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Elektrische Hochdruckentladungslampe mit zwei mittelbar geheizten
Glühelektroden Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Hochdruckentladungslampen
mit zwei mittelbar geheizten Glühelektroden, bei denen die Heizdrahtwendeln in Reihe
geschaltet an der Netzspannung liegen und bei denen sich in der die Heizdrahtwendeln
überbrückenden Leitung ein nach Spannungsanlegung zweckmäßig selbsttätig ansprechender
Schalter befindet. Beim Öffnen dieses Schalters wird ein von der üblichen Vorschaltdrosselspule
ausgehender Spannungsstoß ausgelöst, der sich über die durch die Heizdrahtwendeln
vorgeheizten Glühelektroden entlädt und die Zündung der Röhre herbeiführt, sofern
die Elektroden inzwischen auf genügend hohe Emissionstemperatur gekömmen sind bzw.
inzwischen in die Entladungsbahn genügend Elektronen abgegeben haben. Nach erfolgter
Zündung geht die Temperatur der Heizdrahtwendeln stark zurück, so daß die Elektroden
alsdann praktisch nur durch die Entladung weiter geheizt und auf Glühtemperatur
gehalten werden.
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Die Erfindung bezweckt; bei derartigen Hochdruckentladungslampen mit
in den Glühelektroden eingelagerten Heizdrahtwendeln eine besonders sichere
Zündung
zu erreichen, und zwar auch bei niedrigen Anschlußspannungen, beispielsweise bei
Anschluß der Lampe an ein Gleichstromnetz von iio Volt. Zu diesem Zweck ist in der
Isolierstoffhülse jeder Elektrode eine von ihr beiderseits vortretende Heizdrahtwendel
mit nach rückwärts abgebogenen Endteilen untergebracht, von denen der eine Endteil
oder dessen Stromzuführung mit dem die Isolierstoffhülse umgebenden Elektrodenmantel
leitend verbunden ist und außerdem noch einen seine Windungen kurzschließenden,
bis in die Isolierstofthülse hineinreichenden Kernkörper enthält. Bei einer derartigen
Elektrodenausbildung kommen bei Spannungsanlegung vorerst nur die keinen Kernkörper
enthaltenden, teils innerhalb der Isolierstoffhülse und teils frei in einem der
zurückgebogenen Endteile liegenden Windungen der Heizdrahtwendel auf Glühtemperatur,
denn die anderen Windungen werden durch den in ihnen befindlichen Kernkörper stark
gekühlt, so daß nur die keinen Kernkörper enthaltenden allein glühend werdenden
Wendeldrahtteile die zwischen ihnen befindliche Gasfüllung ionisieren können. Dies
hat aber zur Folge, daß sich beim Öffnen des in der Überbrückungsleitung der Heizdrahtwendeln
liegenden Schalters stets mit Sicherheit eine Entladung nur zwischen den keinen
Kernkörper enthaltenden, glühenden Endteilen der Heizdrahtwendeln ausbilden kann.
Die innerhalb der Isolierstoffhülse befindlichen glühenden Windungen wirken hierbei,
da an ihnen ein Spannungsabfall entsteht, als zusätzlicher Vorschaltwiderstand für
den entstandenen Entladungsbogen. An den die Isolierstoffhülse der Elektroden umschließenden,
je aus einer Drahtwendel oder einer Metallhülse bestehenden Elektrodenmänteln liegt
dagegen ungeschmälert die volle Netzspannung, da die Elektrodenmäntel mit den die
Kernkörper enthaltenden Enden der Heizdrahtwendeln bzw. deren Stromzuführungen verbunden
sind. Dies ist aber vorerst ohne Bedeutung, denn es muß beachtet werden, daß der
Kathodenfall an den glühenden Heizdrahtwendeln weit geringer ist als der Kathodenfall
an den noch nicht voll aufgeheizten, also wesentlich kälteren Elektrodenmänteln.
Sobald jedoch mit weiter ansteigender Rufheizung der Elektrodenmäntel der Kathodenfall
an diesen so weit absinkt, daß der Spannungsabfall längs der durch die Isolierstoffhülse
abgeschirmten Teile der Heizdrahtwendeln größer ist als der Unterschied des Betrags
für den Kathodenfall an den glühenden Heizdrahtwendeln und den erhitzten,. wenn
auch gegenüber den Heizdrahtwendeln noch kälteren Elektrodenmänteln, springt die
Entladung nach Öffnen des Überbrückungsschalters sofort von den glühenden Heizdrahtwendelteilen
auf die Elektrodenmäntel über; dies insbesondere auch deswegen, weil der gegenseitige
Abstand der Elektrodenmäntel kleiner ist als der gegenseitige Abstand der zurückgebogenen
glühenden Heizdrahtwendelteile. Eine Beschädigung der unmittelbar vom Netz gespeisten
und dadurch verhältnismäßig dünndrähtigen Heizdrahtwendeln durch einen zu lange
an ihnen ansetzenden Entladungsbogen ist hierbei nicht zu befürchten, da sich der
Übergang der Entladung von den glühenden Heizdrahtwendelteilen auf die Elektrodenmäntel
in der Regel fast augenblicklich, längstens aber in einigen Sekunden vollzieht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten
Hochdruckent-Ladungslampe in Fig. i im Aufriß dargestellt.
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Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab eine Glühelektrode, zum Teil im Schnitt..
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Das die Hochdruckentladung aufnehmende rohrförmige Quarzglasgefäß
i ist an den vom Quetschfuß 2 eines Hüllgefäßes 3 ausgehenden ständerförmigen Stromzuführungen
.¢, 5 mittels der Schellenbänder 6, 7, 8, 9 befestigt. Das Quarzgefäß enthält in
bekannter Weise eine Edelgasgrundfüllung und eine kleine Quecksilbermenge, die derart
bemessen ist, daß sie beim Einbrennvorgang der Lampe vollständig verdampft, so daß
im Betriebszustand im Quarzglasgefäß i ein ungesättigter Metalldampf hohen Drucks
vorhanden ist. Die beiden Glühelektroden des Quarzglasgefäßes bestehen, wie aus
Fig. 2 ersichtlich ist, j e aus einer Isolierstoffhülse =o, einer durch diese hindurchgeführten
dünndrähtigen Heizdrahtwendel =i und einer die Isolierstoffhülse umschließenden,
den Elektrodenmantel bildenden starkdrähtigen Wendel 12, deren mittelste Windung
z2' in Richtung auf die Entladungsstrecke bzw. den Entladungsbogen vortritt, um
die Zündung der Lampe zu erleichtern und ein Hinundherwandern des Lichtbogens weitgehend
auszuschließen. Die von der Isolierstoffhülse =o -beiderseits vortretenden Enden
der Heizdrahtwendel =z sind nach rückwärts abgebogen und an zur Stromzuführung dienenden
Folienstreifen 13, 14, die zweckmäßig aus Molybdän bestehen, befestigt. Im rechten
Endteil der Heizdrahtwendel =i befindet sich ein bis in die Isolierstoffhülse =o
hineinreichender Kerndraht 15, durch den die Windungen dieses Wendelendteils kurzgeschlossen
werden. Das rechte Ende i2" der den Elektrodenmantel bildenden starkdrähtigen Wendel
12 ist ebenfalls nach hinten abgebogen und ebenso wie das rechte Ende der Heizdrahtwendel
=i an der rechten Stromzuführungsfolie 14 befestigt, etwa angelötet oder angeschweißt.
Die Isolierstoffhülse =o besteht zweckmäßig aus elektronenemittierenden Oxyden,
z. B. aus einem Gemisch von Erdalkalimetalloxyden und Thoriumoxyd, so daß sie bei
der Benutzung der Lampe nicht nur die Heizdrahtwendel =i von der Elektrode i2 isoliert,
sondern durch Vordampfen elektronenemittierender Stoffe auch beide Wendeln mit elektronenemittierenden
Stoffen versorgt. Zur Herstellung der Isolierstoffhülse =o können aber auch nicht
oder nur wenig emittierende Stoffe dienen, z. B. Körper aus Aluminium- oder Magnesiumoxyd,
denen gut emittierende Stoffe einverleibt sind, etwa durch Tränken mit einer geeigneten
Lösung. Auch können bei Verwendung einer Isolierstoffhülse aus Aluminium- oder Magnesiumoxyd
elektronenemittierende Stoffe unmittelbar auf der_Elektrodenwendel 12 angebracht
werden.
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Die Stromzuführungsfolien 13, 14 sind in üblicher Weise in den Füßen
16, 17 des Quarzglasgefäßes i vakuumdicht eingeschmolzen. Während die Folien 13,
14 des oberen Fußes 16 mit den Schellenbändern 7 und 6 in leitender Verbindung stehen,
sind die Folien 13, 14 des unteren Fußes 17 mit den Schellenbändern 8 und
9 leitend verbunden. Zwischen der Stromzufühtung 5 und dem Schellenband 9 befindet
sich eine kleine Isolierstoffplatte 18, auf der ein Heizdraht i9-für
einen
Bimetallstreifen 2o befestigt ist, der für gewöhnlich an einem mit dem Schellenband
8 verbundenen Kontakt 21 anliegt, bei Beheizung durch den Heizdraht ig sich jedoch
von diesem Kontakt 2i abhebt. Die ständerförmigen Stromzuführungen q., 5 stehen
über die in der Quetschstelle des Fußrohrs 2 vakuumdicht eingeschmolzenen Dichtungsdrahtteile
22 mit den zum Sockel 24 der Lampe führenden Anschlußdrähten 23 in Verbindung.
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Wird die Lampe an Spannung gelegt, so fließt ein Strom von dem rechten
Anschlußdraht 23 über die ständerförmige Stromzuführung 5, den Heizdraht ig, das
Schellenband g, den unteren Folienstreifen 1q., die untere Heizdrahtwendel m, den
unteren Folienstreifen i3, das Schellenband 8 und den Kontakt 2i zu dem Bimetallstreifen
2o und dann von diesem weiter über das Schellenband 6, den oberen Folienstreifen
1q., die obere Heizdrahtwendel ii, den oberen Folienstreifen 13, das Schellenband
7 und über die ständerförmige Stromzuführung q. zurück zum linken Anschlußdraht
23. Der aus dem Kontakt 21 und dem Bimetallstreifen 2o bestehende Schalter liegt
hierbei in dem die beiden Heizdrahtwendeln ii überbrückenden Stromweg. Durch den
eingeschalteten Strom werden sowohl der Heizdraht ig, als auch die nicht durch den
Kerndraht 15 kurzgeschlossenen Windungen der Heizdrahtwendeln ii glühend. Sobald
sich die Bimetallstreifen durch die Heizwirkung des Drahtes ig durchkrümmt und,
wie punktiert angedeutet; vom Kontakt 21 abhebt, entsteht durch die nicht gezeichnete,
der Lampe vorgeschaltete Drosselspule ein Spannungsstoß, der die Entstehung einer
Entladung zwischen den freiliegenden glühenden Teilen der Heizdrahtwendeln ii zur
Folge hat. Anschließend springt dann die Entladung auf die Elektrodenmäntel i2 über,
da zwischen diesen, wie eingangs ausgeführt, günstigere Entladungsbedingungen herrschen.
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An Stelle des dargestellten Bimetallschalters könnte auch ein Bimetall-Glimmzündschalter,
ein elektromagnetisch betätigter Schalter oder, falls die Überbrückungsleitung sich
außerhalb der Lampe befindet, auch ein von Hand zu betätigender Schalter treten.