DE2358188A1

DE2358188A1 - HIGH PERFORMANCE LAMP WITH A BASE FOR ARC REMOVAL

Info

Publication number: DE2358188A1
Application number: DE2358188A
Authority: DE
Inventors: Byron Richard Collins
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1973-11-22
Publication date: 1974-07-04
Also published as: NL7315789A; US3849691A; FR2210011A1; BE808356A; JPS4988378A; FR2210011B1; JPS5648941B2; BR7309573D0; GB1443018A

Description

Hochleistungslampe mit einem Sockel zur BogenlöschungHigh-performance lamp with a base for arc extinguishing

Die Erfindung betrifft eine Hochieistungsdampflampe mit einem inneren Kolben, der in einem mit einem Ende ausgestatteten äußeren Kolben befestigt ist> wobei die Lampe eine ausreichende Zündspannung erfordert, um eine Entladung zwischen in Luft beabstandeten Leitern auszulösen.The invention relates to a Hochieistungsdampflampe with an internal piston which is mounted in an end equipped with a outer bulb> wherein the lamp requires a sufficient firing voltage, in order to trigger a discharge between spaced conductors in air.

Die Erfindung ist besonders geeignet zur Anwendung mit Hochdruck-Natrium-Dampf lampen des Typs, wie sie in der US-Patentschrift 3 248 590 beschrieben sind. Bei diesen Lampen enthält ein länglicher innerer Kolben aus einem Keramik- oder Feuerfestmaterial eine Füllung, bestehend aus einem Natriumamalgam und Quecksilber und einem Edelgas zur Unterstützung der Zündung. Die Enden desThe invention is particularly suitable for use with high pressure sodium steam lamps of the type described in U.S. Patent 3,248,590. These lamps contain an elongated inner envelope made from a ceramic or refractory material a filling consisting of a sodium amalgam and mercury and a noble gas to support the ignition. The ends of the

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Keramikkolben oder -rohrs sind durch feuerfeste Verschlußteile verschlossen, geeigneterweise durch Endkappen aus Niob, welche als elektrische Zuleitungen dienen und im Innern Elektroden tragen. Der Kolben ist in einem äußeren glasartigen Kolben oder Hülle enthalten, welcher an einem Ende ainen Sockel besitzt, mit dem die Endkappen verbunden sind. Der äußere Kolben wird evakuiert, um die Wärme zu konservieren und den kalten Fleck oder den Teil des Entladungskolbens mit der niedrigsten Temperatur auf einer genügend hohen Temperatur zu halten.Ceramic pistons or tubes are secured by fire-proof locking parts closed, suitably by end caps made of niobium, which serve as electrical leads and have electrodes inside. The bulb is contained in an outer glass-like bulb or shell which has a base at one end to which the end caps are connected. The outer flask is evacuated to preserve the heat and remove the cold stain or to keep the part of the discharge bulb with the lowest temperature at a sufficiently high temperature.

Die Hochdruck-Natrium-Dampflampe besitzt eine relativ hohe Zündspannung. Diese ist teilweise zurückzuführen auf den kleinen Durchmesser des Bogenentladungsrohrs, die Verwendung von Xenon als Zündgas und das Nichtvorhandensein einer Hilfszündelektrode. Zum Zünden und Betreiben der Lampe wird im, allgemeinen eine Ballastschaltung verwendet, die einen Impuls mit hoher Spannung liefert, welcher gewöhnlich in der Nähe des Scheitelwertes der Wellenform für Leerlaufbetrieb auftritt. Dieser Impuls wird so lange geliefert, bis die Lampe zündet. Beispielsweise beträgt bei einer" Lampe für 1000 Watt die Leerlaufspannung des Ballastes etwa 480 Volt und es werden Impulse von 3000 '- 5000 Volt geliefert. Diese Spannungen übersteigen jedoch bei weitem den Mindestwert für die Durchbruchsspannung für eng beabstandete Leiter in Luft, die etwa 330 Volt beträgt. Insbesondere können Spannungsimpulse von mehr als 1000 Volt leicht eine Entladung auslösen, wenn der Abstand zwischen den Leitern verringert oder wenn die Isolation beschädigt wird. Wenn die Lampe zündet, wird die Impulserzeugungssehaltung dadurch funktionsunfähig gemacht, daß die Spannung an den Lampenanschlüssen vom Leerlaufwert auf den Betriebswert der Lampe vermindert wird. Wenn jedoch die Lampe verlöscht oder ausfällt, dann liefert die Ballastschaltung so lange weiter Hochspannungsimpulse, bis die NetζVersorgung abgeschaltet oder die Lampe ausgetauscht wird.The high pressure sodium vapor lamp has a relatively high ignition voltage. This is partly due to the small diameter of the arc tube, the use of xenon as ignition gas and the absence of an auxiliary ignition electrode. To ignite and operate the lamp, a ballast circuit is generally used, which is a pulse with a high voltage which usually occurs near the peak of the waveform for idle operation. This impulse becomes like this long delivered until the lamp ignites. For example, in the case of a "lamp for 1000 watts, the open circuit voltage of the ballast is about 480 volts and pulses of 3000 '- 5000 volts are delivered. However, these voltages far exceed the minimum breakdown voltage for closely spaced conductors in air, which is about 330 volts. In particular, voltage pulses of more than 1000 volts can easily cause a discharge trip if the distance between the conductors is reduced or if the insulation is damaged. When the lamp ignites, will the pulse generation circuit is thereby rendered inoperable, that the voltage at the lamp connections is reduced from the no-load value to the operating value of the lamp. However, if the lamp extinguishes or fails, the ballast circuit continues to deliver high-voltage pulses until the mains supply is switched off or the lamp is replaced.

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Bei Hochdruck-Natrlum-Dampflampen und insbesondere solchen Lampen mit Nennwerten oberhalb 400 Watt war diese Möglichkeit eines Ausfalls durch Zerstörung infolge einer unbeherrschten Bogenentladung innerhalb des äußeren Kolbens ein Problem. Eine erste Situation, welche zu diesem Zustand führt, tritt dann auf, wenn in dem Vakuum des äußeren Kolbens ein'kleines Luftleck entsteht. Die Leerlaufspannung des Ballastes oder die von der Ballastschaltung gelieferten hohen Spannungsimpulse gewährleisten die Zündung einer Entladung, welche bei weiterer Luftdruckerhöhung in dem Kolben zu einer zerstörenden Leistungsentladung anwächst. Die zweite Situation liegt dann vor, wenn das Bogenentladungsrohr ausfällt. Dies kann beispielsweise bei Entstehung eines Lecks in der Abdichtungsstelle einer Endkappe geschehen. Die Freisetzung von Natrium und Quecksilberdampf und Inertgas ' in den äußeren Kolben kann dabei die Zündung einer Entladung zwischen den Metallteilen in der Nachbarschaft des Stammes (stem) bewirken. Wenn eine solche Bogenentladung einmal gezündet ist, kann sie sich weiter selbst aufrechterhalten in dem Dampf der Metallteile, wie Eisen- oder Nickelzuleitungen und Halterungen,With high pressure sodium vapor lamps and especially those This was the option for lamps with nominal values above 400 watts failure due to destruction due to an uncontrolled arc discharge within the outer envelope is a problem. One the first situation that leads to this state occurs then, if there is a small air leak in the vacuum of the outer piston. The open circuit voltage of the ballast or that of the ballast circuit Ensure the high voltage pulses delivered the ignition of a discharge, which occurs with a further increase in air pressure in the piston to a destructive power discharge grows. The second situation is when the arc tube fails. This can be done, for example, when it occurs of a leak in the sealing point of an end cap. The release of sodium and mercury vapor and inert gas' the ignition of a discharge can occur in the outer bulb between the metal parts in the vicinity of the stem. Once such an arc discharge is ignited, it can continue to maintain itself in the vapor of the metal parts, such as iron or nickel feed lines and brackets,

Lösung an denen die Entladung ansetzt. Es wird hierzu eine/in Form einer sich selbst kurzschließenden Sicherung für die Bogenentladung vorgesehen. Diese ist im Innern des äußeren Kolbens enthalten, löscht jede dort auftretende Bogenentladung und beendet die Lebensdauer der Lampe, mit Sicherheit. Diese Entladungssicherung umfaßt Metalleiter, welche eine Entladungsstrecke an der engsten räumlichen Annäherung zwischen Leitern für entgegengesetzte Ströme im Innern des äußeren Kolbens definieren, und zwar in einer solchen Weise, daß sich die Metalleiter unter der Hitze der Leistungsbogehentladung deformieren und die Entladungsstrecke überbrücken. 'Solution at which the discharge starts. For this purpose a / in the form of a self-shorting fuse for the arc discharge intended. This is contained inside the outer bulb, extinguishes any arc discharge that occurs there and ends its service life the lamp, for sure. This discharge protection includes metal conductors which provide a discharge path at the closest spatial approach between conductors for opposite Define currents inside the outer envelope in such a way that the metal conductors move under the heat deform the power arc discharge and the discharge distance bridge. '

Bei solchen mit einem Ende ausgestatteten -Hochdruck-Natrium-Dampflampen mit größeren Nennleistungen besteht jedoch ein noch vorhandenes Problem in der Möglichkeit einer zerstörerischen un-With such one-ended high pressure sodium vapor lamps However, with larger rated outputs, there is still a problem in the possibility of a destructive un-

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beherrschten Bogenentladung im Innern des Sockels. Die kurzschließende Sicherung im Innern des äußeren Kolbens wird eine Bogenentladung löschen, welche in diesem Kolben entsteht. Es kann jedoch auch eine Bogenentladung im Innern des Sockels entstehen. Wenn beispielsweise in eine Lampe infolge eines kleinen Lecks bei abgeschalteter Tietzleistung Luft eindringt, dann kann bei anschließender Einschaltung der Leistung eine Bogenentladung im Innern des Sockels gezündet werden. Die Durchbruchsspannung kann dabei durch fehlerhafte Verdrahtung im Innern des Sockels drastisch vermindert werden, beispielsweise durch Nichtaufrechterhalten eines, ausreichenden Abstandes zwischen den Zuleitungen bei der Zuführung der einen Leitung zu dem Endkontakt und der anderen Leitung zur Sockelhülse. Andere Paktoren können die Durchbruchsspannung vermindern, und hierzu gehören ein mit Rissen versehener Sockelisolator aus Glas, angesammelte Verunreinigungen oder übermäßige Feuchtigkeit und Kondensation im Innern des Sockels und Spritzstellen des Flußmittels für die Lötung. Wenn eine solche Bogenentladung einmal gezündet ist, kann sie den Lampensockel und einen Sockel zur Aufnahme der Lampe vollständig zerstören, wenn sie nicht eingeschränkt und. gelöscht wird.controlled arc discharge inside the base. The short-circuiting one Fuse inside the outer bulb will extinguish an arc discharge created in that bulb. However, it can an arc discharge also occurs inside the base. For example, if in a lamp as a result of a small leak If air penetrates when the Tietz power is switched off, then at After switching on the power, an arc discharge can be ignited inside the base. The breakdown voltage can drastically due to faulty wiring inside the base be reduced, for example by not maintaining a sufficient distance between the leads when feeding the one lead to the end contact and the other line to the base sleeve. Other factors can do that Decrease breakdown voltage, which includes a cracked base glass insulator, accumulated contaminants or excessive moisture and condensation inside the socket and splashes of the flux for soldering. if Once such an arc discharge is ignited, it can completely cover the lamp base and a base for receiving the lamp destroy if not restricted and. is deleted.

Es wurde vorgeschlagen, eine sich selbst kurzschließende Bogenentladungssicherung in dem Sockel der Lampe anzubringen, um jegliche Bogenentladung- zu löschen, welche sich dort ausbilden kann. Diese Sicherung ist ähnlich der in der US-Patentschrift 2 950 4l7 beschriebenen Sicherung und erfordert die Verwendung von flexiblem Litzendraht für die äußeren Teile der Zuleitung, wobei dieser Draht vorzugsweise mit Nickel plattierte Kupferlitzen aufweist. Eine der durch den Kolbenstamm verlaufenden äußeren Zuleitungen wird durch eine dünnwandige Glashülse entlang dem Entlüfungsrohr des äußeren Kolbens geführt und die andere Zuleitung wird mit einer oder mehreren Windungen um die Glashülse und das Entlüftungsrohr gewickelt. Die Glashülse wird aus einem Glas mit hohem Bleigehalt hergestellt, das bei der Erhitzung relativ leitfähig wird. Diese Hülse wird schmelzen, nach-A self-shorting arc fuse has been proposed to be placed in the base of the lamp in order to extinguish any arc discharges that develop there can. This fuse is similar to that in the US patent 2 950 4l7 and requires its use of flexible stranded wire for the outer parts of the supply line, this wire preferably copper strands plated with nickel having. One of the outer feed lines running through the piston stem is passed through a thin-walled glass sleeve the vent tube of the outer piston and the other The supply line is wound around the glass sleeve and the ventilation pipe with one or more turns. The glass sleeve will Made from a glass with a high lead content that when heated becomes relatively conductive. This sleeve will melt after-

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dem sie in Kontakt mit einer sich im Sockel ausbildenden Bogenentladung gelangt, und gestattet die Bildung einer leitenden Übergangsstelle zwischen den Zuleitungen, welche die Bogenentladung kurzschließt. ; ' - ..■-".."which they come into contact with an arc discharge forming in the base and allows a conductive junction to be formed between the leads that carry the arc discharge shorts. ; '- .. ■ - ".."

Diese vorstehend beschriebene, sich selbst kurzschließende Sicherung ist zufriedenstellend für die Verwendung von Quecksilberlampen zur Straßenbeleuchtung, für weiche sie vorgesehen ist. Sie ist jedoch nicht vollkommen zufriedenstellend für .Hochdruck-Natriumlampen mit ^höherer Wattzahl; Die Hülse aus Bleiglas ist spröde und erhält leicht Risse bei der Handhabung oder wenn die Litzenzuleitung zu fest um die Hülse gewickelt wird. Dann wird •jedoch ein Spannungsdurchbruch bei den verwendeten hohen Spannungen sehr wahrscheinlich. Wenn die Litzenzuleitung nur lose, um die Bleiglashülße gewickelt wird, ist die gebildete Drahtschleife nicht räumlich festgelegt und kann sich bewegen. Dabei wird jedoch der Abstand zwischen den Zuleitungen verkürzt' und erneut die Durchbruchsspannung vermindert. Schließlich ist bei Hochdruck-Natrium-Dampflariipen ein Löten der Zuleitung an
die ringförmige (ösenförmige) Sockelklemme nicht befriedigend infolge der auftretenden hohen Temperaturen und^ dieser Lotvorgang wurde daher in weitem Maße durch Schweißen ersetzt, wobei eine Wolframelektrode in einer Inertgasatmosphäre verwendet wird, und dieser Vorgang wird häufig als "TIG¹¹-Schweißen bezeichnet. Bei diesem "TIG"-Schweißverfahren kann eine Lötunterlagsaeheibe (öse) aus Messing verwendet werden und Metalldampf, beispielsweise Kupfer und Zink oder ihre Oxyde, aus dem Lötmaterial kann im Innern des Sockels abgeschieden werden und eine teilweise
leitende Schicht bilden. Bei dieser sich selbst kurzschließenden Sicherung im Sockel kann daher der Dampf oder Rauch von dem "TIG"-Schweißen die Durehbruchsspannung um mehrere tausend Volt vermindern. This self-shorting fuse described above is satisfactory for the street lighting use of mercury lamps for which it is intended. However, it is not entirely satisfactory for high-pressure sodium lamps with a higher wattage; The lead glass sleeve is brittle and easily cracks during handling or if the stranded wire is wrapped too tightly around the sleeve. Then • however, a voltage breakdown at the high voltages used becomes very likely. If the stranded wire is only loosely wrapped around the lead glass sleeve, the wire loop that is formed is not spatially defined and can move. However, the distance between the leads is shortened and the breakdown voltage is reduced again. Finally, in the case of high-pressure sodium steam strips, the supply line must be soldered
the ring-shaped (loop-shaped) base terminal is not satisfactory due to the high temperatures involved and ^ this soldering process has therefore been largely replaced by welding, using a tungsten electrode in an inert gas atmosphere, and this process is often referred to as "TIG ¹¹ welding. In this "TIG" welding processes, a brazing pad (eyelet) made of brass can be used and metal vapor, for example copper and zinc or their oxides, from the brazing material can be deposited inside the socket and partially
Form conductive layer. With this self-shorting fuse in the base, the steam or smoke from the "TIG" welding can therefore reduce the breakdown voltage by several thousand volts.

Diese vorstehenden Probleme werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Sockel eine Sicherungsanordnung mit unterbrochenemThese above problems are solved according to the invention by that in the base a fuse arrangement with interrupted

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Schaltkreis vorgesehen wird, welche die Durchbruchsspannung erhöht und im Falle eines- trotzdem auftretenden Spannüngsdurchbruches jede ggf. gebildete Bogenentladung durch einen unter- . brochenen Schaltkreis löscht.Circuit is provided which increases the breakdown voltage and in the case of a voltage breakthrough that nevertheless occurs, any arc discharge formed by an under-. clears broken circuit.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird mindestens diejenige Zuleitung, welche von dem Preßteil durch den Kolbenstamm zur öse oder dem Endkonfcakt des Sockels verläuft, durch eine feuerfeste isolierende Hülse aus einem Material geführt, das sogar bei hohen Temperaturen von 1000⁰C seine Form beibehält und nicht leitend wird. Quarz oder quarzähnliche Gläser und Keramikmaterialien sind hierzu- geeignet. Gewöhnliches Kalziumoxydglas oder hartes Borsilikatglas sind jedoch nicht geeignet. Vorzugsweise werden beide Zuleitungen durch feuerfeste Hülsen durchgeführt, welche so angeordnet sind, daß ein Mindestabstand zwischen den Hochspannungsleitern im Innern des Sockels gewährleistet ist. Wenn jedoch im Innern des Sockels eine Bogenentladung auftritt, dann schmelzen die Enden der Zuleitungen oder Leiter unter der Hitze der Bogenentladung zu einer Kugel oder einem Klumpen auf und ziehen sich in die Hülsen zurück. Bei dem Versuch des Bogens, diesen verklumpten Enden in die Hülsen hinein zu folgen, wird er gelängt und eingeschnürt und schließlich gelöscht. Die Hülsen müssen dabei aus einem Material hergestellt werden, das bei hohen Temperaturen seine Form beibehält und nicht leitend wird, weil der Hochtemperaturbogen in einem unterbrochenen Schaltkreis dadurch gelöscht wird, daß er in die Hülsen hineingezogen wird.In a preferred embodiment, at least that supply line which runs from the pressed part through the piston stem to the eyelet or the end connector of the base is passed through a fireproof insulating sleeve made of a material that ^{retains its shape even at high temperatures of 1000 °} C. and is non-conductive will. Quartz or quartz-like glasses and ceramic materials are suitable for this. However, ordinary calcium oxide glass or hard borosilicate glass are not suitable. Both supply lines are preferably passed through fire-proof sleeves which are arranged in such a way that a minimum distance is ensured between the high-voltage conductors in the interior of the base. However, if an arc discharge occurs inside the base, the ends of the leads or conductors melt under the heat of the arc discharge into a ball or lump and retract into the sleeves. In the attempt of the bow to follow these clumped ends into the sleeves, it is elongated and constricted and finally erased. The sleeves must be made of a material that retains its shape at high temperatures and does not become conductive because the high temperature arc is extinguished in an open circuit by being drawn into the sleeves.

Vorzugsweise wird der Sockelisolator aus einem Keramikmaterial hergestellt, das eine höhere Temperatur als Glas aushalten und als Feuerwand dienen kann, um die Beschädigung durch die Bogenentladung auf das Innere des Sockels zu begrenzen.The base insulator is preferably made of a ceramic material Made that can withstand a higher temperature than glass and act as a wall of fire to prevent damage from the arc discharge to limit the interior of the base.

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Figur 1 ist eine Ansicht einer Hochdruck-Natrium-Dampflampe mit einem Sockel zur Bogenlöschung als Ausführungsform der Erfindung.Figure 1 is a view of a high pressure sodium vapor lamp with a base for arc extinguishing as an embodiment the invention.

Figur 2 zeigt eine Teilansicht des Halsendes und des Soekelteils der Lampe mit der Sicherung nach dem Betrieb.Figure 2 shows a partial view of the neck end and the socket part the lamp with the fuse after operation.

Figur 3 ist eine Teilansicht des Halsendes und- SockeIs der. ' Lampe mit einer abgewandelten Form der Erfindung.FIG. 3 is a partial view of the neck end and sock of FIG. ' Lamp with a modified form of the invention.

Figur .1 zeigt .eine Hoehdruck-Natrium-Dampflampe 1 mit einem inneren keramischen Bogenentladungsrohr oder -kolben 2 und einem äußeren rohrförmigen Kolben oder Hülle 3 aus glasartigem Material. Ein mittlerer Teil der Lampe wurde herausgeschnitten, um die Abbildung zu kürzen und die Darstellung zu erleichtern.Figure .1 shows .eine high pressure sodium vapor lamp 1 with a inner ceramic arc tube or bulb 2 and one outer tubular piston or shell 3 made of vitreous material. A middle part of the lamp was cut out, in order to shorten the figure and make it easier to visualize.

Der innere Kolben 2 wird aus einem gesinterten. Keramikmaterial hoher Dichte aus "Polykristallinem Aluminiumoxyd¹¹ gemäß US-Patentschrift 3 026 210 hergestellt oder aus einem anderen lichtdurchlässigen Keramikmaterialj das in der Lage ist, dem Angriff des Natriumdampfes bei hohen Temperaturen zu widerstehen. Der Kolben wird durch fingerhutähnliche MetallendKappen 4,_5 aus Niob geschlossen, die mit Hilfe einer Dichtungsmasse abgedichtet mit dem Aluminiumoxyd verbunden sind, die,einen Hauptteil von Aluminiumoxyd und. Kalziumoxyd und einen geringeren Anteil von Magnesiumoxyd und Bariumoxyd enthält»:-r\ ■The inner piston 2 is made of a sintered one. High density ceramic material made from polycrystalline alumina ¹¹ according to US Pat. No. 3,026,210 or from another translucent ceramic material which is able to withstand the attack of sodium vapor at high temperatures. The piston is closed by thimble-like metal end caps 4, _5 made of niobium which are sealed with the aluminum oxide with the help of a sealing compound, which contains a main part of aluminum oxide and calcium oxide and a smaller portion of magnesium oxide and barium oxide »: -r \ ■

In den Enden des EntladungskolberB sind thermionische Elektroden befestigt und werden von den Endkappen getragen. Die untere Elektrode 6 ist in der Abbildung wiedergegeben und umfaßt eine Spule oder Wendel 7 aus- Wolframdraht, welche um einen Wolframstab oder -kern 8 gewickelt ist, der im Ende eines Niobrohrs 9 befestigt ist, das durch die Endkappe eingeschweißt ist. Die Elektroden sind durch Metalloxyde aktiviert, welche in den Zwischenräumen zwischen den Windungen der Wendel oder SpuleIn the ends of the discharge bulb B are thermionic electrodes attached and carried by the end caps. The lower electrode 6 is shown in the figure and comprises a Coil or helix 7 made of tungsten wire, which is around a tungsten rod or core 8 is wound, which is in the end of a niobium tube 9 is attached, which is welded through the end cap. The electrodes are activated by metal oxides which are present in the Gaps between the turns of the helix or coil

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enthalten sind. Die ionisierbare Füllung besteht aus einem Inertgas, vorzugsweise Xenon, mit einem kalten Fülldruck von etwa 20 Torr, und aus einem Natrium-Quecksilber-Amalgam. Die Füllung wird durch das Entlüftungsrohr 9 eingeführt, das dann hermetisch durch Abquetschen mittels einer Kaltschweißung bei 11 verschlossen wird. Im Betrieb dient es dann als Ansatzstelle für den kalten Fleck und als Vorratsbehälter für überschüssiges Amalgam. ■are included. The ionizable filling consists of an inert gas, preferably xenon, with a cold filling pressure of about 20 torr, and made from a sodium-mercury amalgam. The filling is introduced through the vent pipe 9, which is then hermetically sealed by being squeezed off by means of a cold weld at 11 will. In operation, it then serves as a starting point for the cold stain and as a storage container for excess Amalgam. ■

Der äußere Kolben 3 wird aus einem Hochtemperaturglas hergestellt, beispielsweise aus Borsilikatglas, und ist relativ dickwandig, um dem hohen Atmosphärendruck nach der Evakuierung zu widerstehen. Der Halsteil 12 des Kolbens wird durch einen eingestülpten Stamm 13 verschlossen, der in einer Quetschdichtung endet. Durch diese erstrecken sich starke Zuleiter oder Stromleiter 15, l6, welche mit der Gewinde.hülse 17 bzw. dem isolierten Endkontakt oder der öse 18 eines Schraubsockels verbunden sind. Der Sockel wird am Halsteil des Kolbens mechanisch dadurch gehalten, daß die Hülse 17 über einen mit Gewinde versehenen Haltering 19 geschraubt wird. Dieser besitzt nach innen gewendete Kerben 21, welche im Eingriff mit entsprechender Vertiefung in dem Glas des Halsteils sind.The outer bulb 3 is made of a high temperature glass, for example made of borosilicate glass, and is relatively thick-walled in order to withstand the high atmospheric pressure after evacuation resist. The neck portion 12 of the piston is closed by an inverted stem 13, which is in a pinch seal ends. Strong leads or current conductors 15, 16 extend through these, which are insulated with the threaded sleeve 17 or the End contact or the eyelet 18 of a screw base are connected. The base becomes mechanically on the neck part of the piston held that the sleeve 17 is screwed over a retaining ring 19 provided with a thread. This owns inside turned notches 21, which are in engagement with a corresponding recess in the glass of the neck part.

Der Entladungskolben ist im Innern des äußeren Kolbens durch eine Befestigung gehaltert, welche aus einem langen Seitenstab besteht, der nahe der Quetschdichtung an die Zuleitung 15 geschweißt ist. Er wird außerdem abgestützt durch Blattfederteile 23, welche an dem rohrförmigen äußeren Kolben anliegen. Das Entlüftungsrohr 9 aus Niob in der unteren Endkappe wird durch Bügel 24 erfaßt, welche den seitlich verlaufenden Endteil des Seitenstabes überbrücken. Ein vorstehender Nippel 25- in der oberen Endkappe erstreckt sich durch eine umschließende Öffnung. Diese ist zwischen den Streben oder Bügeln 26 gebildet, die von dem Haltestab 27 zur Keramikhülse 28 auf dem Seitenstab 22 ver-The discharge bulb is held inside the outer bulb by an attachment consisting of a long side rod exists, which is welded to the supply line 15 near the pinch seal. It is also supported by leaf spring parts 23, which bear against the tubular outer piston. The niobium vent pipe 9 in the lower end cap is secured by brackets 24 detected which the laterally extending end portion of the side rod bridge. A protruding nipple 25- in the upper one End cap extends through an enclosing opening. This is formed between the struts or brackets 26, which of the Holding rod 27 for ceramic sleeve 28 on the side rod 22

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laufen., Er ist elektrisch mit der Zuleitung l6 durch eine flexible Strebe 29 und einen Stab 27 verbunden. Der Raum in dem äußeren Kolben 3 wird auf ein hohes Vakuum evakuiert, um Wärmeverluste von dem Entladungskolben zu verringern. Die dargestellte Lampe soll mit obenliegendem Sockel betrieben werden. Für eine Ausführungsform der gleichen Lampe für untenliegenden Sockel wird der Bogenentladungskolben relativ zum äußeren Kolben umgedreht und das Entlüftungsrohr 9 aus Niob befindet sich" dann ebenfalls im Betrieb in der untersten Stellung.run., It is electrically connected to the supply line l6 by a flexible strut 29 and a rod 27. The space in the outer bulb 3 is evacuated to a high vacuum to reduce heat loss from the discharge bulb. The lamp shown should be operated with the base on top. For an embodiment of the same lamp for the base located below, the arc discharge bulb is turned around relative to the outer bulb and the ventilation tube 9 made of niobium is then also in the lowermost position during operation.

Erfindungsgemäß wird die Zuleitung l6 von dem Quetschteil 14 durch das Stammrohr zur Sockelöse 18 durch eine feuerfeste isolierende Hülse yk geführt. Die Hülse 34 ist aus einem Material hergestellt, das bei hohen Temperaturen - sogar bei Temperaturen bis 1000⁰C - nicht weich oder leitend wird. Quarz oder quarzähnliches Glas sind dabei geeignet. Gewöhnliches Kalziumoxydglas oder'hartes Borsilikatglas sind jedoch nicht geeignet. Die Hülse 34 verläuft dabei vom Boden oder Sattel des Stammrohrs nach oben in den Hohlraum 35 in dem Sockelisolator 36. Der kleinste Abstand zwischen gegenüberstehenden Stromleitern liegt gewöhnlich dort, wo die Zuleitung l6 die Ebene der öffnung 37 im Haltering 19 durchsetzt, und die Hülse 3.4 isoliert effektiv die Zuleitung von dem Ring an diesem Punkt. Obwohl dies nicht erforderlich ist, ist es erwünscht, eine feuerfeste isolierende Hülse 38 um die Zuleitung 15 vorzusehen, welche mit dem Haltering 19 verschweißt ist. ■According to the invention, the supply line l6 is led from the crimped part 14 through the trunk pipe to the base eyelet 18 through a refractory insulating sleeve yk . The sleeve 34 is made of a material that does not become soft or conductive at high temperatures - even at temperatures up to 1000 ^{° C..} Quartz or quartz-like glass are suitable. Ordinary calcium oxide glass or hard borosilicate glass, however, are not suitable. The sleeve 34 runs from the bottom or saddle of the main pipe up into the cavity 35 in the base insulator 36. The smallest distance between opposing conductors is usually where the supply line l6 penetrates the plane of the opening 37 in the retaining ring 19, and the sleeve 3.4 effectively isolates the lead from the ring at this point. Although this is not required, it is desirable to provide a refractory insulating sleeve 38 around the lead 15 which is welded to the retaining ring 19. ■

Im Falle eines Spannungsdurchbruchs im Innern des· Sockels kann die Bogenentladung zwischen den Zuleitungen 15 und l6 in der Nähe der Punkte auftreten, wo diese aus der Ölasquetschstelle I¹J austreten. In Figur 2 ist das Halsende und der Sockel einer Lampe abgebildet, wobei die Hitze der Bogenentladung die Quetschdichtung 14' am Stamm aufgeschmolzen hat. Die Bogenentladung hat dabei ein Schmelzen und Verklumpen der Enden der DrähteIn the event of a voltage breakdown inside the base, the arc discharge can occur between the supply lines 15 and 16 in the vicinity of the points where they emerge from the oil pinch point I ¹ J. FIG. 2 shows the end of the neck and the base of a lamp, the heat of the arc discharge having melted the pinch seal 14 'on the trunk. The arc discharge has melting and clumping of the ends of the wires

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bewirkt, wie dies bei 15', 16' gezeigt ist, und dabei haben sich gleichzeitig die Drähte in die Hülsen 3¹*, 38 zurückgezogen. Hierdurch wird die Bogenentladung gelängt und zusammengeschnürt und dies bewirkt, daß sie schließlich gelöscht wird.causes, as shown at 15 ', 16', and at the same time the wires have withdrawn into the sleeves 3 ¹ *, 38. This elongates and constricts the arc discharge and causes it to eventually be extinguished.

Die maximal zulässige Spannung für den Zündimpuls für eine Hochleistungs-Natriumlampe der Bezeichnung LUlOOOW für 1000 Watt beträgt beispielsweise 5000 Volt. Ein geeigneter Sicherheitsspielraum beträgt 2000 Volt und erfordert, daß die Lampe in der Lage ist, Zündimpulsenvon 7000 Volt zu widerstehen. Dies bedeutet, daß im gesamten Sockel ein Abstand in Luft von 9 mm beibehalten werden muß. In dem dargestellten Sockel ist der Abstand zwischen der Zuleitung l6 und der Kante der öffnung 37 durch den Haltering 19 im Bereich/2 - 5 mm. Daher dient die Hülse 34 um die Zuleitung l6 zur Beseitigung dieser einen Stelle eines möglichen Spannungsdurchbruches.The maximum allowable voltage for the ignition pulse for a high-performance sodium lamp the designation LUlOOOW for 1000 watts is, for example, 5000 volts. A suitable margin of safety is 2000 volts and requires that the lamp be able to withstand ignition pulses of 7000 volts. This means, that a gap in air of 9 mm must be maintained throughout the base. In the socket shown, the distance is between the supply line l6 and the edge of the opening 37 through the retaining ring 19 in the range / 2 - 5 mm. Therefore, the sleeve 34 is used around the lead l6 to eliminate this one point of a possible voltage breakdown.

Der Abstand über dem Sockelisolator 36 ist in einem konventionellen Sockel des Typs "Mogul" etwa 1 cm. Solche aus Glas hergestellte Isolatoren können jedoch gelegentlich Risse aufweisen und hierdurch wird die Durchbruchsspannung des Sockels um mehrere tausend Volt verringert. Weiterhin kann bei einer Hartlötung des Anschlusses an die öse oder den Endkontakt des Sockels das verwendete Flußmittel in erheblicher Weise die Durchbruchsspannung über dem Isolator vermindern. Es wurde gefunden, daß ein sauberer Sockel mit einem Isolator ohne Risse einen Durchbruch bei etwa 7000 Volt besitzt (Effektivspannung bei 60 Hz), während andererseits ein mit Rissen versehener hartgelöteter Sockel eine Durchbruchssparrung bis herunter zu 2500 Volt besitzen kann.The distance above the base insulator 36 is conventional "Mughal" type base about 1 cm. However, such insulators made of glass may occasionally have cracks and this reduces the breakdown voltage of the socket by several thousand volts. Furthermore, when brazing the Connection to the eyelet or the end contact of the base that is used Flux significantly reduces the breakdown voltage across the insulator. It was found that a cleaner Socket with an insulator without cracks has a breakdown at about 7000 volts (effective voltage at 60 Hz), while on the other hand, a cracked brazed socket can have a breakdown recess down to 2500 volts.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher der Sockelisolator 36, welcher den Endkontakt 18 trägt, ein glasiertes rißfreies Keramikteil und die Zuleitung 16 wird an dem Endkontakt verbunden durch einen spritzerfreien Schweißvorgang, geeigneterweise durch "TIG-Schweißen". Der keramische Isolatorteil kann auch nochIn a preferred embodiment, the base insulator is therefore 36, which carries the end contact 18, a glazed crack-free Ceramic part and lead 16 is connected at the end contact by a spatter-free welding process, suitably by "TIG welding". The ceramic insulator part can also

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als eine '!Feuerwand¹¹ dienen, um jegliche Bogenentladung einzuschließen, welche im Innern des Sockels auftreten kann, und den Schaden auf das Innere des Sockels zu beschränken. Infolge des hohen Widerstandes und der dielektrischen Festigkeit des Isolators sogar hei hohen.Temperatur"en wird die Bogenentladung so lange Im Innern des Sockels zurückgehalten, bis das Zurückschmelzen der Zuleitungen in die feuerfesten Hülsen hinein die Bogenentladung so stark gelängt und eingeschnürt hat, daß sie verlischt.' - ·serve as a fire wall ^{11 to} contain any arc discharge that may occur inside the pedestal and limit the damage to the interior of the pedestal. As a result of the high resistance and the dielectric strength of the insulator, even at high temperatures, the arc discharge is held back inside the base until the melting of the leads into the refractory sleeves has lengthened and constricted the arc discharge so much that it goes out . ' - ·

In einigen Lampen kann das Vorhandensein isolierendem..Hülsen um die Zuleitungsdrähte im Innern des Stamms die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs der Hülse oder des Entlüftungsrohrs erhöhen. Ein solcher Bruch kann sich aus einer ungeschickten Handhabung während der Herstellung ergeben", beispielsweise durch ein Drehen des Sockels relativ zum Lampenkolben. Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der.Erfindung, welche diese Gefahr vermindert. Die lange Hülse 3'^ wird durch eine kürzere Hülse 34a ersetzt, welche gerade noch in den Hohlraum des Stamms hineinragt. Eine Knickstelle "39 ist in t^r Zuleitung l6. ausgebildet und verhindert, daß die Hülse nach unten in den Hohlraum hineinfällt. Die Hülse 34a erhöht wirksam die Durchbruchsspannung zwischen deiri Sockel, denn sie isoliert wirksam die Zuleitung zur Öse vom Halte· ring 19 an dem Punkt der größten Annäherung, an. dem sie die Ebene der Apertur oder Öffnung 37 durchsetzt. Elektrische Betriebsprüfungen haben gezeigt, daß eine Hülse In den Hohlraum des Stamms hineinragen sollte, da sonst ein einmal in dem Hohlraum des Stamms gezündeter Bogen lange genug Gestehen und genügend Wärme erzeugen kann, um die Lampenfassung zu beschädigen. Die nicht gekürzte Hülse 38 wirkt in dieser Hinsicht und ist für diese Ausführungsform erforderlich. Bei diesem Aufbau bewirkt eine geringfügige Verdrehung des Sockels relativ zum Kolben lediglich ein Verbiegen der längeren Zuleitung 16 und richtet keinen Schaden an. .In some lamps the presence of insulating .. sleeves around the lead wires inside the trunk the probability breakage of the sleeve or vent tube. Such a break can result from clumsy handling during manufacture ", for example by rotating the base relative to the lamp bulb. FIG. 3 shows a Embodiment of the invention which reduces this risk. The long sleeve 3 '^ is replaced by a shorter sleeve 34a, which just protrudes into the cavity of the trunk. One Kink "39 is formed in t ^ r supply line 16 and prevents that the sleeve falls down into the cavity. the Sleeve 34a effectively increases the breakdown voltage between deiri Base, because it effectively isolates the supply line to the eyelet from the holder ring 19 at the point of closest approach. which they the plane the aperture or opening 37 penetrates. Electrical audits have shown that a sleeve should protrude into the cavity of the trunk, otherwise one should protrude into the cavity can confess the stem of the ignited arc long enough and generate enough heat to damage the lamp socket. the non-shortened sleeve 38 acts in this regard and is for this embodiment is required. With this structure causes only a slight twisting of the base relative to the piston bending of the longer lead 16 and does no damage. .

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Claims

High-power arc discharge lamp with outer bulb, which comprises: the outer bulb made of vitreous material, a neck part and a pair of feed lines introduced in a sealed manner at the end of the neck by a pinch seal, as well as an inner one. Arc discharge tube which contains a discharge medium and in which electrodes are inserted sealed at the ends, this discharge tube requiring an ignition voltage which is high enough to ignite a discharge between spaced conductors in air, with means for holding the arc discharge tube inside the outer bulb and Conductors are provided for connecting the electrodes to the supply lines and a base is attached to the neck end of the outer bulb which comprises a metal sleeve, an end insulator and an end contact fastened centrally thereon, characterized in that one of the supply lines (15, 16) extends through the Sleeve (17) extends therethrough and is connected to the end contact (18) and the other supply line (15) is connected to the sleeve (17), one supply line (16) through a sleeve to ensure a minimum breakdown voltage to the sleeve (17) (34, 3 ² Ia) is made of refractory insulating material, which at high Te temperature retains its shape and becomes non-conductive.

2. High-performance lamp according to claim 1, dadur.ch characterized in that another sleeve (38) made of refractory insulating material is provided, through which the other supply line (15) is passed.

3. High-power lamp according to claim 1, characterized that the sleeve (34, 38) from a quartz-like material.

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4. High-arc discharge lamp having an outer bulb which comprises: the evacuated outer envelope of vitreous material, a neck portion which is _v closed by a invaginated strain which terminates in einar pinch seal in which a pair of lead wires sealed Seite.an side are inserted and extending through the stem, an inner arc tube containing a metal vapor and with electrodes inserted sealed at the ends, this tube requiring an ignition voltage high enough to ignite a discharge between spaced conductors in Imft, wherein. Means for holding the arc discharge tube inside the outer, bulb and conductor for connecting the electrodes to the supply lines are provided and at the neck end of the outer bulb a base is attached which comprises a metal sleeve, an end insulator and an end contact attached centrally thereon, d ad ure h marked et *. that one of the supply lines (15, l6) extends through the sleeve (17) and is connected to the end contact (18) and the other supply line (15) is connected to the sleeve (17), the one supply line (l6) to ensure a minimum breakdown voltage to the sleeve (17) is guided through a sleeve (34, 34a) made of refractory insulating material, which retains its shape at high temperatures and does not become conductive.

5 ". Lamp according to claim 4, since it is d urchgeke η η ζ eich η et that the sleeve (3 ² O extends from the end insulator (36) of the base through the stem (13) essentially to the pinch seal (1-4 ) extends.

6. High-power lamp according to claim 4, characterized in that the sleeve (3 ¹ O from the end insulator (36) of the base through the stem (13) extends substantially to the pinch seal "Cl4" and the lamp

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another sleeve (38) made of refractory insulation material ■ contains, 'through which the other supply line (15)' is passed.

7. High-power lamp according to claim 4, characterized
characterized in that the sleeve (3 ¹ Ia) itself
from the end insulator (36) of the base only into the opening of the
Trunk (13) extends into it and the lamp has means (39) for fixing the sleeve in this position and another sleeve made of refractory insulation material is present, through which the other supply line is passed and which extends into the trunk.

8 · High-power lamp according to claim 7, d a d u r c h

characterized in that the sleeve is in place by a kink (39) in the one passed through it ZuIeitdraht is held.

9. High-power lamp according to claim 1 or 4, characterized characterized in that it includes an end insulator made of a ceramic material, that is suitable as a wall of fire. .

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