DE665911C

DE665911C - Electric discharge tube or lamp with a wall made of luminescent glass

Info

Publication number: DE665911C
Application number: DEG90677D
Authority: DE
Original assignee: GLASWERK GUST FISCHER
Current assignee: GLASWERK GUST FISCHER
Priority date: 1935-06-20
Filing date: 1935-06-20
Publication date: 1938-10-12

Description

Elektrische Entladungsröhre oder -lampe mit einer Wandung aus lumineszierendem Glas Die Erfindung betrifft elektrische Ent-Iadungsröhren oder -lainpen, deren Wandung aus lumineszierendem Glase besteht, vermöge dessen gewisse unsichtbare Strahlen in leuchtende sichtbare Lichtstrahlen anderer Wellenlänge umgewandelt werden. Es ist bekannt, die Wandung dieser Lampen auf ihrer Außenseite mit einem getrübten, durchscheinenden Überzug zu versehen. Die Erfindung besteht nun darin, daß dieser Überzug aus einem Lack, etwa Emaillack, Celluloselack oder Kondensationsprodukten etwa von Formaldehyd mit anderen organischen Stoffen, besteht. Der Überzug ist also nicht mit dem Glase zu einer einheitlichen Masse vereinigt. Dieser Überzug hat die wertvolle Eigenschaft, die Strahlen des in der Barunterliegenden Klarglasschicht erzeugten Lumineszenzlichtes, die in ihn hineingelangen, durch wiederholte Reflexion an den Trübungsteilchen nach allen nur möglichen Richtungen abzulenken und dadurch die totale Reflexion dieses Lichtes in der Glaswand praktisch vollkommen aufzuheben, während andererseits die Nachteile vermieden werden, die etwa mit einem Trübglasüberzug verbunden sind, wie Spannungen zwischen den beiden Glasschichten bei nicht vollkommener Übereinstimmung der Ausdehnungskoeffizienten, Ungleichmäßigkeit der Trübung bei verschiedenen Schmelzen desselben Glases, Bildung von schwächer getrübten Stellen bei der glasbläserischen Weiterverarbeitung.Electric discharge tube or lamp with a wall made of luminescent Glass The invention relates to electrical discharge tubes or lamps, their walls consists of luminescent glass, by virtue of its certain invisible rays be converted into luminous visible light rays of other wavelengths. It is known, the wall of these lamps on their outside with a clouded, to provide a translucent coating. The invention consists in that this Coating made of a lacquer, such as enamel lacquer, cellulose lacquer or condensation products for example formaldehyde with other organic substances. So the coating is not united with the glass to form a single mass. This coating has the valuable property, the rays of the clear glass layer underneath the bar generated luminescent light that gets into it, through repeated reflection to deflect at the opacity particles in all possible directions and thereby practically completely canceling the total reflection of this light in the glass wall, while on the other hand the disadvantages are avoided, for example with a cloudy glass coating are connected, such as tensions between the two glass layers when imperfect Correspondence of the expansion coefficients, unevenness of the turbidity different melts of the same glass, formation of less cloudy areas in further processing by glassblowing.

Man hat auch bereits vorgeschlagen, nicht lumineszierende Glaswandungen elektrischer Leuchtröhren und Lampen mit Überzügen aus farbigem Lack zu versehen und diese Lackschicht weiterhin mit einer Schicht aus farblosem, wetter- und hitzebeständigem Lack zu überziehen. Diese Lacküberzüge sollen aber lediglich dem Zwecke dienen, die Lichtstrahlung der Lampe oder Leuchtröhre in ihrer Farbe zu verändern und den Lacküberzug auf der Glaswand möglichst haltbar zu machen. Durch die Anbringung einer getrübten Lackschicht auf der lumineszierenden Glaswand einer Entladungsröhre oder -lampe wird aber ein hiervon abweichender, andersartiger Zweck erreicht. Die Lichtstärke der Lampe oder Entladungsröhre wird nicht vermindert, wie im Falle einer farbigen, durchsichtigen Lackschicht auf einer Wandung aus gewöhnlichem Glase, sondern erhöht.It has also already been proposed to use non-luminescent glass walls to provide electric fluorescent tubes and lamps with coatings of colored varnish and this layer of varnish continues with a layer of colorless, weather and heat resistant To coat varnish. These lacquer coatings are only intended to serve the purpose of to change the light radiation of the lamp or fluorescent tube in its color and the To make the paint coating on the glass wall as durable as possible. By attaching a clouded lacquer layer on the luminescent glass wall of a discharge tube or -lamp a different, different purpose is achieved. The light intensity the lamp or discharge tube is not diminished, as in the case of a colored, transparent lacquer layer on a wall made of ordinary glass, but increased.

Ein großer Teil des Lichtes, welches infolge der Lumineszenz des Glases in demselben erzeugt wird, gelangt nämlich an die Außenoberfläche des Glases unter einem Winkel, der größer ist als der Grenzwinkel der totalen Reflexion. Dadurch wird es dauernd am Austritt aus der Glaswand der elektrischen Entladungsröhre oder -lampe verhindert. Nimmt man den Brechungsindex des Glases gegen Luft mit rund 3/2 an, so ergibt sich ein Grenzwinkel der totalen Reflexion von etwa q.2°. Alle aus dem Innern des Glases kommenden Lumineszenzstrahlen, die auf die Oberfläche des Glases treffen und dort mit dem zugehörigen Einfallslot einen Winkel bilden, der größer als q,2° ist, werden zurückgehalten. Da das von jedem lumineszierenden Teilchen innerhalb des Glases erzeugte Licht sich nach allen Richtungen ausbreitet, hat die Front aller der Strahlen, die von einem Teilchen ausgehen, die Gestalt einer Kug@W" Oberfläche. Entsteht das Lumineszenzlic0`@ einer ebenen Glasplatte, so liegen die Str@ab . len, die das Glas verlassen können, innerhalbzweier Kugelsektoren, die sich einander diametral gegenüberliegen und deren Spitzen im Mittelpunkt der Kugel aufeinanderstehen. Jeder der beiden Sektoren hat im Mittelpunkte der Kugel einen Winkel von 2 X 4.2 = 84°. Ist die Oberfläche des lumineszierenden Glases gekrümmt, wie es bei einer Röhre der Fall ist, dann hat der nach außen zu liegende Sektor einen etwas größeren Winkel, der nach innen zu liegende einen etwas kleineren. Das Verhältnis der ganzen Kugeloberfläche zur Oberfläche der von den Sektoren begrenzten Kalotten ist gleich dem Verhältnis der gesamten erzeugten Lumineszenzstrahlen zu der Menge derjenigen; die ins Freie gelangen. Das Verhältnis ist wie x : - wie sich leicht ableiten läßt. a./2. ist dabei gleich dem halben Winkel des Kugelsektors oder gleich dem Grenzwinkel der totalen Reflexion. Beträgt dieser 42°, dann ergibt sich aus der Rechnung, daß nur etwa 3o% des erzeugten Lumineszenzlichtes die Glasoberfläche verlassen können.A large part of the light which is generated in the same as a result of the luminescence of the glass reaches the outer surface of the glass at an angle which is greater than the critical angle of total reflection. As a result, it is permanently prevented from exiting the glass wall of the electrical discharge tube or lamp. Assuming the refractive index of the glass against air to be around 3/2, the result is a critical angle of total reflection of around q.2 °. All luminescence rays coming from the inside of the glass which hit the surface of the glass and there form an angle with the corresponding incidence perpendicular which is greater than q.2 ° are retained. Since the light generated by each luminescent particle within the glass propagates in all directions, the front of all the rays emanating from a particle has the shape of a spherical surface the lines that can leave the glass, within two spherical sectors, which are diametrically opposed to each other and whose tips stand on top of one another in the center of the sphere. Each of the two sectors has an angle of 2 X 4.2 = 84 ° at the center of the sphere If the surface of the luminescent glass is curved, as is the case with a tube, then the sector facing outwards has a somewhat larger angle, the one facing inwards a somewhat smaller angle The calottes are equal to the ratio of the total amount of luminescent rays produced to the quantity of those which get into the open air ratio is like x: - as can be easily deduced. a./2. is equal to half the angle of the spherical sector or equal to the critical angle of the total reflection. If this is 42 °, the calculation shows that only about 30% of the luminescent light generated can leave the glass surface.

Hat die Oberfläche der Glaswand der Entladungsröhre oder -lumpe einen Lacküberzug, so kann um so mehr von dem Lumineszenzlicht der Glaswand in die Lackschicht eintreten, je mehr sich der Brechungsindex der Lackschicht demjenigen des Glases nähert. An den trübenden Teilchen innerhalb der Lackschicht werden alle Lumineszenzstrahlen nach den verschiedensten Richtungen reflektiert. Dadurch werden auch die Strahlen, die außerhalb der oben angegebenen Kugelsektoren liegen, in eine Richtung gebracht, daß sie aus der Lackschicht ins Freie gelangen können. Dies macht sich dadurch bemerkbar, daß durch die Anbringung des Überzuges aus getrübtem Lack die Intensität des von der elektrischen Entladungsröhre oder -Lampe ausgestrahlten, aus der Glaswand stammenden Lumineszenzlichtes äußerst stark zunimmt. Die zu erwartende Zunahme von über 2oo°/ö wird nicht ganz erreicht, weil das Licht bei der - Reflexion in der getrübten Lackschicht etwas geschwächt wird, außerdem auch deshalb, weil auch ohne diesen Überzug etwas mehr Lumineszenzlicht die Glaswand verlassen kann, als es der Theorie entspricht. Diese wäre nur dann absolut gültig, wenn das Glas vollkommen frei von Bläschen und sonstigen optischen Inhomogenitäten wäre, was bei Röhren und Hohlgläsern, wie sie hier zur Anwendung kommen, nie der Fall ist. Dadurch wird schon ein Teil des Lur_nineszenzlichtes so abgelenkt, daß es nach außen :,gelangt.Does the surface of the glass wall of the discharge tube or pump have a Lacquer coating, the more of the luminescent light from the glass wall can enter the lacquer layer occur, the more the refractive index of the lacquer layer matches that of the glass approaching. All luminescence rays are on the opacifying particles within the lacquer layer reflected in various directions. This also causes the rays which lie outside the spherical sectors specified above, brought in one direction, that they can get out of the paint layer into the open air. This is noticeable by that by attaching the coating of tarnished paint the intensity of the from the glass wall emitted by the electric discharge tube or lamp Luminescent light increases extremely sharply. The expected increase of over 2oo per cent is not quite achieved because the light at the - reflection in the clouded paint layer something is weakened, also because something is also without this coating more luminescent light can leave the glass wall than what is theoretically possible. This would only be absolutely valid if the glass was completely free of bubbles and other optical inhomogeneities would be what happens with tubes and hollow glasses like them apply here, is never the case. This already becomes part of the lur_ninescent light so distracted that it comes out:,.

#W' Es ist bereits der Vorschlag gemacht wordie Oberfläche einer elektrischen Entladungsröhre aus uranhaltigem Glas dadurch zu verändern, daß man sie mattiert, wodurch ebenfalls eine Steigerung des von der Röhre ausgestrahlten Lumineszenzlichtes infolge Aufhebung der totalen Reflexion eintritt. Eine mattierte Oberfläche neigt aber stark zur Verstaü.bung, wodurch die Lichtdurchlässigkeit des Glases stark vermindert wird. Die Verwendung einer Lackschicht hat weiter bei panspektral lumineszierenden Glaswandungen, also bei solchen Wandungen, die in der Entladungsröhre oder -Lampe zu einer Emission aller Wellenlängen von violett bis rot angeregt werden können, den weiteren Vorteil, daß man durch geeignete Färbung der Lackmasse Strahlen bestimmter Farbe abfiltrieren kann; derart, daß mit Hilfe einer rosafarbigen Lackschicht eine rosafarbige Lichtwirkung entsteht, daß also die Tageswirkung der Entladungslampe mit ihrer Lichtwirkung übereinstimmt, und zwar auch dann, wenn es sich beispielsweise um eine Leuchtröhre handelt, deren Gasfüllung ein diskontinuierlichesLinienspektrum ausstrahlt. Der Fabrikant hat weiterhin die Möglichkeit, unter Verwendung einer und derselben Glassorte je nach Wunsch des Verbrauchers bestimmte von diesem gewünschte Lichtwirkungen zu erzielen. Er kann mithin die Entladungslampen auf Vorrat hinlegen und nach Bedarf den der gewünschten Lichtwirkung entsprechenden Lack aufbringen, Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Lacküberzuges gegenüber einer Mattierung der Glasoberfläche besteht darin, daß es leichter ist, eine Lackschicht von stets gleichbleibender Trübungsstärke und eventuell auch gleichem Farbton anzubringen, als die Oberfläche einer Entladungsröhre, die in vielfach gewundener Form vorliegen kann, gleichmäßig zu mattieren. Vor allem aber wird durch eine getrübte Lackschicht die totale Reflexion viel vollständiger aufgehoben als durch eine mattierte Oberfläche. Bei mikroskopischer Betrachtung einer mattierten Glasoberfläche im Schnitt ist leicht einzusehen, daß nicht für jeden Strahl, der an die Oberfläche gelangt, die Bedingung erfüllt wird, die seinen Austritt ermöglicht. Deshalb ist die Steigerung des aus der Glaswand stammenden Lumineszenzlichtes bei Anbringung einer Lackschicht wesentlich größer als bei einer Mattierung der Glasoberfläche. In engem Zusammenhang damit steht der weitere Vorteil einer getrübten Lackschicht, daß eine bessere Vermischung der beiden von der Röhre oder Lampe ausgestrahlten Lichtarten, des Lichtes der Gas- bzw. Metalldarnpfentladung und des Lumineszenzlichtes der .Glaswandung, sta findet, so daß die Entladungsröhre ö -lampe sowohl in der Mitte als auch an ;den" Seiten, also über ihre ganze Breite, ein gleich starkes und gleich gefärbtes Licht ausstrahlt, daß also ihr Lichteindruck vollkommen einheitlich ist. Das ist bei Entladungsröhren oder -lampen mit mattierter Oberfläche nicht der Fall.#W 'The suggestion has already been made about the surface of an electric To change discharge tubes made of uranium-containing glass by matting them, which also increases the luminescent light emitted by the tube occurs as a result of the cancellation of total reflection. A matt surface tends to but strong for dusting, which greatly reduces the transparency of the glass will. The use of a layer of lacquer has continued to be pan-spectral luminescent Glass walls, i.e. those walls that are in the discharge tube or lamp can be excited to emit all wavelengths from violet to red, the further advantage that by appropriate coloring of the lacquer mass, rays can be determined Can filter off paint; such that with the help of a pink layer of varnish a pink light effect arises, that is the daytime effect of the discharge lamp coincides with their lighting effect, even if it is, for example is a fluorescent tube, the gas filling of which has a discontinuous line spectrum radiates. The manufacturer still has the option of using a and the same type of glass, depending on the consumer's wishes, certain ones desired by him To achieve lighting effects. He can therefore put the discharge lamps in reserve and, if necessary, apply the paint corresponding to the desired lighting effect, Another advantage of using the lacquer coating over matting The surface of the glass consists in that it is easier to always apply a layer of varnish with constant opacity and possibly also the same shade of color, than the surface of a discharge tube, which are in a multiple twisted shape can mattify evenly. But above all it is caused by a cloudy layer of paint the total reflection is canceled out much more completely than by a matt surface. A microscopic examination of a frosted glass surface in section is easy to understand that the condition does not apply to every ray that comes to the surface is fulfilled, which allows his exit. That's why the increase is off the luminescent light originating from the glass wall when a layer of lacquer is applied larger than with a matting of the glass surface. Closely related to it The further advantage of a cloudy paint layer is that a better one mixing of the two types of light emitted by the tube or lamp, the light of the gas or metal vapor discharge and the luminescent light of the .Glaswandung, sta finds, so that the discharge tube -lamp both in the middle and on the "sides, So it emits an equally strong and equally colored light over its entire width, so that their light impression is completely uniform. That is with discharge tubes or lamps with a matt surface are not the case.

Eine Röhre mit Lacküberzug läßt sich ferner auch nach Verarbeitung auf eine Entlajungsröhre immer noch dadurch hinsichtlich ihrer Farbwirkung verändern, daß man entweder den erst aufgebrachten Lack entfernt oder denselben mit einer zusätzlichen Lackschicht geeigneter Färbung, die nicht getrübt zu sein braucht, überzieht.A tube with a lacquer coating can also be used after processing on a discharge tube still change in terms of their color effect, that you either remove the first applied paint or the same with an additional one A coat of varnish of a suitable color that does not need to be tarnished.

Man kann auch eine Lackschicht über der ersten Schicht anbringen, die weder gefärbt noch getrübt ist, um gegebenenfalls eine glatte Oberfläche der Entladungsröhre oder -lampe zu erhalten.You can also apply a layer of lacquer over the first layer, which is neither colored nor tarnished in order to have a smooth surface if necessary Obtain discharge tube or lamp.

Im vorstehenden ist im allgemeinen angegeben, daß die Röhren einen Überzug von Lack erhalten. Natürlich kann man auch andere Stoffe für den gleichen Zweck verwenden. Wesentlich ist nur, daß diese Stoffe einen geeigneten Brechungsindex, eine gute Haftfähigkeit und Wetterbeständigkeit besitzen. Geeignete Lacke sind beispielsweise sogenannter Emaillack, Celluloselack oder Kondensationsprodukte etwa von Formaldehyd mit anderen organischen Stoffen.In the foregoing it is generally indicated that the tubes have a Coating of varnish received. Of course you can use other fabrics for the same Purpose use. It is only essential that these substances have a suitable refractive index, have good adhesiveness and weather resistance. Suitable paints are, for example So-called enamel varnish, cellulose varnish or condensation products such as formaldehyde with other organic substances.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Electric discharge tube or lamp with a wall made of luminescent. Glass which is provided with a cloudy, translucent coating on its outside, characterized in that this coating consists of a varnish, for example of enamel varnish, cellulose varnish or condensation products such as formaldehyde with other organic substances. a. Electric discharge tube or lamp according to claim z with walls made of glass, the luminescence of which extends continuously over the entire visible spectrum, characterized in that the lacquer coating has a color in addition to the opacity.