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Elektrische Hochdruckentladungslampe, bei der als Stromzuführung eine
oder mehrere Metallfolien eingeschmolzen sind Die Erfindung bezieht sich auf elektrische
Hochdruckentladungslampen, insbesondere auf Quecksilberdampflampen, mit Zündgasgrundfüllung
und einem io Atm. übersteigenden Betriebsdampfdruck, bei denen in einem nach außen
vortretenden Ansatzstutzen des aus Quarzglas oder einem anderen Hartglas bestehenden
Entladungsgefäßes eine oder mehrere als Stromzuführungen dienende Metallfolien vakuumdicht
eingeschmolzen sind. Die Lebensdauer dieser Hochdrucklampen wird vorzugsweise durch
die Haltbarkeit der Einschmelzungen bestimmt, die nicht nur wegen der hohen Betriebsdrücke,
sondern insbesondere wegen der hohen Betriebstemperaturen des Entladungsgefäßes
stärksten Beanspruchungen ausgesetzt sind. Es besteht hauptsächlich die Gefahr,
daß die Metallfolien bzw. ihre Anschlußdrähte dort, wo sie aus dein im Betrieb sehr
heiß werdenden Einschnmelzansatzstutzen hervortreten, durch Einwirkung des Luftsauerstoffes
oxydiert werden und daß dann die am Draht entstehende Oxydschicht nach und nach
immer weiter in die Einschmelzstelle vorwächst und ihr Undichtwerden herbeiführt.
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In dem Bestreben, eine solche von außen nach innen vordringende Oxydation
zu vermeiden, hat man schon vorgeschlagen, an der Stelle, wo der Stromleiter aus
der Einschmelzung hervortritt, eine entlüftete oder mit indifferenten Gasen gefüllte
besondere Kammer vorzusehen, in deren Rückwand der durch die Kammer geführte Stromleiter
nochmals
dicht eingeschmolzen wird.' Da eine solche-Maßnahme die
Herstellung der Lampe wesentlich erschwert, -hat man auch schon daran gedacht, die
Stromleiter mit Schutzüberzügen z. B. aus Rhodium zu versehen.
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Nach der Erfindung wird ein anderer Weg eingeschlagen und versucht,
durch Herabdrückung der im Betrieb an der Austrittsstelle auftretenden Temperatur
eine Oxydation des Stromleiters zu verhindern. Im Verfolg dieses Zieles hat sich
gezeigt, daß die Zuhilfenahme von gut wärmeableitenden, auf den Ansatzstutzen aufzusetzenden
Hilfskörperii wenig Erfolg bringt und daß auch eine Verlängerung des Ansatzstutzens,
also eine Vergrößerungsdes Wärmneleitungswiderstandes -zwischen den beiden Endteilen
des Ansatzstutzens nur dann hilft, wenn der Ansatzstutzen eine übermäßig große Länge
erhält, die sich aus anderen Gründen, insbesondere aus Platzschwierigkeiten wieder
verbietet. Dabei wurde erkannt, daß bei diesen mit verhältnismäßi- starken Strömen
belasteten Hochdrucklampen neben der hohen Betriebstemperatur des Entladungsgefäßes
auch die Wärmeentwicklung in der nur etwa 20,u starken Metallfolie in erheblichem
Maße an der Aufheizung des Einschmelzansatzstutzens mitwirkt und dieser Ursache
naturgemäß durch eine Verlängerung des Ansatzstutzens nicht entgegengewirkt werden
kann.
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Diese Schwierigkeiten lassen sich bei einer elektrischen Hochdruck
entladungslampe mit mehr als io Atm. Betriebsdruck in einfacher Weise beseitigen,
wenn nach der Erfindung das mittlere Stück der Metallfolie mit einer oder mehreren
längs verlaufenden, eine-dichte Schmelzverbindung an dies=en Stellen nicht mehr
gewährleistenden Verstärkungen versehen wird und der vakuumdichte Abschluß gegenüber
dem Gefäßinnern und der Außenluft durch die vakuumdichten Einschmelzungen der beiden
nicht verstärkten Endteile der Metallfolie herbeigeführt ist.
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Bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Hochdrucklampe braucht
also beispielsweise nur auf dem mittleren Teil der Metallfolie eine Hilfsfolie oder
.ein Hilfsblech :oder ein Hilfsdraht aufgelegt und gegebenenfalls mit der Folie
verlötet oder verschweißt zu werden. Auch kann von einer am mittleren Teil. dickeren
Folie ausgegangen werden. Der Einschmelzvorgang selbst vollzieht sich mit einer
derart verstärkten Metallfolie genau so einfach wie bei den bisher üblichen :Metallfolien.
Wenn an dem verstärkten mittleren Teil der Metallfolie wegen der allzu großen Dicke
keine dichte Schmelzverbindung mit dem Quarzglas gewährleistet sein. sollte, so
ist das ohne. Nachteil, weil der dichteingeschmolzene vordere Endteil der Metallfolie
einen, dichten Abschluß des Entladungsraumes herstellt und der dicht eingeschmolzene
rückwärtige Endteil der Metallfolie die Abdichtung gegenüber der Außenluft sichert
und letztere auch nicht der Oxydationsgefahr ausgesetzt ist, da die Austrittsstelle
des Stromleiters dank der Herabsetzung des elektrischen Widerstandes der Metallfolie
und damit der dost in Wärme umgesetzten elektrischen Leistung verhältnismäßig kühl
bleibt. Außerdem bringt diese Herabsetzung der Wärmeverluste durch Widerstandsverminderung
selbstverständlich auch eine E:-höhung der Lichtausbeute.
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Bei der bekannten Einschmelzung einer Molybdänfolie mit zugeschärften
Rändern und vorzugsweise ovalem Querschnitt kann zwar die. Folie am mittleren Teil
ihres Querschnittes auch etwas stärker gehalten -xerden, aber nur um einen geringen
Betrag, w--il darauf geachtet werden muß, daß auch an den verstärkten Stellen der
Folie noch eine vakuumdichte Schmelzverbindung zwischen dein Quarzglas und der Folie
gewährleistet ist. Bei dieser bekannten Einschmelzung ist nämlich die Folie über
ihre ganze Länge hinweg, also auch an den Ein- und Austrittsstellen der Einschmelzung
verstärkt, so daß beim Ablösen des Quarzglases von dem dickeren Mittelteil des Querschnittes
der Folie eine schädliche Verbindung zwischen dem Außen- und Innenraum der Hochdrucklampe
entstehen würde.
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Auf der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele in Abb. i eine nach
der Erfindung ausgebildete Quecksilterhochdrucklampe für eine Leistungsaufnahme
von Soo W und in Abb.2 eine nach der Erfindung ausgebildete Metallfolie 'mit verstärktem
mittlerem Teil schematisch in Vergrößerung dargestellt.
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Das aus Quarzglas oder einem anderen Hartglas bestehende Lampengefäl33
i besitzt zwei nach außen vortretende Ansatzstutzen 2, in denen die etwa
15 ,u starken Molybdänfolien 3 nebst ihren Stromzuführungsdrähten q. eingeschmolzen
sind. Die entladungsgeheizten Glühelektroden 5 bestehen aus gesinterten und gelochten
Wolframhohlkörpern, die im Innern aktivierende Stoffe, insbesondere Thoroxyd, enthalten.
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Das Lampengefäß i enthält ferner eine Zündgasgrundfüllung von niedrigem
Druck sowie etwas Quecksilber, dessen Menge so bemessen ist, daß im Betrieb eine
untersättigte Quecksilberdampffüllung von etwa 5o Atm. Druck entsteht.
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Jede der beiden Molybdänfolien 3 ist am mittleren Teil verstärkt,
und zwar durch einen auf die Molybdänfolie aufgelegten und gegebenenfalls damit
verschweißten Molybdänstreifen 6, der eine wesentliche Querschnittserhöhung des
Stromleiters bringt, so daß
durch Verringerung des elektrischen
Widerstandes auf einen niedrigen, praktisch unb.eachtlichen Wert die Wärmeverluste
der Lampe herabgesetzt werden. Insbesondere wird aber erreicht, daß durch den Fortfall
der inneren Widerstandserhitzung der äußere Endteil des Einschmelzansatzstutzens
verhältnismäßig kühl bleibt und daher keine Oxydation des äußeren Stromzuführungsdrahtes
q. auftritt.
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Die. in Abb. 2 dargestellte Molybdänfolie 3 besitzt mehrere längs
verlaufende Verstärkungen, und zwar drei gegenseitig versetzt angeordnete, auf die
Molybdänfolie 3 aufgesetzte Molybdänstreifen 7. Nach dem Einschmelzen dieser Molybdänfölie
in den Ansatzstutzen einer Hochdrucklampe wird die vakuumdichte Abs:chließung der
unter hohem Dampfdruck stehenden Füllung gegenüber der Außenluft in erster Linie
durch die -nicht verstärkten. Endteile der Molybdänfolie 3 herbeigeführt. Aber auch
die nicht verstärkten Übergangsstellen der Molybdänfolie 3 zwischen den aufgelegten
Molybdänstreifen 7 tragen zu dem dichten Abschluß bei.
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Sofern beim Einschmelzvorgang das Quarzglas mittels Quetschbacken
unter hohem Druck an die Molybdänfolie herangepreßt wird, kann diese auch eine größere
Dicke als 2o ,u aufweisen. Aber auch in solchen Fällen erweisen sich Verstärkungen
des Mittelteils als vorteilhaft, sofern .größere Stromstärken zugeführt werden müssen
und die Folienbreite, wie immer bei solchen Lampen; möglichst gering gehalten werden
soll.