DE756326C

DE756326C - Elektrische Entladungslampe mit Edelgasgrundfuellung

Info

Publication number: DE756326C
Application number: DED74674D
Authority: DE
Inventors: Ulrich W Doering
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-02-20
Filing date: 1937-02-20
Publication date: 1952-11-17

Description

Elektrische Entladungslampe mit Edelgasgrundfüllung Die Erfindung bezieht sich auf mit einer Edelgasfüllun:g von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern gefüllte elektrische Entladungsröh.ren, die mit durch dien: Betriebsstrom selbst aufgeheizten aktivierten Elektroden ausgerüstet sind und irr denen' durch entsprechende Dirnens,ionierung und Belastung der Röhre ein gleichfalls in der Röhre varhan.-dener Metallvorrat, der ein, oder mehrere Metalle umfaßt, bis zum Eintreten eines. Betriebsüberdruckes von "mindestens 6 bis hinauf zu über zoo Atmosphären verdampft wird. Die Kathoden solcher Röhren, die zweckmäßigerweise auch ohnfe Anwendung höherer Spannungen von selbst oder nur unter An,vendung von Zündstreifen oder kleinen Zündelektroden an: Netzspannung oder nicht viel höheren Spannungen zünden, müssen mixt Verbindungen der Metalle Barium, Strontium oder Calcium bzw. den abgespaltenem Metallen selber aktiviert sein. Bisher glaubte man nun, daß die Kathode desto besser zündet und auch desto besser der Wirkung des Hochdrucklichtbogens widersteht, ohne zu zerstäuben oder abzubrennen, je mehr Aktivierungsmateriul in ihr enthalten ist. So finden sich gerade in den letzten Jahren eine ganze Reihe von Vorschlägen, laut denen der Gehalt an Bariumoxyd gegenüber früher verwandten Glühdrähten für Radioröhren u..dgl. erheblich erhöht werden soll. Ein großer Gehalt an oxydis chen Bestandteilen sollte auch deshalb, vorteilhaft sein, weil die Kathode die Brennfieckwärure zu gut ableitet und diese Oxyde gerade umgekehrt wärmeisolierende Eigenschaften haben. Wohlgemerkt handelt es sieh hierbei immer um Elektroden, bei denen die aktivierenden Materialien mehr oder weniger in dem draht- oder blockförmigen, stiel- oder scheibenförmigen Elektrodenkörper verteilt, also nicht äußerlich als aktivierender IJberzug aufgetragen sind. Elektroden der letzteren Art haben sich schon längst als für Hochdrucklichtbogen ampen weniger geeignet erwiesen. Auch handelt es sich hierbei nicht um mit ausschließlichem Thoriumoxydzusatz hergestellte Elektroden.. Thoriumoxyd wurde dem Wolframmetall aus den verschiedensten, Gründen und in den verschiedensten Prozentsätzen hinzugefügt. Es verhält sich jedoch in den gerade hier wesentlichen Beziehungen ganz anders als Bariumoxyd. Eine Lampe mit Thoriumoxydkathoden zündet nicht bei niedrigen Spannungen. Die Abspaltung und Verdampfung des Materials liegt durchaus: anders als beim Bariumoxyd. Wichtig ist auch, daß es sich um .durch den Liehtbogen selbst aufgeheizte Kathoden handelt, also um solche ohne Zufuhr künstlicher, die Kathode von: vo,rniherein schon mehr oder weniger gleichmäßig erhi,tzendder und zu glühelektronischer Emission bringender elektrischer Energie.
Nach der Erfindung wird bei, derartigen Entlad:ungs.lampen mit hohen und höchsten Metalldampfdrucken der Gehalt an. aktivierenden Wehneltverbindungen bzw. Wehneltmetallen, also an Barium, Stron.tium oder Calcium, insbesondere aber unter Verwendung von Barium, sehr niedrig gehalten. Der Gehalt an Bariumoxyd beträgt nur etwa einige Promille bis wenige Prozent, wobei die genauen Mengen von der Art des Metalldampfes und den Druckverhältnissen abhängen. Für Drücke von etwa 6 Atmosphären beträgt der Gehalt der Elektroden an Bariumoxyd nur i1/2 bis, 20/0. Bei einer 0u:ecks,ilberdampffüllungvonwesentlich: mehr als sechs und bis zu Hunderten von Atmosphären kann- der Bariumoxydgehal : sogar bis'i auf i biss. 2%a herabgesetzt werden.
Lampen mit Elektroden nach vorliegender Erfindung sind sowohl den Lampen mit Elektroden: mit den üblichen großen Gehalten an aktivierenden: Stoffen überlegen als auch. den Lampen mit reinen Wolframelektroden, also Elektroden ohne einen Zusatz hochaktivierender Stoffe überhaupt. Sie zünden besser als Lampen mit blanken Wolframelektroden und weisen trotzdem eine geringere Schwärzung auf. Im Vergleich mit Lampen mit sehr viel aktivierende; Stoffe enthaltenden Elektroden zünden sie zwar nicht besser, aber dafür ist ihre Zerstäubung und Schwärzung geringer. Die Erfindung trägt durch einfache Mittel der Zusammensetzung der Elektrode dem Um- , stand -Rechnung, daß die Höchstdruckent ladung, also eine solche bei Drücken von vieler Atmosphären, eine viel kräftigere und heißer( Bogenans:atzstelle aufweist als die Hochdruck. entladung von i Atmosphäre und eine vie: stärkere Erhitzung der Elektroden bewirkt Es wird durch vorliegende Erfindung verhindert, daß von dieser Erhitzung der gesamte, und' zwar außerdem noch große Vorrat von oxydischem Material ergriffen und dementsprechend zerstäubt oder verdampft wird. Es wird der Umstand ausgenutzt, daß das Grundmaterial, z. B. das Wolfram, die aktivierenden Stoffe desto -zäher festhält, je weniger vorhanden sind!, und, daß. zum Betrieb von Höchstdrucklampen mit guter Zündmöglichkeit bereits winzige Mengen genügen.
Als Grundmaterial dient am besten Wolfram, Zirkon oder Nickel. Sehr geeignet sind auch Legierungen des Wolfram mit einem geringeren Gehalt an Zirkonrnetall oder Nickel. Nickeli kann hierbei durch Eisen oder Kobalt ersetzt werden. Diese Zusätze scheinen den Einfluß zu haben:, daß das Barium besser in einen sehr aktiven Zustand übergeht und sich darin auch gerade unter den scharfen Bedingungen einer Entladung unter sehr hohem Druck erhält oder auch schwerer verdampft und besser zurückgehalten wird. Die Herstellung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Mischen und Reduzieren der Ausgangsverbindungen oder auch unmittelbar durch Zusammensintern von Wolframpu:lver mit Bariumv erbindungen. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, d'aß keine übermäßig hohen Temperaturen, wie sie sonst oft angewandt wurden, erreicht werden, also im allgemeinen nicht- mehr als 2ooo°. Zu vermeiden ist der sonst bei Wolframdrähterl aller Art viel angewandte, nicht unerhebliche Zusatz an Kieselsäure. Zusätzlich und unterstützend kann neben den aktivierenden Stoffen, auf die sich vorliegende Erfindung bezieht, etwas Thoriumoxy d, Zirkonoxyd, Hafniumoxyd u. dgl. in bekannten Prozentsätzen zugesetzt werden.
Die Kathode nach der Erfindung hat den großen. Vorteil, selbst bei sehr höhen Drücken und sehr 'heißen Lichtbögen wenig oder gar nicht zu zerstäuben und zu Schwärzungen und Beschlägen An:laß zu geben, wie sie gerade bei den sehr kleinen Hoch- und Höc'hstdrucklampent außerordentlich schädlich und nachteilig sind. Es mag ,dahingestellt bleiben, ob dies eine Folge der umgekehrt durch die geringen Zusätze guten Wärmeleitfähigkeit der Kathodenmas.se ist. Vor allem ist 'auch die Zündfähigkeit einer solchen, Röhre sehr gut und bleibt sehr lauge erhalten.
Als Aktivierungsstoffe kommen in der Hauptsache die Oxyde in Frage und besonders das Bariu.moxyd, jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht auf diese. Auch kann nach besonderem Verfahren unter Umständen aktivierendes Metall unmittelbar zugesetzt oder mit Hilfe weiterer reduzierend wirkender Metallzusätze., wie Aluminium, Zirkonmetall oder Magnesium, erzeugt werden!.
Als Metalldampf kommen vor allen Dingen Quecksilberdampf, Quecksilberdampf mit Kadmium oder Rubidium und Cäsium in Frage. Die Erfindung ist besonders anweIndbar bei Überdrücken von etwa io Atmosphären 'und bei sehr hohen Drücken =;on zoo Atmosphären und mehr sowie bei kleinen kurzen Lampen.
.Besonders geeignet als Elektroden sind ver-.drillte Drahtwendeln, die zwecks besserer Hochfrequenzentgasung als ein oder mehrere Kurzschlußringe ausgebildet sind oder auch plattenförmig, knopf- oder stiftförmig gestaltet und in den Verlauf solcher Ringe eingelagert oder auf scheibenförmige- Metallmassen, aufgesetzt sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Entladungslampe reit Edel:gas:grundifüllung, einer Metalldampffüllang von einem Betriebsüberdruck von mindestens 6bishinauf zu über iooAtmosphären und heißen aktivierten, unmittelbar durch die Entladung aufgeheizten Elektroden, dadurch gekennzeichnet, da:B das die Elektroden bildende Metall einen Gehalt von nur einigen Promille bis hinauf zu höchstens 2 % an Erdalkalimetallen oder Erdalkaliverbindungen aufweist.
2. Elektrische Entladungslampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein hochschmelzendes Grundmetall, wie Molybdän, einen - Zusatz von Nickel, Zirkon, Eisen., Aluminium, Magnesium, Thorium oder deren Verbindungen neben seinem Gehalt an aktivierendem Erdalkalimetall aufweist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand -der Technik sind im Erteilungsverfahren foltgen:de Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. q.20 584 464 978, 523 892, 529 392; französische Patentschrift Nr. 772 613; britische Patentschriften Nr. 2oi goo, 396,514, 431450, 459:250.