DE3908553C1 - Gas-discharge lamp - Google Patents

Gas-discharge lamp

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DE3908553C1 DE19893908553 DE3908553A DE3908553C1 DE 3908553 C1 DE3908553 C1 DE 3908553C1 DE 19893908553 DE19893908553 DE 19893908553 DE 3908553 A DE3908553 A DE 3908553A DE 3908553 C1 DE3908553 C1 DE 3908553C1
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Abstract

A gas discharge lamp, filled with deuterium gas or hydrogen gas and having a cylindrical lamp bulb of fused silica, contains a housing arranged therein which has an anode and a cathode; the housing is provided between the two electrodes with a screen (diaphragm) made from a material having a high melting point, for constricting an arc discharge generated between the electrodes, the cathode not being hit by a surface normal which emanates from the screen and corresponds to the axis of the direction of light emission. A locating plate (terminating plate), provided with a window, is arranged in the vicinity of the cathode, which plate has on the side facing the anode an opening which emanates from the window side and corresponds to the longitudinal section of a funnel

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe mit einer Füllung aus Deuterium oder Wasserstoff in einem Lampenkolben aus Quarzglas oder hochsilikatischem Glas mit einem darin angeordneten Gehäuse, welches eine Anode und eine Kathode enthält, wobei sich zwischen beiden Elektroden eine Blende aus hochschmelzendem Werkstoff zur Einschnürung der zwischen den Elektroden erzeugten Bogenentladung befindet, die Kathode so ange­ ordnet ist, daß sie von einer von der Blende ausgehenden Flächennormalen nicht getroffen wird und in Nachbarschaft der Kathode ein mit einem Fenster ver­ sehenes Abfangblech angeordnet ist.The invention relates to a gas discharge lamp with a filling Deuterium or hydrogen in a lamp bulb made of quartz glass or highly silicate glass with a housing arranged in it, which is a Contains anode and a cathode, being between the two electrodes a panel made of high-melting material to constrict the between the Electrode-generated arc discharge is located, the cathode is ordered that it does not originate from a surface normal starting from the aperture is hit and in the vicinity of the cathode with a window ver see catch plate is arranged.

Eine mit Deuteriumgas oder Wasserstoffgas gefüllte Gasentladungslampe mit einem Lampenkolben aus Quarzglas sowie einem darin befindlichen Gehäuse ist aus der DE-OS 14 89 350 bekannt. Das Gehäuse enthält eine Anode, eine Kathode und ein Strahlenaustrittsfenster; die Kathode ist mit Aktivierungsmaterialien versehen.A gas discharge lamp filled with deuterium gas or hydrogen gas a lamp bulb made of quartz glass and a housing located therein known from DE-OS 14 89 350. The housing contains an anode, a cathode and a radiation exit window; the cathode is with activation materials Mistake.

Zur Zündung der Gasentladung werden üblicherweise drei alternative Verfahren eingesetzt:Three alternative methods are usually used to ignite the gas discharge used:

  • a) Zündung durch Anlegen einer Hochspannung von beispielsweise 350 V zwischen Anode und Kathode. a) Ignition by applying a high voltage of, for example, 350 V between Anode and cathode.  
  • b) Zündung durch Anlegen einer Hochspannung im Bereich von ca. 250 V zwischen Anode und Kathode, wobei Anode und Lampengehäuse mittels eines hochohmigen Widerstandes miteinander verbunden sind. Solange kein Strom fließt, liegen Anode und Gehäuse auf gleichem Potential, so daß die Bogenlänge beim Zündvorgang verkürzt und die Zündspannung somit reduziert wird.b) Ignition by applying a high voltage in the range of approx. 250 V between Anode and cathode, with anode and lamp housing using a high-resistance Resistance are connected. As long as no current flows, lie Anode and housing at the same potential, so that the arc length at Ignition process is shortened and the ignition voltage is thus reduced.
  • c) Die Zündung der Lampe wird durch einen Trigger-Impuls an das im Betrieb elektrisch isolierte Lampengehäuse initialisiert, wobei ein elektrischer Überschlag zwischen Kathode und Gehäuse erzielt wird und Ladungsträger erzeugt werden, die dann einen Bogen zwischen Anode und Kathode zünden; hierdurch reduziert sich die notwendige Zündspannung auf einen Wert von ca. 100 V.c) The ignition of the lamp is triggered by a trigger on the in operation initialized electrically insulated lamp housing, being an electrical Flashover between the cathode and the housing is achieved and charge carriers are generated, which then ignite an arc between the anode and cathode; this reduces the necessary ignition voltage to a value of approx. 100 V.

In allen drei Fällen wird die Zündung üblicherweise durch Zuschalten einer Kondensatorspannung zur Leerlaufspannung der Gleichspannungsversorgung realisiert; aufgrund der negativen Strom-Spannungs-Charakteristik der Wasser­ stoff- bzw. Deuteriumlampe muß zur Übernahme des Bogens die Spannung, die die Spannungsversorgung bereitstellt, höher liegen als im stationären Betriebs­ zustand. Üblicherweise werden zur Spannungsversorgung Vorschaltgeräte mit Leerlaufspannungen von ca. 140 V eingesetzt.In all three cases the ignition is usually switched on by one Capacitor voltage to the open circuit voltage of the DC voltage supply realized; due to the negative current-voltage characteristics of the water Substance or deuterium lamp must take over the arc the tension that the Power supply is higher than in stationary operation Status. Ballasts are usually used for power supply Open circuit voltages of approx. 140 V are used.

Als problematisch erweist sich der Einsatz von Vorschaltgeräten mit Leerlauf­ spannungen von ca. 100 V, wie sie in zunehmendem Maße in der Praxis Verwendung finden. Eine Aufrechterhaltung der Entladung über den Zündimpuls hinaus ist mit üblichen Wasserstoff- bzw. Deuteriumlampen nicht gewährleistet.The use of ballasts with no load turns out to be problematic voltages of approx. 100 V, as they are increasingly used in practice Find. Maintaining the discharge beyond the ignition pulse is essential not guaranteed with conventional hydrogen or deuterium lamps.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, bei Vorschaltgeräten mit Leerlauf­ spannungen im Bereich von weniger als 140 V eine sichere Übernahme der durch Trigger-Impuls erfolgten Zündung in die Bogenentladung zu gewährleisten.The invention has as its object in ballasts with no load voltages in the range of less than 140 V a safe takeover of the Trigger pulse to ensure ignition in the arc discharge.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. The object is achieved by the characterizing features of the spell 1 solved.  

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements of the invention can be found in the subclaims remove.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die vom Kathodenfenster ausgehende Öffnung die Form eines gleichschenkligen Trapezes auf.In a preferred embodiment, the emanating from the cathode window Open the shape of an isosceles trapezoid.

Als vorteilhaft erweist es sich, daß nach der Erfindung keine grundlegende konstruktive Änderung der Lampe erforderlich ist, sondern nur eine gering­ fügige Modifikation beim Herstellen beziehungsweise Ausstanzen des Kathoden­ fensters zu erfolgen hat. Weiterhin ist es als vorteilhaft anzusehen, daß nunmehr auch preiswerte Vorschaltgeräte mit niedrigerer Leerlaufspannung eingesetzt werden können; darüber hinaus ist der Einsatz der Lampe in komplexen Anlagen unproblematisch, da keine separate Hochspannungserzeugung für die Zündung und Bogenentladung mehr erforderlich ist.It proves to be advantageous that according to the invention no fundamental constructive change of the lamp is required, but only a minor Compliant modification when manufacturing or punching out the cathode window has to take place. Furthermore, it is considered advantageous that now also inexpensive ballasts with lower open circuit voltage can be used; in addition, the use of the lamp is in complex systems without problems, since no separate high-voltage generation more is required for ignition and arc discharge.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. 1a, 1b, 1c und Fig. 2 näher erläutert.The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1a, 1b, 1c and FIG. 2.

Fig. 1a zeigt eine erfindungsgemäße Gasentladungslampe in einem Längsschnitt entlang der Lichtaustrittsachse, Fig. 1a shows a gas discharge lamp according to the invention in a longitudinal section along the light exit axis,

Fig. 1b zeigt einen Querschnitt entlang der Lichtaustrittsachse, FIG. 1b shows a cross section along the light exit axis,

Fig. 1c zeigt einen Längsschnitt quer zur Lichtaustrittsachse und in Fig. 1c shows a longitudinal section transverse to the light emission axis, and in

Fig. 2 ist der für die Funktion der Lampe wesentliche Gehäuseteil auszugsweise dargestellt. Fig. 2 shows the essential part of the housing for the function of the lamp is shown.

Gemäß Fig. 1a weist das in einem aus Quarzglas bestehenden Lampenkolben 1 untergebrachte Gehäuse 2 eine plattenförmige Anode 3 sowie eine heizbare Kathode 4 auf; unmittelbar vor der Anode 3 befindet sich in Richtung der Achse 5 der Lichtaustrittsrichtung eine Blende 6 aus hochschmelzendem Material, wie zum Beispiel Molybdän, welche zur Intensitätssteigerung eine Einschnürung des Entladungsbogens zwischen Anode und Kathode vornimmt. Unmittelbar vor der Kathode befindet sich ein Abschirmblech 7, welches mit einem Kathodenfenster 8 versehen ist, an das sich eine Öffnung 9 anschließt, deren Fläche sich in Richtung Anode 3 erweitert. Im vorliegenden Beispiel ist das Kathodenfenster 8 als Rechteck ausgebildet, während die Öffnung 9 die Form eines gleich­ schenkligen Trapezes aufweist, dessen kleine Grundlinie sich unmittelbar an das Kathodenfenster anschließt. Im Bereich des Kathodenfensters 8 ist die als Heizwendel ausgebildete Kathode 4 erkennbar. Die Kathode ist seitlich der von der Blende 6 ausgehenden Flächennormalen angeordnet, wobei die Flächennormale der Achse 5 der Lichtaustrittsrichtung entspricht.According to FIG. 1a, the housing 2 accommodated in a lamp bulb 1 made of quartz glass has a plate-shaped anode 3 and a heatable cathode 4 ; Immediately in front of the anode 3 , in the direction of the axis 5 of the light exit direction, there is a diaphragm 6 made of refractory material, such as molybdenum, which constricts the discharge arc between the anode and cathode to increase the intensity. Immediately in front of the cathode is a shielding plate 7 , which is provided with a cathode window 8 , to which an opening 9 connects, the surface of which widens in the direction of the anode 3 . In the present example, the cathode window 8 is designed as a rectangle, while the opening 9 has the shape of an isosceles trapezoid, the small base line of which directly adjoins the cathode window. The cathode 4 , which is designed as a heating coil, can be seen in the region of the cathode window 8 . The cathode is arranged on the side of the surface normal originating from the diaphragm 6 , the surface normal of the axis 5 corresponding to the light exit direction.

Fig. 1b stellt einen Querschnitt durch die Lampe entlang der die Lichtaustrittsachse bildenden Achse 5 dar, wobei zwecks besserer Übersicht nur die in der Querschnittsebene befindlichen Teile dargestellt werden. Die Achse 5 schneidet die plattenförmige Anode 3 im rechten Winkel, während die Kathode 4 seitlich der Lichtaustritts­ achse angeordnet ist. Wie aus der Querschnittsdarstellung ersichtlich bilden Kathoden­ fenster 8 und die sich erweiternde Öffnung 9 eine zusammenhängende Aussparung im Abschirmblech 7. Das Abschirmblech 7 hat die Aufgabe, das von der Kathode ausgehende Emitter-Material zurückzuhalten, um ein Beschlagen der Innenseite des Lampenkolbens 1 zu verhindern. FIG. 1b shows a cross section through the lamp taken along the light exit axis forming the axis 5, in which for better clarity, only the parts located in the cross-sectional plane are shown. The axis 5 cuts the plate-shaped anode 3 at a right angle, while the cathode 4 is arranged to the side of the light exit axis. As can be seen from the cross-sectional view, cathode windows 8 and the widening opening 9 form a coherent recess in the shielding plate 7 . The shielding plate 7 has the task of retaining the emitter material emanating from the cathode in order to prevent fogging of the inside of the lamp bulb 1 .

Gemäß Fig. 1c ist der die Lichtaustrittsöffnung enthaltende vordere Teil des Gehäuses 2 zwecks besserer Übersicht nicht dargestellt. Seitlich der Blende 6 ist die Glühwendel der Kathode 4 erkennbar, während die Stromzuleitung der Kathode über einen mit Stromzuleitung 10 im Sockel 11 verbundenen Kontakt­ bolzen 12 erfolgt, wobei die andere Seite über einen Bügel 13 mit einer eben­ falls in den Sockel führenden Leitung 14 verbunden ist, so daß sich ein ge­ schlossener Heizkreis für die Kathode bildet. Die nach außen führenden Kontakte für die Leitungen 10, 14 sowie die zur Anode und zum Gehäuse 2 führenden Anschlußkontakte sind mit den Bezugsziffern 15, 16 bezeichnet.According to FIG. 1c, the front part of the housing 2 containing the light exit opening is not shown for a better overview. To the side of the panel 6 , the filament of the cathode 4 can be seen , while the power supply to the cathode is via a pin 12 connected to the power supply 10 in the base 11 , the other side being connected via a bracket 13 to a line 14 which also leads to the base is, so that a closed heating circuit forms for the cathode. The contacts leading to the outside for the lines 10 , 14 and the connecting contacts leading to the anode and the housing 2 are designated by the reference numerals 15 , 16 .

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise in einer perspektivischen Darstellung den Weg der Entladungsstrecke. Zwischen der wendelförmigen Kathode 4 und der Blende 6 ist das Abschirmblech 7 mit dem rechteckigen Kathodenfenster 8 angeordnet, durch das ein Teil der Wendel der Kathode 4 erkennbar ist. An das Kathoden­ fenster 8 schließt sich unmittelbar eine Öffnung 9 im Abschirmblech 7 an, deren Fläche sich in Richtung Anode 3 erweitert. In der Praxis weist das Kathodenfenster 8 eine Höhe von ca. 3 mm auf, während seine Breite ca. 2 mm beträgt. Die unmittelbar an die Zwischenwand des Gehäuses 2 grenzende große Grundlinie des die Öffnung 9 bildenden Trapezes weist eine Länge von ca. 9 mm auf; das Verhältnis zwischen der vom Kathodenfenster 8 vorgegebenen kleinen Grundlinie und der großen Grundlinie des von der Öffnung gebildeten Trapezes liegt somit im Bereich von 2 : 3. Es ist jedoch auch möglich das Verhältnis im Bereich von 1 : 2,5 bis 1 : 3,5 zu gestalten, wobei die Höhe des Austritts­ fensters im Bereich zwischen 2,5 und 3,5 mm liegen kann. Fig. 2 shows a detail of the path of the discharge path in a perspective view. The shielding plate 7 with the rectangular cathode window 8 is arranged between the helical cathode 4 and the diaphragm 6 , through which part of the helix of the cathode 4 can be seen. At the cathode window 8 immediately adjoins an opening 9 in the shielding plate 7 , the area of which widens in the direction of the anode 3 . In practice, the cathode window 8 has a height of approximately 3 mm, while its width is approximately 2 mm. The large base line of the trapezoid forming the opening 9, which borders directly on the intermediate wall of the housing 2 , has a length of approximately 9 mm; the ratio between the small base line given by the cathode window 8 and the large base line of the trapezoid formed by the opening is thus in the range of 2: 3. However, the ratio in the range of 1: 2.5 to 1: 3.5 is also possible to design, the height of the exit window can be in the range between 2.5 and 3.5 mm.

Claims (6)

1. Gasentladungslampe mit einer Füllung aus Deuterium oder Wasserstoff in einem Lampenkolben aus Quarzglas oder hochsilikatischem Glas mit einem darin angeordneten Gehäuse, welches eine Anode und eine Kathode enthält, wobei sich zwischen beiden Elektroden eine Blende aus hoch­ schmelzendem Werkstoff zur Einschnürung der zwischen den Elektroden erzeugten Bogenentladung befindet, die Kathode so angeordnet ist, daß sie von einer von der Blende ausgehenden Flächennormalen nicht ge­ troffen wird und in Nachbarschaft der Kathode ein mit einem Fenster ver­ sehenes Abfangblech angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ fangblech (7) auf der der Anode (3) zugekehrten Seite eine von der einen Fensterseite ausgehende Öffnung (9) aufweist, die dem Längsschnitt eines Trichters entspricht.1. Gas discharge lamp with a filling of deuterium or hydrogen in a lamp bulb made of quartz glass or highly silicate glass with a housing arranged therein, which contains an anode and a cathode, with an aperture made of high-melting material between the two electrodes for constricting the between the electrodes Arc discharge is located, the cathode is arranged so that it is not hit ge from a surface outgoing from the aperture normal and in the vicinity of the cathode ver with a window is arranged catch plate, characterized in that the catch plate ( 7 ) on the Anode ( 3 ) facing side has an opening ( 9 ) extending from one window side, which corresponds to the longitudinal section of a funnel. 2. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (9) die Form eines Trapezes aufweist, dessen kleinere Grundlinie eine Kante des Abschirmfensters (8) bildet. 2. Gas discharge lamp according to claim 1, characterized in that the opening ( 9 ) has the shape of a trapezoid, the smaller base line of which forms an edge of the shielding window ( 8 ). 3. Gasentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ hältnis beider Grundlinien des die Öffnung (9) bildenden Trapezes im Bereich von 4 : 1 bis 2 : 1 liegt.3. A gas discharge lamp as claimed in claim 2, characterized in that the ratio of the two base lines of the trapezoid forming the opening ( 9 ) is in the range from 4: 1 to 2: 1. 4. Gasentladungslampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (9) zusätzlich eine rechteckige Aussparung aufweist, die sich an die große Grundlinie des Trapezes anschließt.4. Gas discharge lamp according to claim 2 or 3, characterized in that the opening ( 9 ) additionally has a rectangular recess which adjoins the large base line of the trapezoid. 5. Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das die Öffnung (9) bildende Trapez gleichschenklig aus­ gebildet ist.5. Gas discharge lamp according to one of claims 2 to 4, characterized in that the trapezoid forming the opening ( 9 ) is formed isosceles. 8. Gasentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Öffnung (9) bildende Trapez auf wenigstens einer Seite krummlinig begrenzt ist.8. Gas discharge lamp according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the trapezoid forming the opening ( 9 ) is curvilinearly delimited on at least one side.
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