DE1231809B

DE1231809B - Spiral electrode for low-pressure discharge lamps

Info

Publication number: DE1231809B
Application number: DE1962P0028794
Authority: DE
Inventors: Dr Bernhard Kuehl
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1962-02-13
Filing date: 1962-02-13
Publication date: 1967-01-05

Description

Wendelelektrode für Niederdruckentladungslampen Die Erfindung bezieht sich auf Wendelelektroden für Niederdruckentladungslampen, insbesondere für Leuchtstofflampen, die Bereiche schnell aufheizender Wendelstellen zur Erleichterung der Zündung und Bereiche langsamer aufheizender Wendelstellen für den Betrieb der Lampen besitzen.Filament electrode for low-pressure discharge lamps The invention relates on filament electrodes for low-pressure discharge lamps, especially for fluorescent lamps, the areas of rapidly heating coils to facilitate ignition and Have areas of slow heating filament points for the operation of the lamps.

Es sind bereits Wendelleuchtkörper für Glüh- lampen bekannt, bei denen Teile der Leuchtkörper bzw. der Wendeln dicker oder mit weitergestellten Windungen bzw. mit größerer Steigung als andere Teile ausgeführt sind (deutsche Patentschriften 452 749, 482 360, 494 943, 21365). Diese Leuchtkörperkonstruktionen dienen völlig anderen Zwecken wie der Erzielung einer gleichmäßig glühenden Wen-del oder der leichteren und besseren Befestigung und Kontaktgabe bei Glühlampen.There are already known spiral filaments for incandescent lamps in which parts of the filament or the filaments are thicker or with wider turns or with a greater pitch than other parts (German patents 452 749, 482 360, 494 943, 21 365). These luminaires constructions serve completely different purposes such as obtaining a uniformly glowing Wen-del or the lighter and better fitting and switching at light bulbs.

Auch sind Wendelelektroden nicht mehr neu, die aus einem Kerndrahtteil und aus einem oder mehreren um diesen Kerndraht gewickelten Drähten gebildet sind (österreichische Patentschrift 178 669). Der Kerndrahtteil soll eine schnelle Aufheizung der Elektroden und damit ein schnelles Zünden, der Lampe bewirken; der mit den Umwicklungsdrähten gebildete Teil soll eine verhältnismäßig große Menge von aktivierendem, elektronQnenüttierendem Material zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens während des normalen Betriebes aufweisen. Solche Wendelclektroden waren speziell in sogenannten Rapid-Start-Lampen in entsprechenden Schaltungsanordnungen vorgesehen worden. Während die angegebene, Wirkung der Funktionsteilung solcher Wendelelektroden mit teilweise herauszulösenden Kerndräliten noch umstritten ist, dürfte es nicht zweifelhaft sein, daß deren Herstellung sehr schwierig und kostspielig ist.Also, spiral electrodes that are formed from a core wire part and from one or more wires wound around this core wire are no longer new (Austrian patent specification 178 669). The core wire part is intended to cause rapid heating of the electrodes and thus rapid ignition of the lamp; the portion formed with the wrapping wires should contain a relatively large amount of activating, electron-absorbing material to maintain the arc during normal operation. Such spiral electrodes were specifically provided in so-called rapid-start lamps in corresponding circuit arrangements. While the stated effect of the division of functions of such helical electrodes with partially detachable core strands is still controversial, it should not be doubtful that their production is very difficult and expensive.

Eine andere bekannte Wendelelektrode ist in der Weise ausgebildet, daß mehrere parallele Wolframdrähteumzweiparallele, späterherauszulösendeStahlkerndrähte herumgewickelt sind, wobei nach einer Anzahl von Windungen die Steigung für eine Windung etwa um den Faktor 3 vergrößert wird, so daß mehrere Wickelabschnitte entstehen (USA.-Patentschrift 2 479 193). Nach Entfernung der Kerndrähte sind die Wendelabschnitte an den Stellen größerer Steigung offen und sollen hier durch die öffnung eine leichtere Imprägnierang bzw. Füllung der Wendelabschnitte mit Emissionsmasse auch von der Innenseite her ermöglichen.Another known helical electrode is designed in such a way that several parallel tungsten wires are wound around two parallel steel core wires to be removed later, after a number of turns the pitch for one turn is increased by a factor of approximately 3 , so that several winding sections are created (U.S. Patent 2,479 193). After the core wires have been removed, the coil sections are open at the points of greater pitch and should allow easier impregnation or filling of the coil sections with emission material from the inside through the opening.

Auch ist eine Wendelausführung nicht mehr neu, bei der diese aus zwei parallel gewendelten Drähten besteht, wobei der eine dieser Wendeldrähte zusätzlich mit einem dünneren Draht umwickelt sein kann (USA.-Patentschrift 2 922 916). Der Zweck dieser Anordnung ist, daß bei gleicher Windungszahl geringere Einzeldrahtstärken verwendet werden können, als bei Instant-Start- und Vorheiz-Stromkreisen üblich ist. Abgesehen davon, daß solche Ausführungen der Wendelclektroden also einem ganz anderen Zweck dienen als der Funktionsteilung für die Zündung und den Betrieb von Entladungslampen, sind sie ebenfalls kostspielig und schwierig herzustellen.Also, a helical design is no longer new in which it consists of two parallel coiled wires, whereby one of these helical wires can additionally be wrapped with a thinner wire (US Pat. No. 2,922,916 ). The purpose of this arrangement is that, with the same number of turns, smaller individual wire sizes can be used than is usual with instant start and preheat circuits. Apart from the fact that such designs of the spiral electrodes serve a completely different purpose than the division of functions for the ignition and operation of discharge lamps, they are also expensive and difficult to manufacture.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wendelelektrode, insbesondere für Leuchtstofflampen, herzustellen, die zur Erleichterung der Zündung Bereiche schnell aufheizender Wendelstellen (Heißstellen) und für den Betrieb Bereiche langsamer aufheizender Wendelstellen (Warmstellen) aufweist und die geschilderten Nachteile vermeidet.The aim of the present invention is to provide a helical electrode, in particular for fluorescent lamps, manufacture those for ease of ignition areas spiral points that heat up quickly (hot spots) and slower areas for operation having heating coil points (hot points) and the disadvantages described avoids.

Diese Forderungen werden bei einer Wendelelektrode gemäß der Erfindung durch eine, solche Ausbildung der Wendel erfüllt, bei der die Heißstellen und die Warmstellen je eine Anzahl von Windungen enthaltende Wendelabschnitte sind, die in Richtung der Wendelachse miteinander abwechseln, und entweder durch die Windungen eines mit gleicher Steigung gewickelten Wendeldrahtes mit abwechselnden Abschnitten kleineren und größeren Drahtdurchmessers gebildet sind oder dadurch, daß ein Draht konstanten Durchmessers um einen Kerndraht abschnittsweise mit kleiner und mit größerer Steigung gewickelt ist. Zweckmäßig ist es, daß die Heißstellen etwa 10 bis 20% der Warmstellen betragen. Vorteilhaft sind die Kerndrähte aus den mit verschiedener Steigung gewickelten Wendeldrähten entfernt. Eine andere zweckmäßige Ausführung kann darin bestehen, daß die, Abschnitte geringeren Drahtquerschnittes durch abgeätzte Drahtabschnitte ge, bildet werden, die zwischen den ungeätzten Bereichen des Drahtes vorgesehen sind. Vorzugsweise werden Drähte aus Wolfram oder ähnlichen hochschmelzenden Metallen für die Wendelelektroden nach der Erfindung verwendet.These requirements are met in a helical electrode according to the invention by such a design of the helix in which the hot spots and the warm spots are each a number of turns containing coil sections that alternate in the direction of the coil axis, and either by the turns of one with the same Pitch wound helical wire are formed with alternating sections of smaller and larger wire diameter or in that a wire of constant diameter is wound around a core wire in sections with a smaller and larger pitch. It is useful that the hot spots be about 10 to 20% of the hot spots. The core wires are advantageously removed from the helical wires wound with different pitches. Another expedient embodiment can consist in the fact that the sections of smaller wire cross-section are formed by etched wire sections which are provided between the unetched areas of the wire. Wires made of tungsten or similar refractory metals are preferably used for the helical electrodes according to the invention.

In den Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele von Drähten - zum Teil im Schnitt etwa im Maßstab 2: 1 - für Wendelelektroden nach der Erfindung dargestellt.In the drawings, exemplary embodiments of wires are shown - some in section approximately on a scale of 2: 1 - for helical electrodes according to the invention.

F i g. 1 zeigt einen Draht 1 für Wendelclektroden, der mit einem dünneren Draht 2 mit geringer Steigung fest umwick-elt ist. An mehreren Abschnitten 3 ist der Umwicklungsdraht 2 mit sehr großer Steigung weitergeführt, wodurch Stellen geringeren Querschnittes gebildetwerden. Der mit dem dünnenDraht2 in der geschilderten Weise umwickelte Draht dient in bekannter Weise zur Herstellung von Einfach- oder Doppelwendelelektroden (nicht dargestellt). Für eine 40-W-Leuchtstofflampe hat sich eine Wendelelektrode als günstig erwiesen, für die ein Draht 1 mit einem Durchmesser von etwa 60 #L verwendet ist, der mit einem Draht 2 von 18 #t Durchmesser derart umwickelt ist, daß auf je 42 mm mit geringer Steigung umwickelter Draht ein etwa 7 mm langer, praktisch freier Abschnitt folgt, an dem der Umwicklungsdraht 2 mit sehr großer Steigung weitergeführt ist. Auf ein für eine Elektrodenwendel bestimmtes Drahtstück entfallen etwa fünf bis sieben solcher Ab- schnitte. An diesen -Abschnitten geringeren Drahtquerschnittes 3, den sogenannten Heißstellen, heizt sich die Elektrodenwendel nach Anlegen der Spannung schnell auf, begünstigt so die Zündung der Lampe und reduziert gleichzeitig die Zündungsschädigming hinsichtlich des Emitters. An den eng umwickelten Stellen des gewendelten Drahtes, den sogenannten Warnistellen, kann einerseits eine größere Emittermenge. untergebracht und andererseits der Emitterverbrauch beim Brennen der Lampe gering gehalten werden. Der Oxydverbrauch beim Brennen der Lampe an den Heißstellen 3 derWendelelektroden wird im ganzen nicht wesentlich erhöht, da diese Stellen zusammen nur 10 'bis 20 % der gesamten Wendellänge ausmachen. Eine solche Wendel ist als Hochohmwendel anzusprechen, da der Hauptwendeldraht 1 nur 60 R stark ist. Sie ist insbesondere für alle Schaltungen geeignet, bei denen die Vorheizstromquelle hochohmig ist, z. B. für Drosselstarter-Schaltungen (induktive und kapazitive) und für starterlose Resonanz-Schaltungen.F i g. 1 shows a wire 1 for spiral electrodes, which is tightly wrapped with a thinner wire 2 with a low pitch. At several sections 3 , the wrapping wire 2 is continued with a very large pitch, whereby places of smaller cross-section are formed. The wire wrapped with the thin wire 2 in the manner described is used in a known manner for the production of single or double helix electrodes (not shown). For a 40 W fluorescent lamp, a filament electrode has proven to be favorable, for which a wire 1 with a diameter of about 60 #L is used, which is wrapped with a wire 2 with a diameter of 18 #t in such a way that each 42 mm Wire wrapped with a slight pitch is followed by an approximately 7 mm long, practically free section on which the wrapping wire 2 is continued with a very large pitch. There are around five to seven such sections on a piece of wire intended for an electrode coil. At these sections of smaller wire cross-section 3, the so-called hot spots, the electrode coil heats up quickly after the voltage is applied, thus favoring the ignition of the lamp and at the same time reducing ignition damage with regard to the emitter. On the one hand, a larger amount of emitter can be present at the tightly wrapped points of the coiled wire, the so-called warning points. housed and on the other hand, the emitter consumption when burning the lamp can be kept low. The consumption of oxide when the lamp is burning at the hot spots 3 of the spiral electrodes is not significantly increased on the whole, since these spots together make up only 10 'to 20% of the total length of the coil. Such a helix is to be referred to as a high-resistance helix, since the main helix wire 1 is only 60 R thick. It is particularly suitable for all circuits in which the preheating current source is high-resistance, e.g. B. for choke starter circuits (inductive and capacitive) and for starterless resonance circuits.

F i Ig. 2 zeigt einen Draht 5 mit abgeätzten Stellen 6 geringeren Drahtquerschnittes, den sogenannten Heißstellen, der in bekannter Weise zur Herstellung von Einfach- oder Doppelwendelelektroden (nicht dargestellt) dienen kann. So kann beispielsweise für die Wendelelektroden einer 40-W-Leuchtstofflampe ein Draht 5 mit einer Stärke von etwa 80 g verwendet werden, der vor dem Wickeln der Elektrodenwendel an den Stellen 6 derart abgeätzt ist, daß über die Länge der Elektrodenwendel an etwa fünf bis sieben Stellen der Durchmesser des Drahtes auf etwa 60 li verringert ist. Die Elektrodenwendel heizt sich somit an diesen Heißstellen schneller auf, und die Zündung der Lampe wird erleichtert. Die 80 #t starken Drahtabschnitte der Wendel enthalten mehr Emitter und zeigen folglich einen geringeren Emitter-CI verbrauch beim Betrieb der Lampe. Der Widerstand der Elektrodenwendel wird hier durch die nicht abgeätzten Abschnitte des Drahtes von 80 g, die 80 bis 90% der gesamten Drahtlänge der Elektrodenwendel einnehmen, bestimmt; die Wendel ist also niederohmig und eignet sich daher auch für Vorheizstromquellen mit geringerem Innenwiderstand (z. B. Rapid-Start- und Sequence-Start-Schaltungen).F i Ig. 2 shows a wire 5 with etched off points 6 of smaller wire cross-section, the so-called hot points, which can be used in a known manner for the production of single or double-coil electrodes (not shown). For example, a wire 5 with a thickness of about 80 g can be used for the filament electrodes of a 40 W fluorescent lamp, which is etched off at points 6 before winding the electrode filament in such a way that about five to seven over the length of the electrode filament Make the diameter of the wire is reduced to about 60 li. The electrode coil thus heats up more quickly at these hot spots, and the ignition of the lamp is made easier. The 80 #t thick wire sections of the filament contain more emitters and consequently show a lower emitter CI consumption when operating the lamp. The resistance of the electrode coil is determined here by the non-etched sections of the wire of 80 g, which take up 80 to 90% of the total wire length of the electrode coil; the filament is therefore low-resistance and is therefore also suitable for preheating current sources with lower internal resistance (e.g. rapid start and sequence start circuits).

Schaltversuche haben ergeben, daß Leuchtstofflampen mit Wendelclektroden nach der Erfindung aus Drähten mit Bereichen schnell aufheizender Wendelstellen bis zu 20 % kürzere Zündzeiten aufweisen im Vergleich zu Lampen mit Wendelelektroden aus Drähten, die einen gleichmäßig starken Durchmesser besitzen. Ein Vergleich der Brenndauerergebnisse zeigt, daß die Heißstellenwendeln erheblich schaltfester sind als die Wendeln mit gleichen Abmessungen ohne Heißstellen. So erhöhen sich die Schaltzahl und die Brennstunden von Leuchtstofflampen bei Verwendung von Wendelelektroden mit Heißstellen nach der Erfindung gegenüber der Schaltzahl und den Brennstunden von Lampen mit Wendelelektroden ohne Heißstellen mit gleichen Wickeldaten bei gleichem Schaltrhythmus auf das l'/2- bis 3-fache.Switching tests have shown that fluorescent lamps with filament electrodes according to the invention made of wires with areas of rapidly heating spiral points Ignition times are up to 20% shorter than lamps with filament electrodes made of wires that have a uniformly thick diameter. A comparison of the Burning time results show that the hot-spot coils are considerably more switch-resistant than the coils with the same dimensions without hot spots. This increases the number of operations and the burning hours of fluorescent lamps when using filament electrodes Hot spots according to the invention compared to the number of operations and the burning hours of Lamps with filament electrodes without hot spots with the same winding data with the same Switching rhythm to l '/ 2 to 3 times.

Claims

Claims: 1. Coiled electrode for low-pressure discharge lamps, in particular for fluorescent lamps, which has areas of fast-heating filament points (hot points) to facilitate ignition and areas of slower heating-up filament points (warm points) for operation, d a - characterized in that the hot points and the warin points each are a number of turns containing coil sections, which alternate with one another in the direction of the coil axis, and either by the turns n of the same pitch coiled helixes with g dralites with alternating sections of smaller and larger wire diameter are formed or by having a wire of constant diameter around a core wire is wound in sections with a smaller and larger pitch.

2. helical electrode according to claim 1, characterized in that the hot spots are about 10 to 20% of the hot spots. 3. helical electrode according to claim 1 and 2, characterized in that the core wires are removed from the helical wires wound with different pitches. 4. Helical electrode according to claim 1 and 2, characterized in that a wire is used for a helix of a 40 W fluorescent lamp at denWarmstellen, which, with a diameter of about 60 li, is wrapped with a thinner wire of about 18 #t with a low pitch is and at the hot spots of the wrapping wire is guided with a very steep slope. 5. helical electrode according to claim 1 and 2, characterized in that the sections of smaller wire cross-section are formed by etched wire sections which are provided between the unetched sections of the wire. 6. helical electrode according to claim 5, characterized in that a wire is used for a helix of a 40 W fluorescent lamp which has a diameter of about 80 g in the sections of larger cross section and which is etched down to about 60 ft in the sections of smaller cross section is. Considered publications: German Patent Nos. 21365, 452749, 482 360, 494 943; British Patent No. 642,521; U.S. Patent No. 3,003,077.