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Elektrische Entladungslampe mit Edelgasfllllung Die Erfindung betrifft
eine lektrische Entladungslampe mit einem Lampenkolben, mit an diesem angebrachten
Elektrodenhalteteilen, mit elektrisch leitenden, durch die Elektrodenhalteteile
sich erstreckenden Elektrodenhaltestäben, mit einer Anode und einer Kathode, die
einander gegenüberstehend angeordnet und von den Halte stäben in dem Kolben, der
eine Edelgasfüllung hat, gehalten sind.
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In einer elektrischen Entladungslampe mit einer Edelgasfüllung, wie
s.B. bei einer Xenon-Bogenlampe für einen projektor, ist es in allgemeinen für eine
kennzeichnende Eigenschaft des Edelgases notwendig, dass der Ab@tand zwischen den
Elektroden kürzer als etwa 10 mm ist. Hierdurch its eine geringe Entladungsspannung
von ungefähr 20 bis 50 Volt nötig. Aus der oben erwähnten Bedingung ergibt sich1
um die Lampenladung und die Lichtintensität von etwa 500 W auf etwa 1000 W beispielsweise
zu erhöhen, die Notwendigkeit, einen starken elektrischen Strom von mehr als 150
A gegenüber etwa 15 # der lenon-Bogenlampe zuzuführen. Wenn ein solch starker elektrischer
Strom
all Bogen im Xenon-Edelgas strömt, so werden die Endpunkte einer Anode und Kathode
auf eine hohe Temperatur von etwa 200000 aufgeheizt. Aus diesen Grund werden die
mode und Kathode aus hit@ebeständigen Massen, wie z.B. Wolfram, gefertigt und so
gefor@t, dass ihr Durchmesser mehrfach grösser ist als der der Elektrodenhaltestäbe,
die Jeweils aus einem elektrischen Leiter bestehen und durch ein Elektrodenhalteteil
aus Quarz gef2hrt sind. Auf diese Weise werden für die Elektroden grosse Oberflächenbereiche
erhalten und die erwähnte Hitze an den Endpunkten der Elektroden wird wirksam entladen,
während die Endpunkte der Anode und Kathode vor einen Schmelsen oder Verdampfen
bewahrt bl@iben. Der Durchmesser der Elektrodenhaltestäbe wird so gering wie möglich
angenommen und beträgt etwa 2 bis 10 mm, so das die an der Anode und Kathode erzeugte
Überhitzung nicht auf die Seitenflächen der Elektrodenhalteteile übertragen werden
kann, welche mit einem niedrig hitzebeständigen Lampenkolben, wie auch mit niedrig
hitzebeständigen, luftdichten Abschlussteilen verbunden sind, und verbindende Glasteile
sind gegep die Überhitzung abge-Schirmt oder geschützt.
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Bei einer Entl@dungslampe hoher Wattleistung mit einer Edelgasfüllung,
be der reines Wolfram als Material für die Haltestäbe verwendet wurde, hat sich
Jedoch bisher gezeigt, dass bei waagerechter Anordnung oder bei Neigung der Entladungslampe
von 300 gegenüber der Senkrechten die vorderen enden der Elektrodenhaltestäbe auf
Temperaturen von 100 bis 2000°C nach mehreren Stunden oder nach einigen hundert
Stunden von Zünden erhitzt werden. Derart hohe Temperaturen bewirken eine Verminderung
der mechanischen Stärke des Wolframs und die Haltestäbe werden verbogen. Insbesondere
auf der Seite der Anode, die in ihren Abmessungen grösser ist und ein höheres Gewicht
hat, ergab sich eine merkliche Abweichung aus ihrer regulären Lage, was eine Störung
in der Gestalt des Bogens der Entladungslampe bewirkt und ihre Verwendung unmöglich
macht.
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aufgabe der Erfindung ist er, die hier aufgezeigten Nachteile und
Gefahren au@@uschalten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird für eine Entladungslampe der eingangs
genannten Gattung vorgeschlagen, dass jeder der Elektrodenhaltestäbe aus einer Wolframlegierung
mit einem Gehalt an Thoriumoxid in der Höhe von 0,1 bis 5 Gew.-% besteht.
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Weitere Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes
anhand der beigefügten Zeichnungen.
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Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer Entladungslampe mit Edelgasfüllung
gemäss der Erfindung, Fig. 2a bis 2d zeigen in Schnittdarstellung einzelne Betriebslagen
der Entladungslampe.
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Fig. 3a und 3b zeigen Kurven über den Niederhang (in mm von Anoden
in üblichen Entladungslampen und solchen nach der Erfindung, aufgetragen gegenüber
der Leuchtzeit (in h).
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Die Entladungslampe besteht aus einem Lampenkolben 1, Blektrodenhalteteilen
2, Elektrodenhaltestäben 3a und 3b, einer Anode 4 und Kathode 5, luftdichten Abschlüssen
6 und verbindenden Glasteilen 7, Die Elektrodenhalteteile 2 haben Seitenteil. 8,
während die Elektrodenhaltestäbe vordere Enden 9 haben.
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Bei bekannten Entladungslampen hat sich nun, wie schon erwähnt gezeigt,
dass die Haltestäbe 3a, 3b durch hohe Temperatur in ihrer mechanischen Stärke nachlassen
und gebogen werden. Das tritt insbesondere auf der seite der Anode 4 auf, da diese
gegenüber
der Kathode 5 grösser und schwerer ist, so dass die Anode aus ihrer regulären Lage
merklich abweicht und somit die Form des Lichtbogens gestört wird, was die weitere
Verwendung der Lampe unmöglich macht. Fig. 3a zeigt eine Kurve, die das Niederhängen
der Anode 4 von etwa 60 g Gewicht für den Fall einer 2000 W - lenon-Bogenlampe,
deren Wolfram-Haltestab 3a einen Durchmesser von 3,5 mm hat und waagerecht liegt,
kennzeichnet.
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Wie sich aus der Darstellung der Fig. 3a ergibt, sind übliche Entladungslampen
auf einen Gebrauch in einem Bereich beschränkt, der von der vertikalen Lage bis
zu einer solchen mit 300 Neigung gegenüber der Vertikalen reicht. Das bringt den
Nachteil mit sich, das die Ausnutzung derartiger Entladungslampen sowohl in ihrer
Verwendung, wie auch in ihrer optischen Anordnung und Planung scharf eingeengt ist.
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Erfindungsgemäss wird für die Elektrodenhaltestäbe 3a, 3b anstelle
des üblichen reinen Wolframs eine Wolframlegierung mit einem Gehalt an Thoriumoxid
in der Höhe von 0,1 bis 5 Gew.-% verwendet. Thoriumoxid kennzeichnet sich durch
Widerstandsfähigkeit gegen mechanisches Biegen und gegen Verformung auch bei hoher
Temperatur oberhalb 10000C aus.
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Versuche haben ergeben, dass bei einer Entladungslampe mit Edelgasfüllung
nach der Erfindung, auch wenn sie in geneigtem Zustand oder in horizontaler Lage
während eines langen Zeitraumes von einigen hundert bis zu einigen tausend Stunden
gezündet wird, der Haltestab 3a für die Anode 4 durch die von dieser erzeugte Uberhitzung
nicht gebogen wird, wodurch eine bei Beginn des Zündens vorhandene Bogenform normalerweise
aufrechterhalten werden kann.
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Die Fig. 3b zeigt das Ergebnis der Versuche, die unter den
gleichen
Bedingungen wie im Ball der Pig. Da durchgeftihrt wurden. Das Ergebnis lässt klarwerden,
da bei Verwendung eines Haltestabes 3a von 3,5 mm Durchmesser, der erfindungsgemäss
aus einer Thorium-Wolframlegierung gefertigt ist, die Anode 4 niemals einen Niederhang
gezeigt hat, wenn die Lampe in horizontaler Lage über tausend Stunden gebrannt hat.
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Der Thoriumoxidgehalt ist auf 0,1 bis 5 Gew.-% erfindungsgemäss begrenst,
da ein Teoriumoxidgehalt von weniger als 0,1 % auf die Festigkeit wenig Einfluss
hat und ein solcher von mehr als 5 % dazu fuhren kann, dass der Haltestab leicht
bricht, was seine Verwendung schwierig macht.
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Aus Vorstehendem ergibt sich, dass es durch die Erfindung möglich
wird, die Leuchtstellung der Entladungslampe ganz nach Wunsch zu wählen, wenn die
Lampe in verschiedener Weise im Gebiet der Optik verwendet wird, so dass Planung
und Entwurf vielseitig werden und der Anwendungsbereich der Lampe grösser wird.
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Patentanspruch: