DE2309690A1 - Lampe hoher intensitaet mit innerer sicherung - Google Patents

Description

Lampe hoher Intensität mit innerer Sicherung

Die Erfindung betrifft Gasentladungslampen hoher Intensität mit einem inneren Kolben, welcher in einem äußeren Vakuumkolben angeordnet ist, und ist besonders geeignet für Natriumdampflampen hoher Intensität, wie sie beispielsweise im US-Patent Nr.3 248 beschrieben sind. Bei diesen Lampen enthält ein länglicher innerer Kolben aus keramischem Material, beispielsweise aus einem Rohr aus polykristallinem Aluminiumoxyd hoher Dichte, eine Füllung, welche aus einem Natriumamalgam und einem Edelgas zur Erleichterung der Zündung besteht. Jedes Ende des Rohrs aus Aluminiumoxyd ist durch ein feuerfestes Verschlußteil abgeschlossen, beispielsweise durch eine Endkappe aus Niob, welche als elektrische

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Zuleitung dient und im Innern eine Elektrode trägt. Das keramische Bogenentladungsrohr ist im Innern eines äußeren Mantels oder Kolbens aus glasartigem Material gehaltert, welcher an einem Ende einen Schraubsockel besitzt, um die Anschlußstellen zu erhalten, mit denen die Endkappen des Bogenentladungsrohrs verbunden sind. Dieser äußere Kolben wird evakuiert, um die W.irme zu konservieren und den Teil des Bogenentladungsrohrs mit der niedrigsten Temperatur auf einer ausreichend hohen Temperatur zu halten.

Die Hochdruck-Natrium-Dampflampe besitzt eine relativ hohe Zündspannung oder Startspannung, welche teilweise auf den kleinen Durchmesser des Bogenentladungsrohrs und die Verwendung von Xenon als Zündgas zurückzuführen 1st. Ebenso gestattet die für das Verschließen des Entladungsrohrs verwendete metallische Endkappe nicht ohne weiteres die Einfügung einer Hilfszündelektrode. Zum Zünden und zum Betrieb der Lampe wird allgemein eine Ballastschaltung (oder ein Vorschaltgerät) verwendet, welches einen Impuls hoher Spannung gewöhnlich in der Nähe des Scheitelwertes der Wellenform bei Leerlaufbetrieb der Schaltung so lange liefert, bis die Lampe zündet. Diese Impulsschaltung wird außer Betrieb gesetzt durch die Verminderung der Spannung an den Lampenanschlüssen beim übergang von dem Leerlaufwert zum Betriebswert der Lampe und der Impuls wird so lange unterbrochen, bis die Lampe erneut gezündet wird. Wenn die Lampe ausfallt, liefert die Vorschalteinrichtung so lange weiter Hochspannungsinroulse, bis die Leistungszufuhr unterbrochen oder die Lampe ausgetauscht wird. Der Lampensockel und die gesamte Verschaltung der Einrichtung müssen eine Isolation besitzen, welche in der Lage ist, während längerer Zeitperioden den Hochspannungsimpulsen von der Vorschalteinrichtung zu widerstehen.

Die Möglichkeit eines Ausfalls durch Zerstörung infolge einer ungesteuerten Bogenentladung und der damit einhergehenden Gefahren bildet ein ernsthaftes Problem bei Hochdruck-Natrium-

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Dampflampen, insbesondere bei Lampen mit großen Abmessungen, wie beispielsweise Lampen mit einer Nennleistung von 700 Watt und 1000 Watt oder mehr.

Da der äußere Kolben auf ein hohes Vakuum evakuiert ist, erscheint es nicht als möglich, daß dort eine Bogenentladung mit nennenswerter Leistung entstehen könnte. Nach dem Stattfinden einer solchen zerstörenden Entladung bleibt von der Lampe wenig übrig für eine anschließende Untersuchung, und dieser Vorgang könnte daher leicht irgendeinem unbemerkten inneren Defekt in der Lampe zugeschrieben werden. Es wurde jedoch gefunden, daß bei völlig einwandfreien Lampen während ihrer Lebensdauer Fehler entstehen können, welche zu einer zerstörenden Entladung führen.

Es wurde festgestellt und experimentell bestätigt, daß zwei Fälle auftreten können, bei denen eine zerstörende Entladung mit entsprechender Leistung in dem äußeren Kolben oder Mantel beginnen kann.

Der erste Fall liegt dann vor, wenn ein Luftleck in dem evaku-. ierten äußeren Mantel oder Kolben entsteht, beispielsweise als Ergebnis einer fehlerhaften Handhabung der Lampe oder eines Wärmeschocks. Wenn der Innendruck von einem guten Vakuum auf 10 bis 20 Torr ansteigt, dann sinkt die Durchbruchsspannung über den vom Sockel ausgehenden Leitungen in dem äußeren Kolben auf einige Hundert Volt ab. Die Leerlaufspannung der Vorschalteinrichtung (480 Volt bei einer Lampe für 1000 Watt) oder die von dem Vorschaltkreis gelieferten Impulse hoher Spannung gewährleisten dabei eine Zündung einer Entladung, welche sich mit weiterem Anstieg des Luftdruckes in dem Kolben zu einer Entladung mit zerstörender Leistung ausbildet.

Bei einer Verlängerung der Entladungsdauer werden die Metallteile aufgeheizt und mit dem ansteigenden Druck geht die anfängliche Glimmentladung über in eine Bogenentladung mit zer-

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störende Leistung. Diese Bogenentladung ist gewöhnlich stabil in einem Druckbereich von einigen Torr bis zu vollem Atmosphärendruck und wird daher durch weiteren Lufteinbruch in den Kolben nicht ausgelöscht. Die hohe Leistung in der F3ogenentladung kann bewirken, daß der relativ schwere, aus hartem Glas bestehende äußere Kolben abfällt, und dies bildet eine Gefahr. Ebenso kann sich die Bogenentladung in die Basis und in den Sockel hinein fortsetzen und die Lampenhalterung oder die Verdrahtung beschädigen.

Die zweite Situation liegt dann vor, wenn das Bogenentladung rohr plötzlich ausfällt, wie beispielsweise beim Entstehen eines Lecks in der Abdichtung einer Endkappe. Das Austreten des Natriumdampfes, des Quecksilberdampfes und des Zündgases des Entladungsrohrs in den äußeren Kolben kann bewirken, daß eine Bogenentladung zwischen den Metallteilen an den Stamm (stem) oder Stempelteil einsetzt. Sogar dann, wenn der Natriumdampf und der Quecksilberdampf sich schnell auf den relativ kalten V/finden des äußeren Kolbens oder Mantels niederschlagen und ihr Restdruck in dem viel größeren Volumen des äußeren Mantels nicht geeignet ist, um eine Bogenentladung zu tragen, kann die einmal gezündete Bogenentladung sich selbst aufrechterhalten durch den Dampf der Metallteile, wie beispielsweise des Eisens oder Nickels der Zuleitungen und der Halterung oder des Sockels, da sie sich an dieses Teil ansetzt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Möglichkeit einer Bogenentladung mit zerstörender Leistung von vornherein verhindert,dadurch, daß eine sich selbst kurzschliessende Sicherung für Bogenentladung im Innern des äußeren Mantels oder Kolbens vorgesehen wird und auf diese V/eise jegliche Entladung dieser Art ohne/Beschädigung am Sockel oder an der Verdrahtung sicher gelöscht und die Lebensdauer der Lampe beendet wird. Diese Art der Bogenlöschung ist besonders geeignet, wenn

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ein Kurzschlußbetrieb bei der Konstruktion eier Hilfseinrichtung oder der Vorschalteinrichtung vorgesehen worden ist. Die Sicherung ist im Innern des Äußeren Mantels angeordnet und vorzugsweise befindet sie sich in der Nähe des Stemnels dort, wo die Zuleitungen in den Innenraum des äußeren Kolbens oder in den Zwischenraum zwischen den beiden Kolben austreten. Der Aufbau !er Sicherung definiert die engste räumliche Annäherung zwischen den Leitern im Innern des äußeren Kolbens, welche Ströme in entgegengesetzter Richtung führen oder mit anderen V/orten den Mindestabstand zwischen den Zuleitungen. Wenn daher eine (llimmentladung im Innern des äußeren Kolbens beginnt, dann wird beim übergang von dieser Glimmentladung zu einer Bogenentladung der Bogen letztendlich über der kürzesten Abstandsstrecke auftreten, welche durch die Sicherung definiert ist. Die metallischen Leiter, der Sicherung sind so untereinander verbunden und angeordnet, daß die Verformung oder das Zusammenbrechen bei einer Kontinuität der Leistungsbogenentladung bewirkt, daß ein Leiter den anderen überbrückt und die Entladungsstrecke kurzschließt. Bei einer Sicherungsanordnung umschlingt ein metallischer Schleifenteil eines Leiters einen Teil des entgegengesetzten Leiters in enger Nachbarschaft. Die Schleife besteht aus einem Metall, das ohne eine übermäßige Oxydation weich wird und fließt, beispielsweise aus Nickel oder Eisen, und das beim Zusammenschmelzen einen unmittelbaren Kurzschluß bewirkt, welcher die Bogenentladung auslöscht. Diese Schleifenanordnung gewährleistet, daß das Sicherungssystem bei Jeder Orientierung oder Lage der Lampe arbeitet.

In anderen Ausführungsformen wird auch noch eine sich selbst kurzschließende Sicherung für Bogenentladung in den Sockel eingebaut, um dadurch jegliche Bogenentladung zu löschen, welche sich dort ausbilden kann, beispielsweise als Folge einer fehlerhaften Verdrahtung oder der Ansammlung von Schmutz oder übermäßiger Feuchtigkeit und Kondensation.

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Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird eine schnell wirkende, sich selbst kurzschließende Sicherung gegen Bogenentladungen vorgesehen, die einen thermisch verformbaren Bimetallstreifen umfaßt, der einen Teil der Bogenentladungsstrek- ke definiert. Die Bogenentladungsstrecke wird lokalisiert an der engsten räumlichen Annäherung der Strom in entgegengesetzten Richtungen führenden Leiter im Innern des äußeren Kolbens. Wenn eine Entladung beginnt, dann wird der Bimetallstreifen erhitzt und beginnt sich sogar schon dann zu schließen, wenn sich die Ent ladung noch in dem Glimmentladungsstadium befindet und daher bereits vor dem Eintreten der Bogenentladungsstufe..Bevor die Entladungsstrecke vollständig überbrückt wird, wird eine Bogenentladung auftreten, welche die benachbarten Metalloberflächen erhitzt. Wenn die Entladungsstrecke überbrückt wird, verschmilzt das heiße Metall und die in Kontakt stehenden Teile bleiben weiterhin verhaftet. Das dauernde Verschließen durch das Bimetall kann unterstützt werden dadurch, daß im Bereich des Kontaktes ein überzug in Form eines Nickelflecks vorgesehen wird, welcher dazu dient, die Teile im Augenblick des Schließens miteinander zu verschweißen.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Hochdruck-Natrium-Dampflampe als erste Ausführungsform; der vordere Teil des äußeren Mantels und der Basis sind dabei weggeschnitten, um den inneren Aufbau frei zu legen.

Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Lampe längs der Ebene 2-2, wobei die Blickrichtung zum Sockel und in Richtung der Pfeile festgelegt ist.

Fig. 3 ist eine Ansicht des Halsteils der Lampe und zeigt die bereits einer Bogenentladung ausgesetzte, kurzgeschlossene Sicherung.

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Pig. 4 ist eine Ansicht des Halsteils einer ähnlichen Lampe und zeigt eine andere Ausführungsform des Aufbaus der Sicherung.

Fig. 5 ist eine Vorderansicht einer Hochdruck-Natrium-Dampflampe mit einer Kurzschlußsicherung aus Bimetall gemäß der zweiten Ausführungsform.

Fig. 6 enthält eine Teilansicht des Halsteils der Lampe, welche um 90° relativ zu de
die Sicherung zeigt.

um 90° relativ zu der Ansicht nach Fig. 5 gedreht ist und

Fig. 7 ist ein Schnitt durch die Lampe, längs der Ebene 7-7 mit einer Ansicht in Richtung des Sockelendes und gemäß den Pfeilen und zeigt eine Sicherung, über die bereits eine Bogenentladung erfolgt ist und die durch Verschweißen geschlossen ist.

Fig. 1 zeigt eine Hochdruck-Natrium-Dampflampe 1 mit einem äußeren rohrförmigen, glasartigen Kolben 2. Ein Mittelteil der Lampe wurde zur Erleichterung der Darstellung weggelassen. Der Kolben besteht aus einem Hochtemperaturglas, beispielsweise aus Borsilikatglas, und ist relativ dickwandig, um dem Atmosphärendruck zu widerstehen. Der Halsteil 3 des Kolbens 2 wird durch einen eingestülpten Stempelteil H (reentrant stem) mit einer Preßdichtung oder Quetschdichtung 5 am Ende verschlossen, durch die sich starke Zuleitungen oder Stromleiter 6 und 7 erstrecken, welche mit der Schraubhülse 8 bzw. dem isolierten Mittenkontakt 9 eines konventionellen Schraubsockels verbunden sind. Die Basis wird an dem Halsteil des Kolbens mechanisch gehalten durch Aufschrauben der Hülse 8 über einen mit Gewinde versehenen Haltering 10, Welcher nach innen gewendete Nuten 11 besitzt, die in Eingriff mit entsprechenden Vorsprüngen an dem Glas des Halsteils kommen. ·

Das innere Bogenentladungsrohr 15 wird aus einer gesinterten polykristallinen Aluminiumoxydkeramik hoher Dichte gemäß

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US-Patent Nr. 3 026 210 oder aus einem anderen lichtdurchlässigen Keramikmaterial hergestellt, welches dem Angriff des Natriumdampfes bei hohen Temperaturen widerstehen kann. Das Rohr 15 wird durch fingerhutähnliche Endkappen 16, 17 aus NIobmetall verschlossen. Diese besitzen hülsenförmige Teile, welche an die Enden des Rohrs 15 angefügt sind. Die Endkappen 16, 17 werden mit Hilfe einer abdichtenden Masse mit dem Aluminiumoxyd abgedichtet verbunden, die einen Hauptbestandteil von Aluminiumoxyd und Kalziumoxyd und einen geringeren Anteil von Magnesiumoxyd und Bariumoxyd enthält.

Thermionische Elektroden sind in den Enden des Bogenentladungsrohrs 15 befestigt und werden von den Endkappen getragen. Die untere Elektrode 19 ist in der Abbildung gezeigt und umfaßt eine Wendeloder Spule 20 aus Wolframdraht, welche einen Schaft oder Kernteil 21 umgibt. Dieser ist in dem Ende des Niobrohrs 22 befestigt, welches durch die Endkappe geschweißt Ist. Die Elektroden werden durch Metalloxyde aktiviert, welche in den Zwischenräumen zwischen den Windungen der Spule aufgenommen sind. Ein bevorzugtes Material ist dabei Di-Barium-Kalzium-Wolframat Ba₂CaWOg. Das untere Niobrohr 22 besitzt eine öffnung In das keramische Bogenentladungsrohr 15, welche während der Herstellung als Auslaßöffnung dient. Die ionisierbare Füllung besteht aus einem Inertgas, vorzugsweise Xenon mit einem Fülldruck von etwa 20 Torr Im kalten Zustand. Durch das Entlüftungsrohr 22 wird ein Natrium-Quecksilber-Amalgam eingeführt und dann wird das Entlüftungsrohr hermetisch abgequetscht oder verschlossen durch eine Kaltschweißung bei 2M. Das obere Niobrohr 23 besitzt keine öffnung in das Bogenentladungsrohr 15 und kann dazu verwendet werden, eine geringe Menge von Yttriummetall aufzunehmen, das als Getter dient. Beim Betrieb der Lampe Ist das untere Rohr der kälteste Teil des Bogenentladungrohrs und dient als Speicher oder Vorratsspeicher für überschüssiges Natrium-Amalgam. Die dargestellte Lampe ist für einen Betrieb mit obenliegendem Sockel vorgesehen. Bei einer Ausführungsform der gleichen Lampe mit untenliegendem Sockel wird das Bogenentladungsrohr relativ

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zum äußeren Kolben umgekehrt und das längere Entlüftungsrohr 22 befindet sich am Basisende, so daß es wiederum beim Betrieb die unterste Lage einnimmt.

Das Bogenentladungsrohr 15 ist im Innern des äußeren Mantels oder Kolbens gehaltert mit Hilfe einer Halterung. Diese umfaßt einen seitlichen Stab 26 aus 2 Drähten, welche zur Versteifung durch Punktschweißung miteinander verbunden sind, sowie aus einer Zuleitung 6, welche in der Nähe des Preßteils liegt und sich über die gesamte Länge des Kolbens erstreckt. Die Blattfederteile 27 am Stempelende und die Blattfederteile 28, 29 am Kuppelende liegen an dem rohrförmigen äußeren Kolben an, um den Stab 26 an seinem Platz zu halten. Das keramische Aluminiumoxyd besitzt einen beträchtlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und der von dem Bogenentladungsrohr durchlaufende Temperaturbereich übersteigt 1OOO°C. Um eine Ausdehnung aufzunehmen^ist nur das untere Abflußrohr 22 vollständig festgelegt. Dazu ist es zwischen Streben 31 eingeschweißt, welche den seitlich verlaufenden Teil 32 des Seitenstabes überbrücken. Das obere Rohr 23 verläuft frei durch eine es umschließende öffnung. Diese ist zwischen Streifen oder Bügeln 33 ausgebildet, die sich von dem Seitenstab 26 zu einem kurzen Haltestab 3'l erstrecken, welcher mit der Zuleitung verschweißt und durch Blattfedern 35 gestützt ist. Eine keramische Hülse 36 isoliert die Verstrebungen 33 gegenüber dem Seitenstab 26. Die elektrische Verbindung mit der Endkappe l6 des Bogenentladungsrohrs 15 wird hergestellt durch eine dort angeschweißte flexible überbrückung 37· Der Raum im Innern des äußeren Kolbens 2 ist auf ein hohes Vakuum evakuiert, um die WärmeVerluste von dem Bogenentladungsrohr zu vermindern. Die Luft wird durch das Entlüftungsrohr 38 vor dem Verschmelzen der Spitze abgepumpt und dann werden bariumhaltige Getterringe 39 geblitzt, um ein hohes Vakuum zu erhalten.

Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird im Innern des äußeren Kolbens 2 eine sich selbstüherbrückende Bogenentladuncssicherung in der Nähe des Stempels und der Austrlttr,-

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stelle der Zuleitungen 6, 7 in den Kolben vorgesehen. Wie aus den Abbildungen 1 und 2 ersichtlich, ist in der Nähe unterhalb des Restteils 5 ein kurzes Stück aus kompaktem Draht 4l an die Zuleitung 7 geschweißt understreckt sich zur Zuleitung 6, wo es in einer Schleife oder einem Ring 4 2 endet, welcher mit Abstand die Zuleitung 6 eng umschließt. Die Zuleitung 6 und der Ring 42 definieren die engste Annäherung zwischen Leitern mit entgegengesetzter Stromrichtung im Innern des äußeren Kolbens, d.h. sie definieren den Mindestabstand zwischen allen Leitern, welche mit den Zuleitungen 6 und 7 verbunden sind. Dies gewährleistet, daß im Falle der Auslösung eine Glimmentladung im Innern des äußeren Kolbens beim ggf. stattfindenden übergang von der Glimmentladung zur Bogenentladung diese Entladung um die Schleife 42 erfolgen werden. Der Draht 41 und die Zuleitung 6 sind aus einem Metall hergestellt, welches ohne übermäßige Oxydation erweicht und fließt, vorzugsweise aus Nickel oder auch aus Eisen. Diese Materialien besitzen im geschmolzenen Zustand eine relativ große Oberflächenspannung, so daß ihre Enden eine Neigung zur Bildung von Kugeln und zur Vergrößerung zeigen und dies begünstigt die überbrückende Wirkung, welche letztendlich die Entladungsstrecke kurzschließt. Wenn die Schleife 42 mit der Zuleitung 6 verschmilzt^bildet sie einen direkten Kurzschluß, welcher die Bogenentladung löscht. Die Tatsache, daß die Schleife 42 die Zuleitung 6 umschlingt, gewährleistet, daß das erweichte Metall unabhängig von der Orientierung und der Lage der Lampe fließen und verschmelzen wird, wie dies bei 43 in Pig. 3 gezeigt ist.

Bei einer für die fabrikmäßige Herstellung der Lampe geeigneten Konstruktion wird vorzugsweise eine kurze Glashülse 44 unmittelbar unterhalb des Preßteils 5 um die Leitung 6 gelegt. Der Draht 4l wird mit der Zuleitung 6 verschmolzen und die Schleife 42 umschließt an ihrem Ende eng die Glashülse 44. Die Anwesenheit der Glashülse 44 gewährleistet eine richtige Einhaltung des Ab-

Standes der um die Zuleitung 6 verlaufenden Schleife h2 und vermeidet die Notwendigkeit für eine kritische Justierung und Abstandseinstellung der Teile bei dem Zusammenbau. Gleichzeitig ist die Hülse 44 kurz genug, so daß beim Auftreten einer Entladung im Innern des Kolbens die Bogenentladung die kürzeste Entladungsstrecke um das eine oder das andere Ende der Hülse 44 herum überspringen wird, welche sich von der Schleife 42 zur Zuleitung 6 erstreckt. Die Hülse 44 wird aus einem Glas mit hohem Bleianteil hergestellt, das bei einer relativ niedrigen Temperatur schmilzt, beispielsweise aus einem Glas, welches 20 Gew.-% oder mehr Bleioxyd enthält. Die Verwendung von Bleiglas.für die Hülse 44 gewährleistet eine Verbindung mit niedrigem Widerstand beim Verschmelzen der Metallteile und int im Hinblick auf einen zuverlässigen Betrieb erwünscht. Vorteilhafterweise wird außerdem eine Glashülse 45 um den Teil des Drahtes 'Jl herum vorgesehen, welcher sich zwischen den Zuleitungen β und 7 erstreckt. Damit wird von vornherein jede Neigung zur Ausbildung der Bogenentladung auf diesem Teil des Drahtes vermieden. Die Zusammensetzung der Glashülse 45 ist nicht wichtig und diese kann z. B. aus einem Borsilikatglas, aus einem kalziumhaltigen Glas, aus Bleiglas oder aus irgendeinem anderen dielektrischen Material bestehen.·

Es wurde als vorteilhaft befunden, in der Basis der Lampe eine zweite sich selbst überbrückende Bogenentladungssicherung vorzusehen, um jeden Bogen zu löschen, welcher sich dort ausbilden konnte. Die hohe Leerlaufspannung und insbesondere die zum Zünden der Lampe verwendeten Impulse hoher Spannung können bewirken, daß sich im Innern der Basis bei einem Defekt der inneren Verdrahtung oder bei angesammeltem Schmutz oder übermäßiger Feuchtigkeit und Kondensation in der Basis eine Bogenentladung ausbilden kann. Ein Beisniel für fehlerhafte Verdrahtung besteht darin, daß ein unzureichender Abstand zwischen den Zuleitungen eingehalten wird, wenn sie einmal zum Endkontakt und andererseits zur Basishülse geführt werden. Diese äußere Bogenentladungssicherung kann ähnlich sein der im US-Patent 2 950 417 beschriebenen Sicherung und ist im Innern des Stempelrohrs des Kolbens

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und im Innern der Basishülse 8 eingeschlossen und daher für die Außenluft zugänglich. Die Zuleitungen 6, 7 besitzen kompakte Innendrahtteile aus Nickel in dem äußeren Kolben, Wolframteile an der Stelle ihres Durchgangs durch das Preßteil 5 und äußere Teile 6a, 7a aus flexiblem Litzendraht aus mit Nickel überzogenem Kupferdraht, welcher um einen kompakten Kerndraht aus Nickel gewunden ist. Der Zuleitungsdrahtteil 7a wird durch eine dünnwandige dünne Glashülse 46 geführt, die sich neben dem Entlüftungsrohr 38 für den Kolben durch das Stemnelrolir Ί hindurch erstreckt, und sein Ende wird mit dem Endkontakt 9 verschweißt. Der Zuleitungsdrahtteil 6a wird mit einer oder mehr Windungen um die Glashülse ¹Jo und das Entlüftungsrohr 38 gewickelt und sein Ende wird an dem Haltering 10 verschweißt, welcher im Eingriff mit der Hülse 8 des Sockels steht.

Wenn in der Basis oder dem Sockel der Lampe eine Bogenentladung entsteht, wird aie sich zur Stelle der engsten Annäherung der Litzenteile 6a, 7a des Zuleitungsdrahtes bewegen. Die Glashülse 46 wird aus einem Glas mit hohem Bleigehalt hergestellt, welches bei Erhitzung relativ leitfähig wird. Bei der Berührung durch die Bogenentladung wird die Hülse 46 schmelzen und gestattet es, daß ein leitender übergang zwischen den Drähten 6a, 7a ausgebildet wird, welcher ein Kurzschließen der Bogenentladung bewirkt .

Fig. 4 zeigt eine alternative Form des Aufbaus einer sich selbst kurzschließenden Sicherung. Die ineinander greifenden Schleifen oder Windungen 47 oder 48 aus kompaktem Draht werden mit den Zuleitungen 6 und 7 nahe unterhalb des Preßteils 5 verschweißt. Eine Schleife neigt sich dabei in eine Richtung entgegengesetzt zur anderen Schleife und die Schleifmdurchsetzen dabei einander ähnlich wie die Halbglieder bei einer Kette. Die Schleifen besitzen einen solchen Abstand, daß sie den Mindestabstand im Innern des Kolbens zwischen irgendwelchen Leitern definieren, welche mit den Zuleitungen 6 und 7 verbunden sind. Sie werden

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aus Metall hergestellt, beispielsweise aus Nickel, welches beim Auftreten einer Bogenentladung ohne eine über -näß ige Oxydation erweicht und fließt und dadurch wird ein Kurzschluß gebildet, welcher die Bogenentladung löscht. Bei jeder Orientierung oder Lage der Lampe wird dadurch ein erfolgreicher Betrieb gewährleistet, daß die Schleifen in gegenseitigen Eingriff miteinander stehen. Die Sicherung in dem Kolben nach Fig. 4 kann,wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, mit einer sich selbst kurzschließenden Sicherung im Innern des Sockels kombiniert werden.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform und die gleiche Hochdruck-Natrium-Lampe wie in Fig. 1; gleiche Elemente sind dabei mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Gemäß dieser zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung wird im Inneren des äußeren Kolbens eine sich selbst kurzschließende Bogenentladungssicherung vorgesehen und zwar in der Nähe des Stempelteils, wo die Zuleitungen 6,7 in den Raum des äußeren Kolbens austreten. Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, wird nahe unterhalb des Preßteils 5 ein kurzes Stück eines Bimetallstreifens 6l so an der Zuleitung 6 befestigt, daß es sich in Richtung der Zuleitung 7 erstreckt. Vorzugsweise wird der Streifen 61^ wie angedeutet, durch Punktschweißen an dem Seitenstab 26 befestigt anstelle einer unmitterbaren Verbindung mit der Zuleitung 6. Dies gestattet es, den Streifen flach über der rechtwinkligen Biegung an dem Seitenstab 26 zu befestigen, wobei gleichzeitig sein freies Ende von der Zuleitung 7 einen Abstand entsprechend der Dicke des Seitenstabes 26 besitzt. Der sich ergebende Abstand von etwa 2,5 nun (0, 1 Zoll) bei Zimmertemperatur definiert die kleinste räumliche Annäherung zwischen Leitern mit entgegengesetzter Stromrichtung im Innern des äußeren Kolbens bei diesem Beispiel; der Bimetallstreifen 4l kann eine Dicke von etwa 0,25 mm (0,01 Zoll), eine Breite von etwa 6 mm (0,125 Zoll) und eine Länge von etwa 18 mm (0,75 Zoll) besitzen. Die Seite des

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Bimetallstreifens mit stärkerer Ausdehnung kann aus einer Legie-' rung von 25 % Ni, 8 % Cr und Rest Fe bestehen. Die Seite mit der kleineren Ausdehnung kann aus einer Legierung von 50% Ni und Rest Fe bestehen. Die beiden Seiten besitzen dabei gleiche Dicke.

Beim Betrieb der Lampe erwärmt die von dem Bo^enentladungsrohr abgestrahlte und durch den Seitenstab 26 weitergeleitete Wärme den Bimetallstreifen 61 und bewirkt, daß er sich ausbiegt und die Bogenentladungsstrecke verkleinert. Diese anfängliche Auslenkung ist jedoch nicht ausreichend, um diese Strecke zu schließen oder zu überbrücken. Wenn jedoch ein Eindringen von Luft stattfindet oder eine defekte Abdichtung des Bogenentladungsrohrs Metalldampf in den äußeren Kolben austreten läßt, entsteht in der Entladungsstrecke eine Glimmentladung und schließlich eine Bogenentladung und das Bimetall wird stark erhitzt. Das Bimetall verbiegt sich stark und bewirkt ein kräftiges Schließen der Entladungsstrecke. Daraufhin verschmilzt oder verschweißt sein freies Ende mit der Zuleitung 7 und die Lampe wird gemäß Fig. 7 permanent kurzgeschlossen. Zur Unterstützung der Verschweißung der geschlossenen Sicherung kann an dem Bimetallstreifen ein kleines Stückchen oder Plättchen aus Lötmetall angebracht werden. Gemäß der Abbildung ist am Ende des Bimetallstreifens 6l ein kurzes Stück Nickeldraht 62 so angeschweißt, daß es quer zu der Zuleitung 7 liegt. Das Nickelstück 62 wird durch die Bogenentladung erweicht, und dient als Lötmaterial _Zur Bildung eines Streifens, welcher im Falle des Schließens den Streifen 6l sicher an der Zuleitung 7 befestigt und gewährleistet, daß die Sicherungs-.teile bei der Abkühlung nicht auseinander gezogen werden. Andere geeignete Lötmaterialien, welche für das Plättchen 62 verwendet werdenjkönnen, sind Kupfer , Nickel-Kupfer legierungen, Nickel-Eisen-Chromlegierungen und Legierungen aus rostfreiem Stahl.

Eine zweite Bogenentladungssicherung mit Selbstkurzschluß kann in dem Sockel oder der Basis der Lampe vorgesehen werden, um eine sich dort ausbildende Bogenentladung zu löschen. Diese äußere

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Bogenentladungssicherung kann ähnlich der im US-Patent 2 950 beschriebenen Sicherung sein. Sie kann im Innern des Stempelrohrs des äußeren Kolbens angeordnet und durch die Sockelhülse umschlossen sein, so daß sie sich in der AuPenluft befindet. Die Zuleitungen 6,7 besitzen innere Teile aus kompaktem Nickeldraht im Inneren des äußeren Kolbens, Wolframteile im Bereich der Durchführung durch das Preßteil 5 und äußere Teile 6a,6,7 aus einem flexiblen Kupferlitzendraht mit Nickelplattierung,

kern

welcher um einen kompakten Nickejfäraht gev/ickelt ist. Der Zuleitungsdrahtteil 7a wird durch eine dünne dünnwandige Hülse geführt, die sich neben dem Entlüftungsrohr 38 für den Kolben durch das Stempelrohr 7 erstreckt und sein Ende ist an den Endkontakt 9 angeschweißt. Der Zuleitungsdrahtteil 6a ist mit einer oder mehreren Windungen um die Glashülse 46 und das Entlüftungsrohr 38 gewickelt und sein Ende ist angeschweißt an dem Haltering 10, welcher im Eingriff mit der Hülse 8 des Sockels steht.

Wenn sich in dem Lampensockel eine Bogenentladung entwickelt, wird sie zu der Stelle der größten Annäherung der Litzendrahtteile(6a,7a der Zuleitung streben. Die Glashülse 46 wird aus einem Glas mit hohem Bleigehalt hergestellt, welches bei der Erhitzung relativ leitfähig wird. Bei dem Kontakt mit der Bogenentladung wird die Hülse 46 schmelzen und die Ausbildung einer leitenden Verbindung zwischen den Drähten 6a, 7a gestatten^durch die der Bogen kurzgeschlossen wird.

Die vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsformen der Sicherung wurden eingehend geprüft und als zuverlässig befunden. Es können jedoch selbstverständlich Abwandlungen dieser Sicherungen verwendet werden, und ihre Anordnung oder Orientierung im Inneren des äußeren Kolbens kann gegebenenfalls abgeändert werden.

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Claims (2)

1. - 16 Patentansprüche

   J 1 .yHochleistungsgasentladungslampe mit Vakuumuinmantelung aus einem glasartigen evakuierten äußeren Kolben, in den Zuleitungen abgedichtet eingeführt sind, sowie einem inneren länglichen Kolben mit einem darin enthaltenen ionisierbaren Dampf und an den Enden abgedichtet eingeführten Elektroden, wobei der innere Kolben eine Zündspannung erfordert, die groß genug ist zur Auslösung einer Entladung in dem äußeren Kolben im Falle einer Zerstörung des Vakuums in demselben, und Einrichtungen zur Halterung des inneren Kolbens im Innern des äußeren Kolbens einschließlich Verbindung leitungen für die Verbindung der Elektroden in den Zuleitungen dadurch gekennzeichne t', daß er eine kurzschließende BogenentladungsSicherung in dem äußeren Kolben (2) enthält, welche metallische Leiter (41, 6l) umfaßt, die mit den Zuleitungen (6, 7) verbunden sind und an der engsten räumlichen Annäherung zwischen Leitern mit entgegengesetzter Stromrichtung einen Abstand oder eine Strecke definieren, über der sich eine in dem äußeren Kolben (2) auftretende Bogenentladung ausbreiten wird, wobei die Leiter (4l, 6l) so angeordnet sind, daß sie unter der Erhitzung durch eine Bogenentladung deformierbar sind und die Entladungsstrecke durch sie überbrückbar ist.
2. 2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. jeder der die Entladungsstrecke definierenden metallischen Leiter (41) eine Teilschleife um den anderen Leiter (6) mit einem Abstand entsprechend der Entladungsstrecke bildet, und die Leiter (41) aus einem Metall bestehen, das ohne übermäßige Oxydation bei der Erwärmung erweicht und fließt.

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   Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Halsende (3) dos äußeren Kolbens (2) eine Basis oder Sockel befestigt ist, ,;,It dem die Zuleitungen (6, 7) verbunden sind, und eine weitere selbstkurzschließende Bogenentladungssicherung in diesem Sockel angeordnet ist.

   Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzschließende Bogenentladung sicherung in dem Äußeren Kolben (2) einen Bimetalleiter (6^7) umfaßt, der mit einer Zuleitung (6, 7) verbunden ist und an seiner engsten räumlichen Annäherung an eine Zuleitung (6l) mit entgegengesetzter Stromrichtung, v/elcher mit der anderen Zuleitung verbunden ist, eine Entladungsstrecke definiert, wobei Jede in diesem äußeren Kolben (2) sich ausbildende Bogenentladung an dieser Entladungsstrecke auftreten wird und der Bimetalleiter (6l) so angeordnet ist, daß er durch seine Ausbiegung bei Erhitzung durch eine Entladung die Entladungsstrecke schließt.

   Lampe nach Anspruch ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des Bimetalleiters (6l) ein kleines Stück Lötmetall (62) vorgesehen ist, zur Verschmelzung mit der entgegengesetzten Zuleitung (6, 7) bei Auftreten einer Bogenentladung und dem hierdurch ausgelösten Kontakt.

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