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SCHE ENTLADUNGSLAMPE MIT ZÜNDELEKTRODE Die Erfindung bezieht sich
auf Zündelektroden-Entladungslampen mit oxyd-keramischem (z.B. Al2O3) Kolben.
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Als Anwendungsgebiet der Erfindung wird beispielsweise die Verwendung
in Hochdruck-Keramiklampen genannt.
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Vor der Darstellung des Wesens der Erfindung soll der betreffende
technische Hintergrund schematisch zusammengefaßt werden.
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Bekanntlich hangt das ständige Problem der Herstellung,
bzw.
Zündung der Gasentandungslampen mit aus Aluminium oxyd hergestellten Kolben - die
allgemein als keramische Ent ladungslampen genannt werden - mit dem vakuumdichten
Abschluß des hauptsächlich aus Alumuminiumoxyd bestehenden Kolbens zusammen. Der
Abschluß des in der Regel zylindrischen Oxydkolbens und die gleichzeitige Ausführung
der Stromzuführungen in entsprechender Qualität ist eine besonders schwere Aufgabe
und stellt das ständige ProblemdieserLampenarten' dar. Im allgemeinen kann eine
zufriedenstellende Lösung durch Ausbildung je einer Stromzuführung an beiden Enden
des Kolbens erreicht werden.
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Für die Zündung solcher Gasentladungslampen mit keramischem Kolben
werden spezielle Zündvorrichtungen verwendet.
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Eine Art dieser Zündvorrichtungen enthalt Halbleiterelemente (Thyristoren,
Transistoren). Bei der Einschaltung der Lampe gibt diese Zündvorrichtung einen kurzdauernden
- 3 bis 4000 V betragenden - Spannungsimpuls an die Stromzuführungen der Lampe ab
-und leitet damit den Entladungsvorgang ein. Lösungen dieser Art sind z,Bs in den
britischen Patentschriften Nur 1 183 542 und 1 183 543 beschrieben.
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Eine andere Abart der- Zündvorrichtungen verwendet Bimetall, Z.B.
besteht die Zündvorrichtung aus einem mit der Lampe parallelgeschalteten Kontaktpaar,
dessen wenigstens eine Hälfte ein Bimetall ist, in dessen Nähe sich eine Heizspirale
befindet Bei der Einschaltung der Lampe erleidet das Bimetall zufolge der Wärmewirkung
des über die Heizspirale durchfließenden Stromes eine Formänderung und hebt sich.
von seinem Kontaktpaar ab, demzufolge wird der Strom in der Vorschalldrosselspule
der Lampe unterbrochen und der entstehende Hochspannungsimpuls leitet den Gasentladungsvorgang
in der Lampe ein.
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Als Beispiel der äußerst zahlreichen Lösungen mit Bimetall soll nur
auf die in dem österreichischen Patentschrift
Nr. 167 250 beschriebene
Lösung hingewiesen werden. Die hier oben - ohne Anspruch auf Vollständigkeit -ernrterten
Lösungen bedeuten jedoch bei weitem nicht die lelchte Lösung des Problems.
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Die Aufwändigkeit und Komplizierheit der elektronischen Einrichtungen
müssen ja in Betracht gezogen werden, welcher Umstand auch eine Fehlerquelle bedeutet
Die Lösungen mit Bimetallen - obwohl einfacher im Aufbau - sind im Arbeiten mit
der Bedingung der Wahrscheinlichkeit behaftet, die die Anwendung an kritischen Stellen
- z.B.
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bei verkehrsreichen Straßen-Kreuzungen - erschw.ert. Insbesondere
handelt es sich darum, daß die Größe des bei der Unterbrechung des Kontaktes auftretenden
Impulses nur dann -.r die Zündung der Lampe ausreicht, wenn die Phase der Netzspannung
hierzu günstig ist, d,h, wenn auch an den klemmen der Lampe die Netzspannung eine
ausreichende Röhe besitzt. Die Lösung arbeitet daher nicht sicher, sondern bloß
mit (- großer -) Wahrscheinlichkeft Bei dem Ausarbeiten unserer Erfindung waren
wir bestrebt die erwähnte - und andere nicht angeführte -Schwierigkeiten zu umgehen.
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Zweck der Erfindung war einerseits das Weglassen eines besonderen
Zündapparates, dadurch die Verminderung.
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des Kostenaufwandes und das Wegbleiben einer Behlermöglichkeit. Ein
weiterer Ziel war, daß die Lampe in den bereits bekannten Schaltungen betrieben
werden könne, ferner die Sicherung einer betriebssicheren Zündung.
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Es wurde fastgestellt, daß wenn das Ende des zylindrischen Kolbens
mit zwei Stromzuführungen ausgerüstet wird> deren eine zum Rauptentladungskreis,
die andere hingegen zum Zündkreis gehört, die Lampe mittels einer einfachen Schaltung
gezündet werden kann und die vorhin erwähnte Zündvorrichtung erübrigt wird.
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In der beschriebenen Weise wurden die durch die äußeren Armaturen
bedingten Schwierigkeiten beseitigt und
mit der Anwendung bloß einer
unsere Erfindungen -österreichische Patentanmeldung A 10912 - war ein neuartiger
Kolbenabschluß in entsprechender Qualität zu errichten.
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Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe besteht aus einem zylindrischen
Kolben aus keramischem Material, z,B. aus Aluminiumoxyd, der an seinen Enden Kathoden
mit emittierenden Überzugen enthält und ist mit wenigstens teilweise metallisch
leitenden Endabschlußkappen verschlossen und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine
elektrische Verbindung von der Kathode an die Außenseite der Lampe geführt ist und
daß ferner in der Nähe der Kathode zwischen Innen- und Außenseite des Kolbens eine
weitere elektrische Verbindung vorgesehen ist, die von Kathodenanschluß isoliert
ist. Diese weitere elektrische Verbindung kann zweckmäßig an der dem Kolben zugekehrten
Stirnfläche eines zwischen dem Kolben und der Endabschlußkappe angeordneten keramischen
Zwischenringes vorgesehen sein.
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Es kann auch an der dem Kolben zugekehrten Stirnfläche des Zwischenringes
eine Stromzuführungsscheibe vorgesehen sein.
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Die Oberfläche des keramischen Zwischenringes kann teilweise - vorzugsweise
mit Mo oder Nb - metalli -siert sein, wobei dieser metallisierte Teil von der Außenoberfläche
des Zwischenringes ausgehend sich er die dem Kolben zugekehrte Stirnfläche auch
innerhalb des Kolbens fortsetzt.
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Die elektrische Verbindung von der Kathode an die außenseite der
Lampe kann auch durch eine metallische Endabsohlußkappe gebildet werden, oder durch
eine etallschicht auf einer keramischen Endabschlußkappe.
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Auf der Oberfläche der keramischen Endabschlußkappe können auch wenigstens
zwei - vorzugsweise aus Mo und Ni bestehende - nicht zusammenhängende Metalischichten
vorhanden sein, die sich jeweils von der Außenoberfläche
der Endabschlußkappe
über ihre Stirnfläche an die dem Eolbeninneren zugekehrte Oberfläche erstrecken,
Die Erfindung wird zum Zwecke des Verstehens und Reraushebung des Wesen im hierunten
in Einzelheiten angeführten Ausführungsbeispielen erörtert.
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An das Ende des zylindrischen keramischen Kolbens 1 ist durch Zwischenschalten
des keramischen Zwischenringes 5 die keramische Abschlußkappe 2 angeklebt. Die Oberfläche
der Abschlußkappe ist mit der Metallisierung 2a versehen, die ausgehend von der
äußeren Oberfläche der Kappe auch im Inneren der Röhre fortgesezt wird. Diese Metalli
sierung dient in der, in unserer oben erwähnten österreichischen Patentanmeldung
Nr. A 10 912 in Einzelheiten beschriebenen Weise als Stromzuführung der Hauptentladung
und ist gleichzeitig an dem Nasenteil 2a der Kappe das Kernmetall der Entladungsröhre.
Die Austrittsarbeit der Kathode wird durch den, auch auf der Figur angedeuteten
emittierenden Überzug 4 vermindert Zwischen <1er Endabschlußkappe und dem keramischen
Zwischenring 5 wird eine vakuumdichte Verbindung 3 hergestellt. Ein Teil des Zwischenringes
5 ist ebenfalls mit der Metallisierung 5a versehen, die ähnlich wie auf der Kappe
von der äußeren Oberfläche des Ringes ausgeht und sich über die ebenfalls vakilumdichte
Verbindung 6 in Inneren der Entladungsröhre fortsetzt. Diese Metallisierung dient
als Zündelektrode.
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An die mettalisierten Flächen der Kappe und des Zwischenringes statt
sich je eine Stromabnahmefeder 11 und 12 ab. Der Zündstromkreis ist in bekannter
Weise so aufgebaut, daß die Stromquelle 7 einerseits über die Strombegrenzungsdrossel
8 an die Endabschlußgappen, andererseits über die Zündwiderstände 9 und 10 an die
Metallislerong der erfindungsgemäßen Zwischenringe angeschlossen ist.
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Beim Einschalten entsteht zwischen der Kathode 2b und der Zündelektrode
5a eine Nebenentladung, die sofort
in eine zwischen den, an den
Enden des Kolbens angeordneten Kathoden 2b entstehende Entladung übergeht.
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Wie bereits angedeutet können erfindungsgemäß andere Ausführungsarten
entsprechen.
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So kann z.B. statt der Keramikkappe 2 volles Metall angewendet werden
und anstatt der Metallisierung des Zwischenringes 5 ebenfalls eine volle Metallscheibe
zwischen dem Bing 5 und dem Kolben 1 eingesetzt sein, obwohl eine solche Ausführung
bezüglich Festigkeit gegenüber der vorhergehenden sich als etwas unvorteilhafter
erweist.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Zwischenring
-weggelassen werden, wenn die keramische Endabschlußkappe mit zwei nicht zusammenhängenden
Oberflächenmetallisierungen versehen wird - z.B. mit Molybden - auf deren Oberfläche
außerhalb des Kolbens eine Nickelschicht derart aufgetragen wird, daß beide Metallisierungen
von der äußeren Oberfläche ausgehen und sich über die Elebeflächen in das Innere
des Entladungsraumes fortsetzen. In diesem Fall dient nach der bereits erwahnten
österreichischen Patentanmeldung Nr. 10 912 die eine Metallisierung als Kathodenzuführung,
wahrend die andere als und elektrode.