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"Xenonlampe"
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Die Erfindung betrifft eine Xenonlampe.
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Bei herkömmlichen Xenonlampen tritt grundsätzlich das Problem auf,
daß der Lampenkolben durch verdampfte Metallteilchen oder andere Substanzen geschwärzt
wird, so daß die Lichtausbeute verringert wird.
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In der US-Patentschrift 3 991 336 wird eine Einrichtung zur Verhütung
der Schwärzung beschrieben, bei welcher ein Magnetring außerhalb der Röhre in der
Nähe der Elektrode der Xenonlampe angeordnet ist. Diese Methode ist grundsatzlich
cazu geeignet, die Schwärzung eines für die Lichtausbeute wesentlichen Teils des
Kolbens zu verhindern, es tritt dabei jedoch der Nachteil auf, daß die Kolbenwand
in der Nähe des Magneten geschwärzt wird, und zwar außerordentlich stark, und zumindest
eine Weißtrübung und eine Entglasung auftreten, so daß dadurch Risse oder Sprünge
und Brüche auftreten können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Xenonlampe der eingangs
näher erläuterten Art zu schaffen, bei welcher auch über außerordentlich lange Betriebszeiten
die Lichtausbeute in besonders hohem Maß konstant bleibt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren
niedergelegten Merkmale.
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Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß der
Metalldampf und andere flüchtige Substanzen auf einem speziellen Adsorber angelagert
werden, der aus Magnetstücken besteht, so daß nur der Magnet geschwärzt wird und
auf diese Weise eine Beschädigung des Lampenkolbens verhindert wird.
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Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird somit durch einen zwischen
einer Elektrode einer Xenonlampe und dem abgedichteten Abschnitt der Elektrode eingefügten
Magneten eine Schwärzung, eine Entglasung und eine Weißtrübung des Röhrenkolbens
in dem für die Lichtemission benötigten Teil der Lampe verhindert, und zwar aufgrund
der Wirkung des Magnetfeldes des Magneten, so daß über eine außerordentlich lange
Betriebszeit eine konstante Lichtausbeute gewährleistet ist, ohne daß die Lichtmenge
beeinträchtigt würde.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigen: Fig. 1 den Aufbau der herkömmlichen Xenonlampe, Fig.
2 eine herkömmliche Entladungslampe, welche mit Hülsenringen ausgestattet ist, Fig.
3 eine herkömmliche Entladungslampe, welche mit elektromagnetischen Spulen ausgestattet
ist, Fig. 4 den aufbau einer Xenonlampe, welche gemäß der Erfindung mit Magneten
ausgestattet ist, Fig. 5 eine teilweise weggebrochene Darstellung der Röhre, welche
den Elektrodenteil von außen veranschaulicht, Fig. 6 einen Schnitt durch den Elektrodenteil,
Fig. 7 eine Darstellung,welche die Form des Adsorbers veranschaulicht, und Fig.
8 eine weitere Darstellung, welche die Form des Magneten darstellt.
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Gemäß Fig. 1 sind herkömmliche Xenonlampen im allgemeinen derart aufgebaut,
daß Elektroden wie mit Thorium versehene Wolframelektroden 1 und 1' in die Enden
einer Quarzglasröhre eingeschmolzen sind, deren Innenraum mit Xenongas gefüllt ist.
Bei einer solchen Anordnung sind die Elektroden an eine entsprechende elektrische
Schaltung angeschlossen, so daß bei einer elektrischen Entladung Licht ausgesandt
wird. Während der Entladung werden die Elektroden aufgeheizt, und die Temperatur
an ihren spitzen Enden wird verhältnismäßig hoch, was zu dem Ergebnis führt, daß
das Metall der Elektroden in einer kleinen Menge verdampft, sich dann wieder niederschlägt
und an der Innenwand der Röhre 2 haftet, wodurch die Röhre abgedunkelt wird. Durch
die Abdunklung der Röhre wird Licht absorbiert, und die Menge des ausgesandten Lichtes
nimmt ab.
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Beispielsweise hat sich gezeigt, daß nach einer Betriebsdauer von
etwa 100 Stunden die Lichtausbeute um etwa 10 bis 30 % abnimmt. Folglich können
bei einer Xenonlampe mit einer solchen Konstruktion keine exakten Ergebnisse erzielt
werden, wenn eine solche Lampe als Lichtquelle in einer wetterfesten Prüfeinrichtung
verwendet wird, bei welcher eine stabile oder konstante Lichtausbeute verlangt wird.
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Es gibt eine Entladungslampe, die zwar keine Xenonlampe ist, welche
jedoch einen elektrostatischen Effekt ausnutzt, um eine Abdunklung zu vermeiden.
Bei einer solchen Lampe sind gemäß Fig. 2 Metallhülsenringe 5 und 5' über einen
Teil der Elektroden 4 und 4' einer U-förmigen Entladungslampe 3 angeordnet,
und
beide Ringe sind über ein Metallstück 6 miteinander verbunden. Wenn diese Methode
bei einer Xenonlampe angewandt wird, werden jedoch die in der Nähe der Hülsenringe
befindlichen Teile der Röhre bzw. des Kolbens schwarz und werden weiterhin durch
eine Entglasung und eine Weißtrübung beeinträchtigt, was zu dem Ergebnis führt,
daß das Glas in solchen Bereichen seine Eigenschaften ändert und seine Festigkeit
vermindert, so daß Risse oder Sprünge und Brüche auftreten können. Außerdem ist
eine solche Methode nur bei derartigen Lampen anwendbar, die U-förmig ausgebildet
sind. Im Falle von linear ausgebildeten Entladungslampen wird durch den Draht oder
das Metallstück, mit welchem beide Hülsenringe miteinander verbunden sind, der Lichtemissionsteil
unterbrochen, und dies ist im Hinblick auf die Lichtausbeute ungünstig.
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In der Fig. 3 ist ein bekanntes Beispiel dargestellt, in welchem eine
andere Entladungslampe als eine Xenonlampe mit elektromagnetischen Spulen 7 und
7' im Bereich der Elektroden dargestellt, und zwar nicht zu dem Zweck, die Schwärzung
zu verhindern, sondern vielmehr dazu, die Ausgangsstrom-Spannungs-Kennlinie zu beeinflussen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung einer derartigen Methode bei einer
Xenonlampe eine Weißtrübung und eine Entglasung des entsprechenden Kolbenabschnittes
herbeiführen würde. Außerdem wird im Unterschied zu diesem bekannten Beispiel gemäß
der Erfindung angestrebt, eine konstante Lichtausbeute zu erreichen, anstatt die
Lichtmenge durch den elektrischen Strom einer elektromagnetischen Spule
zu
verändern. Ein solches elektromagnetisches Spulensystem läßt sich bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung nicht verwenden.
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Gemäß der Erfindung wird angestrebt, die obigen Nachteile bei bekannten
Entladungslampen zu überwinden.
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Gemäß der Erfindung wird die Kolbenwand nicht geschwärzt, d.h.
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der Metalldampf oder andere flüchtige Substanzen werden auf einem
Adsorber adsorbiert, der aus Magnetstücken besteht, so daß nur der Magnet geschwärzt
wird und auf diese Weise damit keine nachteiligen Wirkungen auftreten.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert.
In der Fig. 4 sind mit den Bezugszeichen 8 und 8 Magneten bezeichnet, mit 9 und
9' sind Elektroden bezeichnet, 10 ist ein Röhrenabschnitt oder Kolbenabschnitt,
11 und 11' sind Elektrodendichtungsabschnitte, 12 und 12' sind Basisstücke, welche
über Leitungen 13 und 13' mit einer elektrischen Schaltung verbunden sind, 14 und
14' sind ringförmige Ansätze und 9, 9', 10, 11, 11', 12, 12', 13 und 13' sind herkömmliche
Teile.
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Die Magnete 8 und 8' weisen die Form eines teilweise geschlitzten
Ringes auf, wie er in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, und sie haben N- und S-Pole.
Die Anbringung des Magneten ist in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Die Fig. 5
ist eine teilweise weggebrochene Darstellung der Röhre, welche den
Elektrodenteil
von außen erkennen läßt, und die Fig. 6 ist ein Teilschnitt durch den Elektrodenteil.
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In dem Dichtungsabschnitt 11 ist eine geradlinige oder bandartige
Elektrodenschiene 16 angeordnet, die von einem Ende der Röhre 10 herkommt. Der Dichtungsabschnitt
11 erstreckt sich bis zu einer Stelle 18, und zwar auf dem Weg, auf welchem ein
Abschnitt 17 mit einem größeren Durchmesser angeordnet ist.
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Mit dem Bezugszeichen 15 ist ein hitzebeständiger, elektrisch isolierendes
Stück bezeichnet (z. B. aus Keramik oder Quarzglas). Der Magnet wird von dem spitzen
Ende der Elektrodenschiene 16 her aufgesetzt, und zwar in der Weise, daß eine Seite
des Magneten das Stück 17 mit dem großen Durchmesser berührt, dann wird das Stück
15 eingesetzt und mit der anderen Seite des Magneten in Berührung gebracht, und
danach wird die Elektrode 9 an die Elektrodenschiene 16 angeschlossen.
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Nunmehr fließt bei der Entladung in der Lampe ein elektrischer Strom,
und die Temperatur der Elektroden steigt an, wobei eine Verdampfung von den Elektroden
stattfindet, wenn auch nur in geringer Menge. Das dabei verdampfte Metall, welches
aus den Elektroden verdampft und ionisiert wird, wird durch die magnetische Kraft
des Magnetfeldes des Magneten beeinflußt und kann sich somit nicht frei bewegen,
so daß es dazu gebracht wird, an dem Magneten zu haften. Dieses verdampfte Metall
schlägt sich daher nicht in dem Abschnitt nieder, welcher das Licht durchlassen
soll, und deshalb wird dieser Abschnitt
nicht geschwärzt. Außerdem
tritt bei dem Kolben der Röhre keine Entglasung und keine Weißtrübung auf. Gemäß
der Erfindung wird ermöglicht, über eine außerordentlich lange Betriebszeit eine
konstante Lichtausbeute zu erreichen. Bei experimentellen Untersuchungen hat sich
gezeigt, daß nach einer Betriebsdauer von 1500 Stunden die Abnahme in der Lichtausbeute
aufgrund einer Schwärzung und so weiter unterhalb von 10 % liegt, im Gegensatz zu
entsprechenden Ergebnissen bei herkömmlichen Röhren, bei welchen nach einer Betriebszeit
von 100 Stunden eine Verminderung der Lichtausbeute zwischen 10 und 30 % auftritt
und nach 1000 Stunden etwa 40 % verminderte Lichtausbeute zu beobachten sind.
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- Patentanspruch -