DE593323C - Metalldampfbogenlampe mit bei Zimmertemperatur fester Metallfuellung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
24. FEBRUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 593323 KLASSE 21 f GRUPPE 82 oi

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. September 1930 ab

Es ist vielfach versucht worden, Metalldampfbogenlampen nach Art der Quecksilberlampen zu bauen, in denen Metalle verwendet werden, die, wie beispielsweise Cadmium ucud S Zink und deren Legierungen, bei Zimmertemperatur fest sind. Neben anderen Schwierigkeiten war das Problem der Verhütung der Metallwanderung bei solchen Lampen besonders zu lösen. Es ist bekannt, daß bei Gleich-Stromquecksilberlampen 'eine Stabilität der Metallverteilung zwischen Kathode und Anode durch eine sogenannte Kathodenkapillare erreicht werden kann. Diese besteht aus einem Rohransatz zwischen Kathodenpolgefäß und Leuchtrohr. Der Innendurchmesser dieser Kapillare beträgt bei Gleichstromlampen für etwa 4 Ampere etwa 5 bis 6 mm. Bekannterweise stabilisiert dieser Ansatz die Metallmenge durch folgenden Effekt:

Bei steigendem Stand des Quecksilbers im Kathodenpolgefäß verlängert sich die Quecksilbersäule in der Kapillare. Hierdurch erhöht sich der Wärmeleitungswiderstand zwischen dem Kathodenansatzpunkt des Lichtbogens und den Kühlflächen im Kathodenpolgefäß. Daß diese Wirkung schon bei kurzen und weiten Kathodenkapillaren auftritt,, ist durch das außerordentlich geringe Wärmeleitungsvermögen des Quecksilbers zu erklären.

Es hat sich aber gezeigt, daß eine Verringerung des Durchmessers in der Kathodenkapillare weit unter das bei Quecksilberlampen übliche Maß auch bei solchen Metallen zu einer Stabilisierung führt, die bei Zimmertemperatur fest sind. Für Cadmium und Zinklegierungen mit einem hohen Prozentsatz von Cadmium gibt folgende Regel den maximalen Durchmesser der kreisförmigen Kathodenkapillare: Innendurchmesser in Millimetern höchstens gleich der Stromstärke in Ampere. Dies führt also beispielsweise bei Lampen mit 3,5 Ampere Stromstärke - zu einem Innenlumen von 3,5 mm.

Bekanntlich kann jede Stabilisierungsvorrichtung, auch die Kathodenkapillare, nur in einem gewissen Bereich wirksam sein. Es müssen außerdem die von der Anode und von der Kathode abgeleiteten Wärmemengen so bemessen sein, daß der Dampfdruck an beiden ungefähr gleich hoch wird. Diesen an sich engen Bereich zu treffen, ist nun bei Cadmium- und Zinklampen besonders schwierig. Man wird nämlich mit dem Durchmesser der Kathodenkapillare zweckmäßig nur ganz wenig unter dem durch die obengenannte Regel gegebenen Höchstwert bleiben, und man wird zweckmäßigerweiae die Länge der Kathodenkapillare so klein wie nur möglich nehmen. Eine lange, enge Kathodenkapillare erschwert nämlich einerseits die Zündung in hohem Maße, anderseits ist sie auch durch die in ihr auftretende sehr hohe Temperatur in

*) Von dem Palentsucher ist als der Erfindet angegeben worden:

Dr. Denes Gabor in Berlin.

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weit stärkerem Maß als der übliche Teil der Lampe einer Abnutzung unterworfen.

Es zeigte sich, daß bei Einhaltung dieser Bedingungen die Quarzbläserarbeit schwer mit solcher Genauigkeit ausgeführt werden und die in derartige Lampen " eingefüllte Metallmenge nur schwer so genau gemessen werden konnte, daß derartige kurze und verhältnismäßig weite Kathodenkapillare zur

ίο Stabilisierung ausreichten.

Erfindungsgemäß kann aber der Stabilisierungsbereich bei Metalldampfbogenlampen mit einem zwischen dem vorzugsweise kugelförmigen Kathodenpolgefäß und dem Leucht- rohr eingeschalteten Rohransatz mit kreisförmigem Querschnitt dadurch nach Belieben verschoben werden, daß bei einer bei Zimmertemperatur festen Metallfüllung, insbesondere Cadmium oder Zink oder deren Legierungen untereinander oder mit geringen Mengen anderer Metalle, der Innendurchmesser des starkwandig ausgebildeten Rohransatzes in Millimetern annähernd ebenso groß, aber nicht größer ist als die Betriebsstromstärke in Ampere.

Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, daß das röhrenförmige Anodenpolgefäß oder nur ein Teil desselben in an sich bekannter Weise mit einem wärmeisolierenden Stoff, z. B. mit einer innen mit Asbest o. dgl. ausgeklebten Schelle, bedeckt wird. Eine Ausführungsform der Lampe gemäß der Erfindung zeigt die Abbildung.

ι ist das Kathodenpolgefäß. Dieses wird zweckmäßig kugelförmig oder nahezu kugelförmig ausgestaltet, um bei verhältnismäßig großer Metallmenge eine geringe Wärme ableitende und ausstrahlende Oberfläche zu erhalten. An diese schließt sich die Kathodenkapillare 2 an, die erfindungsgemäß nach der oben gegebenen Regel bemessen ist.

Das Anodenpolgefäß 3 bildet gewissermaßen die Fortsetzung des Leuchtrohres. Es ist von diesem durch ein an sich bekanntes Wehr aus Quarz 4 getrennt.

Das Anodenmetall 5 hat in der waagerechten Betriebsstellung der Lampe eine erhebliche freie Oberfläche. Die obere Hälfte 6 des Anodenpolgefäßes dient zur Kondensation des von der Anode verdampfenden Metalls.

Der Bogen 7 geht in der gezeichneten Weise um das Wehr 4 herum; damit die dem Wehr gegenüberliegende Stelle 8 nicht übermäßig erhitzt wird, ist diese mit einer Ausbuchtung versehen. Über das Anodenpolgefäß 3 ist nun eine Metallschelle 9 geschoben, die innen mit Asbest o. dgl. ausgekleidet ist. Es kann nun bei fertiggestelltem Brenner die Länge der Schelle 9 so gewählt werden, daß die Kathodenkuppe 11 an einer beliebig bestimmbaren Stelle der Kathodenkapillare 2 liegt. Eine Feinregulierung ist auch dadurch möglich, daß die Schelle 9 nach vorwärts oder rückwärts verschoben wird. Je näher sie dem Leuchtrohr kommt, desto heißere Stellen werden durch sie bedeckt und desto stärker ist auch ihre erhitzende Wirkung. Je näher also die Schelle an das Leuchtrohr geschoben wird, um so mehr wächst der Metallstand in der Kathode an.

Am günstigsten ist eine Einregulierung des Metallstandes in der Weise, daß die Kathodenkuppe r ι möglichst nahe an die Leuchtrohrmündung 12 kommt. Hierdurch wird die Abnutzung der Kathodenkapillare auf ein Minimum beschränkt und die Lebensdauer des Brenners in weitgehendstem Maße erhöht.

Die Lampe der beschriebenen Art enthält nur sehr geringe Metallmengen. Hierdurch wird die Einbrenndauer sehr erheblich verkürzt. Die Lampe enthält ein Edelgas unter passend gewähltem Druck. Die Zündung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Induktion.

Die beschriebene^ Lampe eignet sich durch ihre außerordentlich einfache Bauart und, da es bei der Herstellung keiner übermäßigen Genauigkeit bedarf, in vorzüglicher Weise zur Massenfabrikation.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Metalldampf bogenlampe für Gleichstrom aus Quarz mit einem zwischen dem vorzugsweise kugelförmigen Kathodenpolgefäß und dem Leuchtrohr eingeschalteten Rohransatz mit kreisförmigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bei Zimmertemperatur festen Metallfüllung, insbesondere Cadmium oder Zink oder deren Legierungen untereinander oder mit geringen Mengen anderer Metalle, der Innendurchmesser des starkwandig ausgebildeten Rohransatzes in Millimetern annähernd ebenso groß, aber nicht größer ist als die Betriebsstromstärke in Ampere.

2. Metalldampfbogenlampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Anodenpolgefäßes in an sich bekannter Weise mit wärmeisolierendem Stoff bedeckt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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