurchführender Löcher 88. Von der inneren Kante der Stirnseite 86 erstreckt
sich eine rolirförmige Innenhülse 90 konzentrisch zur Außenhülse 74 nach innen und
ragt ein Stück über die Unterkante derselben hinaus. Dicht am unteren Ende der Innenhülse
90 ist ein kleiner Ring 92 eingesetzt und durch Schweißen oder ähnlich befestigt.
Der Innendurchmesser der Innenhülse 90 entspricht etwa dem Außendurchmesser des
inneren Filterrohrs 70. Infolgedessen paßt dieses in die Innenhülse 90 und wird
durch den Ring 92 begrenzt.
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In die Innenhülse 90 ragt ein kurzer rohrförmiger, mit der Stirnseite
fest-zusammenhängender Ansatz 94 hinein, der mit der Hülse90 verschweißt oder ähnlich
verbunden ist. Am unteren Ende des Ansatzes94 befinden- sich drei kurze Nasenansätze
96, die zusammen mit den radial nach innen stehenden Stegen 98 eine Mutter 100 festhalten,
in die eine längsgeschlitzte Kontakthülse 102 von unten eingeschraubt und durch
eine Gegenmutter 104 gesichert ist. In diese Kontakthülse 102 greift der Kontaktbolzen
22 federnd ein. F i g. 6 läßt deutlich erkennen, daß die Kontakthülse 102 einen
Längsschlitz 105 und zwei kurze Querschlitze 106 aufweist, um eine Federung des
Materials zu erzielen.
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Lampe wird genau wie bei den bisherigen
Ausführungen in das Gehäuse eingesetzt. Das untere Ende ruht in einer Steckerfassung,
die an eine elektrische Leitung angeschlossen ist. Das obere Ende wird mit einem
Rohrende verschraubt, so daß das Wasser in der einen Richtung durch die innere Hülse
90, das innere Filterrohr70, um das Entladungsrohr 14 herum und in der anderen Richtung
durch die Zwischenräume der beiden Filterrohre sowie der Innen- und Außenhülse 90
bzw. 74 wieder zurückfließt, wobei das Wasser durch die Durchgänge 56 am unteren
Ende der Rohre hindurchtritt. Die Erdungsseite der Leitung ist an die Wasserleitung
angeschlossen.
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Sämtliche mit dem Wasser in Berührung kommende Teile bestehen aus
rostfreiem Stahl im Gegensatz zu früheren Ausführungen, bei denen verchromtes oder
anderweitig geschütztes Messing verwendet wurde, wobei zuerst der Überzug und dann
das Messing in Auflösung geriet und die vom Wasser mitgenommenen Teilchen sich am
Gasentladungsrohr als Oxyde niederschlugen und die Lichtausbeute beeinträchtigten.
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Ferner erfordert weder der Zusammenbau noch das Auseinandernehmen
Spezialwerkzeuge. Alle Muttern31, 42 und 78 sind außen gekordelt und können von
Hand oder mittels eines Verstellschraubenschlüssels angezogen oder gelöst werden.
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Die Kontakthülse 102 braucht normalerweise nicht entfernt zu werden,
aber auch sie läßt sich leicht nach Lösen der Gegenmutter 104 mittels eines Schlitzschraubenziehers
und eines kleinen Schraubenziehers herausnehmen.
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Es wurde bereits erwähnt, daß das innere und äußere Filterrohr aus
Pyrex- oder einem anderen Spezialglas gefertigt ist, das eine solche Lichtdurchlässigkeit
hat, daß das austretende Licht dem Tageslicht nahe kommt. Die hohe Strahlungsenergie
ändert allinählich die Durchlässigkeitseigenschaften und die Festigkeit des Glases,
wodurch dieses zum Zerbrechen neigt. Aus diesem Grund müssen die Filterrohre von
Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Das innere Filterrohr ist infolge seiner größeren
Nähe zum Entladungsrohr häufiger auszuwechseln, und zwar nach 400 bis 500 Brennstunden,
während das äußere Filterrohr und das Gasentladungsrohr 1500 bis 2000 Brennstunden
aushalten kann, also etwa vier- bis fünfmal so lange, ehe ein Ersatz nötig wird.
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Da das innere Filterrohr keine Armaturteile oder unterschiedliche
Durchmesser aufweist, läßt es sich leicht beschaffen und die Auswechslung ist einfach
zu bewerkstelligen. Bs muß lediglich die Mutter 78 am oberen Zwischenstück gelöst,
dieses abgenommen und das innere Filterrohr herausgenommen werden.
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Bei der Auswechslung des äußeren Filterrohrs löst man die Mutter
42. Außer dem Rohr selbst sind nur noch die beiden festgekitteten Gewinderinge 58
und 64 mit zu ersetzen. Die hauptsächlichen Metallteile wie unteres und oberes Zwischenstück
36 bzw.
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73 sowie die Muttern lassen sich weiter verwenden.
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Somit entstehen bei der Auswechslung nur geringe Kosten.