| Mit Deuteriumgas oder Wasserstoffgas gefüllte GaseiltlaaunGs- |
| lampe |
| Die i#rrindung betrifft eine mit Jeuteriumgas oder ,iasser- |
| stoffgas gefüllte Gasentladungslampe; solene Lampen haben |
| ein lrontinulerliches 3p ektrum im Ultraviolett und werden |
| hauptsächlich in optischen Instrumenten, z. l3. bpektral- |
| Fotometern, verwendet. |
| Der Aufbau einer solcrien Lampe ist aus Abb. 1 zu ersehen. |
| wischen der Kathode 1 und der: Anode 2 befindet sich eine |
| Blende 3, die meistens aus I;olyd°'-Lnblech besteht, mit kreis- |
| förmigem oder-rechteclcigem :juerschnitt. Die Blendekann |
| auch, vrie in der Zeichnun- angegeben, konkav ausgebildet |
| sein. =jie .#.#@.thoae besteht aus einer Jolfram4iendel, die
mit |
| b3kannten AktivierunüsLaassen aktiviert ist und vor dera Zün- |
| den ;der Lanpe auf :ausreichende lot@lut aufgeheizt wird. Als |
| Anodenspanizun@ wird GleichsyD.annung benutzt. Die lixioden- |
| stronistlrke liegt meist bei 300 mA, sie hann aber auch bis |
| 2 .A erhöht werden: Das I@@ripenbefi,@3 q- besteht .meist aus |
| ,u:irüjie drei ..3tromzufIhrur#en 5 sind außen durch me- |
| t :11Ische 'oocl'vel=iappen 17 abgedeczt und daiiit geschiazt; |
| :jie sind mit Anschlußleitungen G verbunden. |
| s)iü kleine 3lende vor. e twa 1 ram :jurcxirne s ser hü.t den
Zwe ch ? |
| die uurch .sie hindurchtretende @ntla"iung s.o einzuengen,
daß |
| eine hole ötrarildichte erzielt wird. Urin die ...#intladung
zu |
| zwingen, von der Anode durch die Blende zur i:athode zu ge- |
langen, ist es erforderlich, die Anode weitgehend in einem eigenen
Gehäuse so von der Kathode zu trennen, daß die Entladung nicht durch eine Nebenbahn
von der Anode zur Kathode gelangen kann. Dieses Anodengehäuse 7 ist mit der Blende
metallisch verbunden und im allgemeinen vollkommen geschlossen, wobei die meistens
aus liolyd-nblech bestehende Blende an aas im allgemeinen aus Nickel bestehende
Gehäuse angesetzt wird. Die btrouzuführung zur Anode wird durch das Geh.:use isoliert
durchgefiJhrt. Es besteht allerdings auch die 1.Töglichkeit, daß die Anode nur teilweise
abgeaeckt-ist, ohne da.3 die Entladung auf einem falschen .Ieg erfolgt. Das ist
z. B. dann der 2a11, wenn ein solcher Entladungsweg wesentlich länger wird als der
Entladungsrieg durch.die Blende. Auch die Kathode ist meistens von einem Gehäuse
aus Metall umgeben, das mit dem AnouengehL..use in der itegel metallisch fest verbunden
ist. Größere Öffnungen im Gehäuse gestatten der Entladung bz<<r. der Strahlung
den Durchtritt. Das Geh"use dient dazu, in Strahlungsrichtung Verschmutzungen der
Glaswand zu vermeiden. Das Gehäuse ist meistens mit einem Pol der la thode verbunden;
es kann aber auch von Kathode oder Anode elek-crisch getrennt sein. Abb. 2 zeigt
aen Schnitt A - B durcn das Gehäuse einer bekannten lamre. Diese Lampen haben eine
höhere Strahldichte, j"renn sie, rillt Deuteriumgas gefüllt sind, gegenüber mit
Jasserstoff gefällten Lampen gleicher Sauart. _@s soll deshalb ii.i folgenaen nur
von D-La.r@rpen (Deuteriumlamperi) gesprochen werden, wenngleich auch `Jasserstofflampen
unter cie ßrfindung fallen. .Die D-Lampen haben eine Zündspannung, die über 300
bis 500 V liegt. Die Gerätehersteller verlangen aber eine niearigere Zündspannung
von beispielsweise weniger als 200_Volz, da andernfalls die vorschaltgeräte für
die Lampe sehr aufwendig werden.
| .Diese Zündspannung kann man zwar leicht erhalten, wenn ge- |
| wisse zündungserleichternde Schaltelemente in den Stromver- |
| eorgungskreis in bekannter Weise eingebaut werden. Das
aber |
| wird ebenfalls wegen der dadurch notwendig werdenden
erheb-. |
| liehen Aufwendungen von den Geräteherstellern abgelehnt: |
| Außerdem befinden sich bereizs viele Geräte im Betrieb, die |
| eine Nachbestückung mit D-Lampen niedrigerer M.ndspannung |
| erfordern. |
| Eingehende Versuche haben eine Lösung dieses scnvrierigen |
| Probleme auf überraschende Meise gebracht. u1e hohe
Zünd- |
| epannung bei den' bisherigen Lampen kommt dadurch zustande,
da13 |
| wegen der Kleinheit der Blende der Durchgriff sehr klein
ist. |
| Die Zündung wird deshalb behindert. |
| Dieser Nachteil wird bei einer-mit Deuteriumgas
oder Wasser- |
| stoffgas gefüllten Gasentlactungslampe, die eine aufheizbare |
| Kathode, eine Anode und eine-zwischen Kathode und Anoue lie- |
| gende, die Entladung einengende Blende enthält und bei der |
| zumindest die Anode von einem sie Breitgehend einschließenden |
| Gehäuse umgeben istt dessen in ttichtung zur Kathode liegende |
| Wand durch die Blende gebildet ist, gemäß der Erfindung da- |
| durch beseitigt, dali innerhalb des Gasentladungsraunes aer |
| Lampe ein Sehaltelement.in Form eines elektrischen ',lidersten- |
| des, eines j3imetallstreiiens, einer Glimmlampe oder eines |
| Glimmzünders angeordnet und zerischen Anode und Gehäuse z,,recks |
| Erzeugung einer Vorionisierung eingeschaltet ist. |
| Dieses Schaltelement, z. B. der .iiderstand, liegt also zrri- |
| sehen Anode und Gehäuse, Wobei das Gen;:use elektrisch von |
| der Kathode getrennt sein muB.. Beim Jühden wird nach Rufhei- |
| zung der Kathode ;auf Rotglut die Anodens_jannung nun nicht
nur |
| an der Anode, sondern über den liderstand 2.lzch an der mit
dem |
| Geh"use verbundenen Blende liegen. -_'js entsteht dann sofort |
| zwischen den 'Üelz use una der |
| eine sch,;rache sli mentladunc |
| Kathode. Jie 3utladuig ionisiert die UrngeDunL, der 1.athode |
und der Blende so stark, daß jetzt auch die Entladung von der Anode
durch die Blende zur Kathode durchzündet und zwar schon bei Spannungen, die unter
200 V, in vielen 11ällen sogar unter 50 V, liegen. Der Widerstand kann einen Wert
zwischen 5 Kilo-Ohm und 100 Kilo-Ohm haben. Kleinere und größere Widerstände sind
ebenfalls brauchbar, haben aber meist einen etwas schlechteren.. Effekt. t Außerdem
wird bei etwas niedrigeren Widerständen der durch ihn fließende Strom im Verhältnis
zum*Nutzstrom, der durch die Blende geht, zu hoch. Bei einem Viert von 15 Kilo-Ohm
für den Widerstand beträgt die Stromstärke durch diesen vor dem Zünden bei ca. 1ö0
V Anodenspannung 10 mA. Nach dem Minden fällt der Strom auf-ca. 2 - 5 mA zurück.
Da der eigentliche Anodenstrom durch die Blende 300 mA beträgt, ist also der Stromverlust
durch den viders-tand nur in der Größenordnung von 1;u". Bei größeren WiderstEnden
als 15 iiilo-Ohm kann man diesen Verluststrom noch niedriger halten. Um den Strom
durch den Widerstand im Betrieb zu vermeiden, ist es möglich, statt des :Fliderst,:ndes
einen Bimetallstreifen zwischen Anode und Gehäuse einzüoauen. Bei richtiger Dimensionierung
entsteht eine Entladung in diesem Glimmzünderteil zwischen dem Bimetall und dem
Gehäuse und gleichzeitig zwischen dem Gehäuse und l'.atnode. .uie Entladung wird
verst:.rXt, vrenn das Bimetall sich an das Geh`f.use bei der Erivrmung durchbiegt
und sich an der, Gehäuse anlegt. Die Folge der Ionisierung des Deuteriumgases in
der Umgebung der Kathode und Blende bewirkt dann wieder einen Durchschlag der Lntladung
zwischen Anode und Kathode durch die Blende hindurch bei niedrigeren Zündspannungen.
lach Durchzünden der L.auatentlaciun hebt sich das Bimetall wieder vom Geht5use
ü "b, ohne d-af; zvisehen inm und dem Gehäuse eine Entladung nieder zündet.
| Bei noch geringeren Zündspannungen zündet die Lampe, wenn |
| man in diese zwischen Anode und Blende einen Glimmzünder |
| bekannter Bauart legt, der mit niedrig ziandendem Gas wie |
| Argon, Neon oder Gemischen aus Adelgäsen in bekannter Weise |
| gefüllt wird: Derartige Glimmzünder sind durch das bekannte |
| Zündverfahren bei leuchtstofflampen bekannt. Das Entladungs- |
| gefäß der D-hampe besteht meistens aus Quarzglas und wird |
| bei der Herstellung oft auf sehr hohe Temperatureng manch- |
| mal bis auf 1..000°, erhitzt. .Deshalb wird das @ntle.dungs- |
| gefLiä des Glimmziin.ders zweckmäßigerweise ebenfalls aus hoch- |
| schmelzender Glas oder @uarzglas bestehen. |
| 3s kann auch genügen,- L,.n Stelle cies Glimmzünders eine kleine |
| niedrig zündende Glimmlampe bekannter Bauart zwischen Anode |
| und Gehäuse zu schalten, da beim Zünden der Gliiumlainy@e gleich- |
| zeitig eine 7*ntladung zwischen Xathoae und Geh-use entsteht, |
| die dann sofort zur Zündung der J-Iiaijipenstreclce zt,@ischen
Anode |
| und Kathode-durch die Blende hindurch führt. |
| Bei den haazdelsblichen D-Lampen werden meistens die drei |
| Zuf '.hruiigen zur '=athode und zur Anode nach einer Öei-Ge
des |
| ilohres her=usGef':ihrt. .diese "uf;"hrungen sind oft mit einem |
| Jockel abgedeckt. In dles=fm Wall besteht auch die I1glichheit, |
| das J3lendengeh-Luse durch eine besonc(re itroiazufiillrung
nach |
| ;:u en in den @jockel hineinzuverbinden. Die Lainl)e hat also |
| dann vier #-trorizuf::hrunden. In dieser:. .Wall k2',iu man
das |
| zch,:l@telerilent, z. B. don Jidert=d oder den GliLiriiz:;nder,
in |
| den );)'ocicel zwischen dis J@nodenzuführunö und die ZufUhrun@
zu |
| dem 31endnn-eh11use le-en. Jas kann vorteilhaft- sein, 1ienn
der |
| versende te ,liderst.-,.nd oder der aus Glas besteaenae Glirimzin- |
| der dicht im Innern untere bracht w erden kaizn, weil sie ent- |
| vneder de hohen Aushciztenrer:.turen nicht vertragen oder die |
| bei der xier-@tellung nicht vollst:.'.nc-ZÜ entfernt
wer- |
| den .L@3nnen. |
| .Walls jecxoch üer .;idtjrsir@ rrd oder uer Glimmzünder im
Innern der |
v-Lampen untergebracht wird, ist es erforderlich, daß diese Schaltelemente
der hohen Ausheiztemperatur und auch den vernältnismäßig hohen Betriebstemperaturen
gewachsen sind. Als brauchbar haben sich bei den Widerständen sogenannte Urdox--Widerstände
oder sonstige keramische Widerstände erwiesen. Der Glimmzünder muß in diesem Fall
am besten aus Quarzglas oder aus sehr hoch schmelzendem Glas hergestellt sein. Es
hat sich weiterhin herausgestellt, daß, um eine besonders niedrige Zündspannung
zu erhalten, die Kathode möglichst nahe an dem Blendengehäuse in Richtung der späteren
Entladung sitzen muß. Ist das nicht der Fall, so geht die Hilfsentladung leicht
nach hinten zu dem Gehäuse über. In diesem Fall wird der Raum zwischen Kathode und
Gehäuse nicht genügend ionisiert. Um eine sichere Zündung herzustellen, kann es
deshalb gemäß einer Abänderung der Erfindung zweckmäßig sein, ein besonaeres LIetallstück
über den =Viderstand in die unmittelbare Nähe der Kathode zu f@@ihren. 1n diesem
Fall kann das Gehäuse elektrisch frei liegen oder aber auch mit dem .etallstück
verbunden sein. Das metallstück kann als Seheibe, lflatte oder auch als (linner
ii)r_an-tstift in gerader oder gebogener i,orl:i a.usgeführt sein. In @--reiterer
@ibiaand.iuiig uer Erfindung kann man auch eine gute Zündung erzielen, vronn nicht
nur zwischen xnode und jileridu ein Viderstahd, sondern auch zwischen Kathode und
Blende ein weiterer ';Tiderstand liegt, so daß also zwischen Anode und Kathode ein
pannungsteiler vorh=.den ist, dessen :.=ittelänzapfunb mit dem Blendengeh@.use verbunden
ist. Dabei ist es nicht von iresentlicher Bedeutung, ob diese beiden 'iliderst'-@nde
gleich groß sind, oder ob sie etwas unterschiedliche Grüße haben. Der Grund dafür
liegt darin, daß die Zündung zwischen B1endengehäuse und Kathode schon bei niedriger
Zündspannung erfolgt.
Die Erfindung sei nun an Hand der in den Abbildungen
3 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Gemäß Abb. 3 liegt der Widerstand
8 im Innern des Anodengehäuses, das teilweise oder ganz die Anode 2 umgibt. Der
Widerstand wird zweckmäßigerweise mit einem Glas- oder Quarzröhrchen 15 umgeben,
das den Zweck hat, den iViderstand auf seiner Länge vor Berührung mit dem Metallgehäuse
zu schützen. Beim Zünden erzeugt die über den Widerstand 8 am Gehäuse liegende Anodenspannung
eine Glimmentladung zwischen dem Teil C oder sogar zwischen dem Teil H des Gehäuses
und der Kathode 1. Es kommt zur Vorionisierung und dann schlägt die Entladung von
der Anode 2 durch,die Blende 3 zur Kathode l durch. Bei der Ausführungsform nach
Abb. 4 entsteht zunächst eine Entladung zwischen dem Bimetallstreifen 12 und dem
Gehäuse 7. Durch die Erwärmung des Bimetalls legt dieses sich gegen das Gehäuse
7. Damit liegt die Anodenspannung direkt an dem Gehäuse. Es entsteht Vorionisierung
und Glimmentladung, wonach das Bimetall in bekannter Weise sich von dem Gehäuse
wieder abhebt und dabei die Lampe zündet. In der Lampe nach Abb. 5-ist ein Glimmzünder
10 üblicher Bauart im.Entladungsgefäß untergebracht. her eine Pol des Glimmzünders
liegt an der Anode, der andere am Blendengehäuse: Beim Zünden entsteht zunächst
eine Entladung im Glimmzünder. Bekannterweise bewegen sich dann die Bimetalle bis
zur Berührung aufeinander zu. Dann liegt die Anodenspannung direkt am Blendengehäuse.
Die Entladung im Glimmzünder erlischt. Die Bimetalle trennen sich voneinander; in
diesem Moment zündet dann die Entladung von der Anode durch die Blende hindurch
zur Kathode hinüber.