DE868193C

DE868193C - Electrical overpressure discharge vessel with glow electrodes

Info

Publication number: DE868193C
Application number: DEP3206D
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Kern
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1944-11-21
Filing date: 1944-11-21
Publication date: 1953-02-23

Description

Elektrisches Uberdruckentladungsgefäß mit Glühelektroden Die Erfindung bezieht sich auf elektrische, mit ZD Glühelektroden und Quecksilber versehene Überdruckentladungsgefäße, insbesondere auf Quecksilberdampflampen mit Betriebsdrücken von 2o bis rooAtmosphären und darüber. Derartige überdruckentladungsgefäße müssen im Betrieb an allen Wandungsstellen sehr hoheTernperaturen erreichen, damit sich der gewünschte Betriebsdampfdruck bildet. Sie bestehen daher aus hochschmelzendem Werkstoff, meist Quarzglas, und zeigen im Verhältnis zu ihrer Leistungsaufnahme überaus kleine Abmessungen. Eine kugelförmige Höchstdruckentladungslampe fÜr 75 Watt läßt sich beispielsweise mit einem Innendurchmesser von nur 8 mm, also demjenigen einer Zwergglühlampe, herstellen. Der gewünschte Betriebsdampfdruck und eine brauchbare Stromspannungskennlinie werden in der Praxis bisher durch die Verwendung einer nur sehr kleinen, beim Einbrennen der Lampe völlig verdampfenden Quecksilbermenge sichergestellt. In Verbindung damit wird bei der Herstellung der Entladungsgefäße peinlichst darauf geachtet, daß keine schlecht erhitzten Winkel oder Spalte, sogenannte Toträume, vorhanden sind, in denen der Quecksilberdampf kondensieren und das Quecksilber sich verkriechen könnte. Bei neuen Versuchen mit Quecksilberhöchstdru#klampen hat sich gezeigt, daß unter bestimmten Voraussetzungen auch bei Vorsehung eines Queck--silberüberschusses ein stabiler Betrieb und brauchbare oder sogar noch günstigere Stromspannungskennlinien erreicht werden können, wenn nämlich dafür gesorgt wird, daß bei einer Zunahme der Lampenleistungsaufnahme und erhöhten Wärmeentwicklung im Entladungsraum die Temperatur des Quecksilberbodenkörpers nur verhältnismäßig wenig zunimmt. Dies tritt beispielsweise ein, wenn das Entladungsgefäß eine mit Quecksilber gefüllte, am äußeren geschlossenen Ende ein Gaspolster enthaltende Ansatzkapillare aufweist. Bei einer Dampfdruckerhöhung im Entladungsraum wird dann die Quecksilbersäule und damit der An Dampfdruck im Entladungsraum bestimmende, die kälteste Stelle darstellende Quecksilbermeniskus mehr oder weniger weit in die nach rückwärts zu kältere Kapillare zurückgeschoben, was naturgemäß der Dampfdruckerhöhung entgegenwirkt. Bei Höchstdrucklampen, bei denen am Mündtingsteil der Kapillare der Temperaturabfall nach rückwärts sehr groß ist, beispielsweise 5o' je Millimeter Kapillarlänge beträgt, läßt sich unter Umständen bei entsprechend. dünner lKapillare eine geeignete Stromspannungskennlinie auch erreichen, wenn die Kapillare vollkommen mit Quecksilber gefüllt ist, die Quecksilbersäule also nicht zurückweichen kann. Es kommt dann darauf an, daß bei einer Steigerung der Lampenleistungsaufnahme die feine Quecksilbersäule in-deriKapillare sich durchVerdampfung allein genügend stark verkürzt, so daß der Meniskus genügend weit von der heißen Mündung weg in die Kapillare zurücktritt.Electrical excess pressure discharge vessel with glow electrodes The invention relates to electrical excess pressure discharge vessels provided with ZD glow electrodes and mercury, in particular to mercury vapor lamps with operating pressures of 20 to 20 atmospheres and above. Overpressure discharge vessels of this type have to reach very high temperatures at all wall points during operation so that the desired operating vapor pressure is formed. They are therefore made of high-melting material, mostly quartz glass, and have extremely small dimensions in relation to their power consumption. A spherical high-pressure discharge lamp for 75 watts can be produced, for example, with an inner diameter of only 8 mm, that is, that of a dwarf incandescent lamp. The desired operating vapor pressure and a usable current-voltage characteristic have hitherto been ensured in practice by using only a very small amount of mercury which completely evaporates when the lamp is burned in. In connection with this, great care is taken during the manufacture of the discharge vessels that there are no badly heated corners or gaps, so-called dead spaces, in which the mercury vapor could condense and the mercury could crawl. New experiments with high pressure mercury pressure have shown that, under certain conditions, even if there is an excess of mercury, stable operation and useful or even more favorable current-voltage characteristics can be achieved, if it is ensured that with an increase in lamp power consumption and increased heat development in the discharge space, the temperature of the mercury bottom body increases only relatively little. This occurs, for example, when the discharge vessel has an attachment capillary filled with mercury and containing a gas cushion at the outer closed end. With an increase in vapor pressure in the discharge space, the mercury column and thus the mercury meniscus, which determines the vapor pressure in the discharge space and represents the coldest point, is pushed back more or less far into the capillary, which is colder backwards, which naturally counteracts the increase in vapor pressure. At maximum pressure lamps in which the Mündtingsteil the capillary by the temperature drop is very large backward, for example 5o 'j e is mm capillary length, can under certain circumstances, accordingly. A thin capillary can also achieve a suitable current-voltage characteristic when the capillary is completely filled with mercury, i.e. the mercury column cannot recede. It then depends on the fact that when the lamp power consumption increases, the fine mercury column in the capillary is shortened sufficiently by evaporation alone, so that the meniscus recedes sufficiently far away from the hot opening into the capillary.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus' daß solche ganz mit Queck-silber gefüllte, ausreichend dünne oder mit Ausnahme eines rückwärtigen Gasraumes mit Quecksilber gefüllte Kapillaren vorteilhaft zur Unterbringung von Elektrodenhaltekörpern oder Einbauhilfskörpern auszunutzen sind, die im Entladungsraum- selbst wegen Platzmangels, wegen der hohen Betriebstemperatur der Füllung oder wegen der Verunreinigungsgefahr usw., nicht untergebracht werden können. Es,entfällt jetzt die sonst bei der Unterbringung von Einbaukörpern in Ansatzgefäßen auftretende Gefahr einer Quecksilberverkriechung. Demgemäß wird beim neuen Überdruckentladungsgefäß mit Glühelektroden und Ansatzkapillare, die im Betriebszustand durch eine bis in die Nähe der heißen Kapillarmündung reichende Quecksilberfüllung abgeschlossen ist, nach der Erfindung in dieser Ansatzkapillare ein Elektrodenhaltekörper oder Hilfskörper längs beweglich, drehbar oder einstellbar angeordnet, etwa beispielsweise um den- Elektrodenabstand einzustellen, den Betriebsdampfdruck zu regeln oder um eine Abreißzündung herbeizuführen.The invention is based on the knowledge 'that such are entirely with mercury filled, sufficiently thin or with the exception of a rear gas space with mercury filled capillaries are advantageous for accommodating electrode holding bodies or Installation auxiliary bodies are to be used, which in the discharge space - even due to lack of space, because of the high operating temperature of the filling or because of the risk of contamination etc., cannot be accommodated. It is now omitted which is otherwise in the case of accommodation There is a risk of mercury creeping up from built-in bodies in preparation vessels. Accordingly, the new overpressure discharge vessel with glow electrodes and attachment capillary, which in the operating state through a reaching up to the vicinity of the hot capillary opening Mercury filling is complete, according to the invention in this approach capillary an electrode holding body or auxiliary body can be moved, rotated or adjusted longitudinally arranged, for example, to adjust the electrode spacing, the operating steam pressure to regulate or to cause a detonable ignition.

- Zur Einstellung des Elektrodenabstandes wird beispielsweise die eine Glühelektrode auf einem in der Kapillare längs verschiebbaren Drahtstift befestigt. Zur Nachregelung des Dampfdruckes der fertigen Lampe wird beispielsweise ein längs verschiebbares Drahtstück mehr-oder weniger, weit in die mit Quecksilber gefüllte Kapillare hineingeschoben und damit eine größere oder kleinere Quecksilbermenge aus der Kapillare heraus in den Entladungsraum gedrückt, wo sie zur Verdampfung kommt. Zur Herstellung einer Abreißzündung kann ein in der Kapillare geführter Schaltstift vorgesehen sein, der in seiner vorderen Stellung die beiden Glühelektroden stromleitend überbrückt. - For setting the electrode distance a glow electrode is for example mounted on a longitudinally displaceable in the capillary wire pin. To readjust the vapor pressure of the finished lamp, for example, a longitudinally displaceable piece of wire is pushed more or less far into the capillary filled with mercury and thus a larger or smaller amount of mercury is pressed out of the capillary into the discharge space, where it evaporates. To produce a breakaway ignition, a switching pin guided in the capillary can be provided which, in its front position, bridges the two glow electrodes in a current-conducting manner.

Die Ansatzkapillare, die gegebenenfalls bei der Herstellung des Gefäßes gleichzeitig als Pumpstutzen dient, kann bei kugelförmigen oder röhrenförmigen Entladungsgefäßen für sich angeordnet oder mit einem Stromleitereinschmelzstutzen vereinigt sein und gleichzeitig für die Stromzuführung dienen. Die Kapillare kann so ausgebildet sein, daß sich bei Druckänderungen die #Quecksilbersäule in ihr verschiebt. Sie kann beispielsweise im äußeren Endteil eine Gasfüllung, einen elastisch zusammendrückbaren Körper oder einen Stoff enthalten, der in Abhängigkeit von der Temperatur mehr oder weniger stark Gase oder Dämpfe abgibt und wieder .absorbiert. Bei sich verschiebender Quecksilbersäule kann diese unter Verwendung eines in die Kapillare möglichst dicht eingesetzten Kolbens zur Verschiebung des Hilfskörpers benutzt werden. Es wird dann vorher im Entladungsraum bzw. im Endteil der Kapillare auf irgendeine Weise ein die Schaltbewegung herbeiführender überdruck er- ' zeugt. Bei Vorsehung einer federnd nachgiebigen Kapillarendwand wird zweckmäßig der Elektrodenhaltekörper oder Ailfskörper mit dieser verbunden und durch äußeren Druck von Hand betätigt. Als Kapillare kann eine tiefe Längsbohrung im Elektrodenkörper und seinem -verhältnismäßig dicken, in einem Gefäßstutzen eingeschmolzenen Tragkörper dienen, die den Schaltstift sowie Quecksilber enthält.The attachment capillary, which may also serve as a pump nozzle during the manufacture of the vessel, can be arranged on its own in the case of spherical or tubular discharge vessels or be combined with a current conductor melting nozzle and at the same time serve for the power supply. The capillary can be designed in such a way that when the pressure changes, the mercury column shifts in it. In the outer end part, for example, it can contain a gas filling, an elastically compressible body or a substance which, depending on the temperature, emits and reabsorbs gases or vapors to a greater or lesser extent. If the mercury column moves, it can be used to move the auxiliary body using a piston inserted as tightly as possible into the capillary. Then, a switching motion-inducing overpressure pro- duces advance in the discharge space in the end part of the capillary or in some way '. If a resiliently flexible capillary end wall is provided, the electrode holding body or auxiliary body is expediently connected to the latter and actuated by hand by external pressure. A deep longitudinal bore in the electrode body and its relatively thick support body, which is fused in a vessel connector and which contains the switching pin and mercury, can serve as the capillary.

In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele mehrere nach der Erfindung ausgebildete überdruckquarzlarnpen mit Quecksilberüberschuß in den Abb. i bis 3 in natürlicher Größe und in den Abb- 4 bis 8 in zweifacher Vergrößerung dargestellt. Alle Lampen enthalten außer Quecksilber noch eine Gasgrundfüllung und besitzen aus Drahtwendeln oder durch einen Sinterblockkörper gebildete entladungsgeheizte Glühelektroden, deren Stromzuführungen mittels Übergangsgläser oder Molybdänfolien vakuumdicht in den Quarzglasstiitzen eingeschmolzen sind.In the drawing, several overpressure quartz lamps designed according to the invention with excess mercury are shown in natural size in Figs. 1 to 3 and in Figs. 4 to 8 in two-fold enlargement. In addition to mercury, all lamps contain a basic gas filling and have discharge-heated glow electrodes made of wire coils or a sintered block body, the power supply lines of which are fused vacuum-tight in the quartz glass seats by means of transition glasses or molybdenum foils.

Abb. i zeigt eine Lampe für i5o Watt Leistungsaufnahme bei einem Betriebsdruck von #io Atmosphären. Die etwa i min weite Ansatzkapillare i des röhrenförmigen Quarzglasgefäßes 2 enthält einen verschiebbaren eisenhaltigen Tauchstift 3, der frei in den En ladungsraum hineinragt und 2 nach Fertigstellung des Lampengefäßes mittels eines nicht dargestellten Magneten so weit in die vollkommen mit Quecksilber 4 gefüllte Kapillare i zurückgeschoben wird, bis das dabei aus der Kapillare in den Entladungsraum verdrängte und vollkommen verdampfende Quecksilber den gewünschten Betriebsdruck liefert. Bei einem Tauchstiftdurchniesser von 0,5 mm bedeutet ein Zurückverschieben um i mm ein zusätzliches Einbringen einer Quecksilbermenge von etwa 2,5 mg in den etwa :2o mg Quecksilberdampf enthaltenden Entladungsraum. je dünner der Tauchstift gewählt wird, umso genauer läßt sich der Dampfdruck einstellen. Die endgültige Betriebslage des Tauchstiftes 3 kann auf irgendeine mechanische Art, etwa mittels einer Reibungsfeder oder unter Zuhilfenahme einer Feinspindel oder mittels eines leichter als Quarzglas schmelzenden, in der Kapillare oder am Tauchstift angeordneten Lotkörpers festgelegt werden, der nur bei äußerer starker Erhitzung der lKapillare flüssig wird. Mit einem Tauchstift 3 läßt sich im Betrieb der Lampe auch eine dauernde selbsttätige Regelung des Dampfdruckes und damit der Lichtbogenleistungsaufnahme erreichen, indem man ihn durch einen Vorschaltmagneten steuert.Fig. I shows a lamp for 150 watts of power consumption at an operating pressure of 100 atmospheres. The approximately i min wide attachment capillary i of the tubular quartz glass vessel 2 contains a displaceable iron-containing immersion pin 3 which protrudes freely into the loading space and 2, after the lamp vessel has been completed, is pushed back so far into the capillary i, which is completely filled with mercury 4, by means of a magnet (not shown), until the mercury, which is displaced from the capillary into the discharge space and evaporates completely, delivers the desired operating pressure. With a plunger pin diameter of 0.5 mm, a shift back by 1 mm means an additional introduction of an amount of mercury of about 2.5 mg into the discharge space containing about: 20 mg of mercury vapor. the thinner the dipstick is chosen, the more precisely the steam pressure can be set. The final operating position of the immersion pin 3 can be determined in any mechanical way, for example by means of a friction spring or with the aid of a fine spindle or by means of a solder body that melts more easily than quartz glass and is arranged in the capillary or on the immersion pin, which only becomes liquid when the capillary is strongly heated externally . With a plunger 3 , a permanent automatic regulation of the vapor pressure and thus the arc power consumption can also be achieved when the lamp is in operation by controlling it by a ballast magnet.

Dies veranschaulicht Abb. 2 in Verbindung mit einer Hochdrucklampe für etwa 2,5 Atmosphären, bei der zusätzlich auch noch der gegenseitige Ab- stand der Elektroden 5 gleichzeitig mit dem Dampfdruck verändert wird. In der Kapillare.i dieser Lampe ist der die obere Elektrode 5 tragende Eisenstift 6 angeordnet, der über die Druckfeder 7 mit der Stromeinführung 8 verbunden ist. Die Magnetspule 9 ist mit der Lichtbogenstrecke in Reihe geschaltet und zieht den Eisenkern 6 entgegen der Wirkung der Druckfeder 7 um so weiter in die mit Quecksilber gefüllte Kapillare hinein, je größer die Entladungsstromstärke ist. Steigt diese, so wird durch Wirkung des Magneten sofort einerseits der Elektrodenabstand vergrößert und andererseits durch den sich in die Kapillare hineinschiebenden Eisenkern 6 zusätzlich Quecksilber in den Entladungsraum verdrängt. Es wird also aus zwei Gründen der elektrische Widerstand der Lichtbogenstrecke vergrößert und dadurch der Zunahme der Leistungsaufnahme entgegengewirkt. Auf diese Weise gelingt es beispielsweise, die Überdruckel entladungslampe ohne einen strombegrenzenden Vorschaltwiderstand zu betreiben, insbesondere bei sehr hohen spezifischen Lichtbogenleistungsaufnahmen von mehr als etwa ioo Watt/cm, bei denen die Stromspannungskennlinie bereits leicht steigend verläuft.This is illustrated in fig. 2 in connection with a high-pressure lamp for about 2.5 atmospheres, 5 is changed simultaneously with the vapor pressure at the additionally also the mutual spacing of the electrodes. The iron pin 6 carrying the upper electrode 5 is arranged in the Kapillare.i of this lamp and is connected to the current inlet 8 via the compression spring 7 . The magnetic coil 9 is connected in series with the arc gap and pulls the iron core 6, counter to the action of the compression spring 7, the further into the capillary filled with mercury, the greater the discharge current. If this increases, the action of the magnet immediately increases the electrode spacing on the one hand and, on the other hand, additionally displaces mercury into the discharge space through the iron core 6 pushing into the capillary. There are two reasons why the electrical resistance of the arc gap is increased, thereby counteracting the increase in power consumption. In this way, it is possible, for example, to operate the overpressure discharge lamp without a current-limiting series resistor, especially with very high specific arc power consumption of more than about 100 watt / cm, at which the current-voltage characteristic is already slightly increasing.

Die Quecksilberhöchstdrucklampen nach den Abb. 3 bis 8 sind für einen Betriebsdampfdruck von 4o bis 7o Atmosphären bemessen. Sie enthalten außer einer bestimmten Quecksilbermenge eine Gasfüllung von verhältnismäßig hohem Druck, da im Gegensatz zu den üblichen Quecksilberhöchstdrucklampen hier auf die Zündspannung keine Rücksicht genommen zu werden braucht, weil diese Lampen nach dem Abreiß- oder Kontaktprinzip gezündet werden. Es empfehlen sich Gasfüllungen von einigen ioo Torr bis zu vielen Atmosphären. Anwendbar sind aber auch kleine und kleinste Gasdrücke. Es können jetzt ferner Gase, wie z. B. Stickstoff oder Helium, benutzt werden, die einen hohen Gradienten aufweisen. Die Wahl eines hohen Grundgasdruckes bringt verschiedene Vorteile. Die Anfangsbrennspannung ist erheblich höher und damit die Anfangsleistungsaufnahme, was den Einbrennvorgang stark abkürzt. Ein höherer Gasdruck drängt ferner die Elektrodenzerstäubung erheblich zurück. Aus diesen Gründen ist die Gefahr der Wandschwärzung wesentlich geringer. Im gleichen Sinne wirkt sich vorteilhaft aus, daß nunmehr die Elektrodenbaustoffe ohne Rücksicht auf die Zündung gewählt werden können. Es können schwer verdampfende Aktivierungsstoffe, wie Thoroxyd, oder sogar blanke, nur aus hochschmelzendein Metall, insbesondere Wolfram, bestehende Elektrodenkörper Verwendung finden. Es hat sich gezeigt, daß sich aus diesen Gründen mit Abreißzündlampen nach der Erfindung Lebensdauern erreichen lassen, die um ein Vielfaches über dem bisher mit überdrucklampen erzielten liegen.The high pressure mercury lamps according to Figs. 3 to 8 are designed for an operating vapor pressure of 40 to 70 atmospheres. In addition to a certain amount of mercury, they contain a gas filling of relatively high pressure, since, in contrast to the usual high-pressure mercury lamps, the ignition voltage does not need to be taken into account here, because these lamps are ignited according to the tear-off or contact principle. Gas fillings from a few thousand Torr to many atmospheres are recommended. However, small and very small gas pressures can also be used. It can now also gases such. B. nitrogen or helium can be used, which have a high gradient. Choosing a high base gas pressure has various advantages. The initial burning voltage is significantly higher and thus the initial power consumption, which greatly shortens the burn-in process. A higher gas pressure also pushes back the electrode sputtering considerably. For these reasons, the risk of wall blackening is much lower. In the same sense, it has an advantageous effect that the electrode building materials can now be selected regardless of the ignition. Hardly evaporating activation substances such as thoroxide or even bare electrode bodies consisting only of high-melting metal, in particular tungsten, can be used. It has been shown that, for these reasons, lifetimes can be achieved with detachable ignition lamps according to the invention which are many times higher than that previously achieved with overpressure lamps.

Erfreulicherweise hat sich bei den Versuchen mit solchen Abreißhöchstdrucklampen gezeigt, daß beim Ausschalten und sofortigen Wiedereinschalten der noch heißen Lampe ein befürchtetes Kleben bzw. Verschweißen der heißen Glühelektrodenkörper nicht auftritt; es kann daher eine solche Lampe bei vollem Betriebsdruck ohne weiteres mit voller Leuchtstärke sofort wieder gezündet werden, so daß beispielsweise ein Höchstdruckblinkbetrieb möglich wird, etwa das häufige Abblenden und sofortige Wiederaufleuchten von Fahrzeugscheinwerfern, Zur Herbeiführung der sofortigen Wiederzündung nach bisher üblicher Art wäre eine sehr hohe Spannung von vielen #iooo Volt erforderlich. Die dargestellten Abreißzündlampen können ferner ohne weiteres mit niedrigen Spannungen von beispielsw*eise 2,o bis ,go Volt gezündet und betrieben werden, eignen sich also unter anderem für den Betrieb an üblichen Fahrzeugbatterien oder sogar Trockenbatterien.Fortunately, during the tests with such high-pressure tear-off lamps shown that when switching off and immediately switching on the still hot lamp a feared sticking or welding of the hot glow electrode body is not occurs; such a lamp can therefore easily be used at full operating pressure can be re-ignited immediately at full luminosity, so that, for example, a High-pressure flashing operation becomes possible, such as frequent dimming and immediate re-lighting of vehicle headlights, to bring about the immediate re-ignition after previously Usually a very high voltage of many #iooo volts would be required. the Tear-off ignition lamps shown can also easily operate with low voltages For example, 2, o to, go volts are ignited and operated So, among other things, for operation on conventional vehicle batteries or even dry batteries.

Bei der Lampe nach Abb. 3 enthält die Ansatzkapillare i einen unter der Wirkung der Druckfeder i o stehenden S chaltstift 3, dessen rückwärtiger Teil aus Eisen besteht und dessen vorderer, aus Wolfram gebildeter Bügel ia die Elektroden stromleitend überbrückt.Mittels einer nicht dargestellten, auf die Kapillard aufgesetzten Magnetspule, die mit der Lampe in Reihe geschaltet ist, wird beim Schließen des Netzschalters der Schaltstift in die Kapillare hineingezogen, wobei sich der Lichtbogen zwischen den beiden Blockelektroden bildet.In the lamp according to Fig. 3, the Ansatzkapillare contains i a chaltstift under the action of the compression spring io stationary S 3, whose rear part is made of iron and conducting current, not shown, whose front, formed from tungsten bracket ia the electrodes überbrückt.Mittels one to the Capillary attached magnetic coil, which is connected in series with the lamp, the switching pin is drawn into the capillary when the power switch is closed, whereby the arc is formed between the two block electrodes.

Bei der Lampe nach Abb- 4 ist die Kapillare wie nach Abb. u im Innern des Einschmelznippels 12 angeordnet. In ihm ist der stiftförtnige Elektrodenhaltekörper geführt, dessen vorderer Teil,i,3 die obere Elektrode 5 trägt und dessen rückwärtiger Teil 6 aus Eisen besteht. An dem zur Molybdänfolie führenden Verbindungsdraht 15 ist die Druckfeder 16 angeschweißt, die den Elektrodenhaltekörper nach vorn drückt, sodaß die beiden Glühelektroden 5 fest aufeinanderliegen. Wie bei der Lampe nach Abb. 3 wird auch hier mittels eines Vorschaltmagneten der Elektrodenhaltekörper zurückgezogen, wobei sich durch Trennen der Glühelektroden der Lichtbogen zwischen ihnen bildet. Zur Erzielung besonders kleiner Magnetabmessungen ist über die Kapillare ein; Solenoid 17 mit 1 äußerem Eisenkäfig 17a und Eiseninnenrohr 17b geschoben, bei dem also der Kraftlinienweg bis auf den durch die Aussparung 17c gebildeten Luftspalt ganz in Eisen verläuft. Der Luftspalt i7c wird zweckmäßig durch ein nichtmagnetisches Rohr, etwa. aus -Messing, aufgefüllt.In the case of the lamp according to FIG. 4, the capillary is arranged in the interior of the sealing nipple 12 as shown in FIG. The pin-shaped electrode holder body is guided in it, the front part of which, i, 3 carries the upper electrode 5 and the rear part 6 of which is made of iron. The compression spring 16 is welded to the connecting wire 15 leading to the molybdenum foil and pushes the electrode holder body forward so that the two glow electrodes 5 lie firmly on top of one another. As with the lamp according to Fig. 3 , the electrode holder body is withdrawn by means of a ballast magnet, with the arc being formed between them by separating the glow electrodes. To achieve particularly small magnet dimensions, a; Solenoid 17 with 1 outer iron cage 17a and iron inner tube 17b pushed, in which the path of the lines of force runs entirely in iron except for the air gap formed by the recess 17c. The air gap i7c is expediently by a non-magnetic tube, for example. made of brass, padded.

Bei der Lampe nach Abb. 5 ist der rückwärtige, aus Eisen bestehende Teil 6 des Elektrodenhaltekörpers mit erheblich kleinerem Durchmesser ausgeführt und von einer als Zugfeder dienenden, mit Vorspannung eingesetzten Wolfrarnwendel -18 umgeben, die einerseits an den zur (Molybdänfolie 14 führenden Verbindungsdraht(i5 und andererseits an der Schulter"ig des Elektrodenhaltekörpers angeschweißt ist. Die Glühelektroden 5 sind in der Ausgangsstellung einige Millimeter voneinandei entfernt. Zur Zündung wird der Elektrodenhaltekörper entweder durch axialen Stoß auf die Lampe oder beim Schwenken der Lampe durch Fliehkraft nach vorn gestoßen bzw. geschleudert oder magnetisch vorübergehend nach vorn gezogen, so daß sich die Glühelektroden vorübergehend berühren. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Elektromagnet über einen in der Ausgangsstellung offenen Bimetallglimmschalter parallel zur Lampe ,geschaltet sein. Beim Schließen des Netzschalters bringt dann die Netzspannung den Glimmschalter und damit den Magneten zum Ansprechen, während nach erfolgter Zündung der Lampe der Magnetstromkreis stromlos wird, sofern die Brennspannung der Lampe die Zündspannung des Glimmschalters nicht erreicht. Ein solcher Magnet ist immer nur einen Bruchteil einer Sekunde eingeschaltet, kann daher für hohe überlastung sehr klein ben-lessen sein.In the lamp according to Fig. 5, the rear, made of iron part 6 of the electrode holder body with substantially smaller diameter carried out and surrounded by a serving as a tension spring, inserted with pretension Wolfrarnwendel -18, on the one hand to the leading to the (the molybdenum foil 14 bonding wire (i5 and on the other hand is welded to the shoulder of the electrode holder body. The glow electrodes 5 are a few millimeters apart in the initial position For this purpose, for example, an electromagnet can be connected in parallel to the lamp via a bimetallic glow switch that is open in the initial position d so that the magnet to respond, while after the lamp has been ignited, the magnetic circuit is de-energized if the operating voltage of the lamp does not reach the ignition voltage of the glow switch. Such a magnet is only switched on for a fraction of a second and can therefore be very small for high overload.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 findet ein längs beweglicher Schaltstift 3 Anwendung, der in Metallröhrchen oder zwei fest in die Quarzkapillare eingeschmolzenen Wolframdrahtwendeln :2o mit dicht aneinander liegenden Windungen geführt ist. Beim Einschmelzen solcher, etwa aus Wolfram oder Molybdän bestehender Wendeln wird in diese vorübergehendein pa:ßrechter Wolfram- oder Molybdänkerndraht -eingeschoben, der nach dem Andrücken des erweichten Quarzglases an die Wendel dann entfernt wird. I5'1:e eingeschmolzene Wendel ist an ihrem vordersten Teil 2#i gleichzeitig als Glühelektrode ausgebildet. Der bewegliche Schaltstift 3 ist hier also durch einen axialen Kanal der Glüh- elektrode :21 hindurchgeführt. Er wird durch die eine Vorspannung aufweisende Druckfeder 2:2 in der gezeichneten Ausgangsstellung gehalten, bei der seine Spitze im Innern der Glühelektrode 21 en'det. Mittels eines Magneten und der auf den Schaltstift aufgeschrumpften Eisenhülse -23 wird der Schaltstift beim Zündvorgang vorübergehend durch die Glühelektrorde 2 1 hindurch zur Gegenelektrode gestoßen. Beim Zurückgehen des Schaltstiftes dient er zuerst als Lichtbogenansatz, bis der Lichtbogen dann beim Verschwinden des Schaltstiftes in der Glühelektrode 21 auf diese überspringt. Die gleiche EI ektrodenbauart kann verwendet werden, wenn der Schaltstift auch in der Betriebsstellung aus der Glühelektrode herausragt, also dauernd als Lichtbogenansatz dient. in diesem j#a11 erfüllt der dar-", e 01 stellte Körper 2 1 die Aufgabe, eine genügende Wärmeableitung herbeizufaren. Bei der Herstellung der dargestellten Lampe werden nach dem Einschmelzen der obereilMolybdänfoliealleEinbauteile durch den ngcl-i offen gezeichneten unteren Einschmelzstutzen eingeschoben.In the embodiment according to Fig. 6 , a longitudinally movable switching pin 3 is used, which is guided in small metal tubes or two tungsten wire coils that are firmly fused into the quartz capillary: 2o with tightly adjacent turns. When such coils, for example made of tungsten or molybdenum, are melted, a right tungsten or molybdenum core wire is temporarily inserted into them, which is then removed after the softened quartz glass has been pressed against the coil. I5'1: e melted-in helix is formed on its foremost part 2 # i at the same time as a glow electrode. The movable switching pin 3 is thus passed through an axial channel of the glow electrode: 21. It is held in the initial position shown by the compression spring 2: 2, which is pretensioned, in which its tip ends inside the glow electrode 21. By means of a magnet and the iron sleeve -23 shrunk onto the switch pin, the switch pin is temporarily pushed through the glow electrodes 2 1 to the counter electrode during the ignition process. When the switch pin goes back, it first serves as an arc attachment until the arc then jumps over to the glow electrode 21 when the switch pin disappears. The same EI ektrodenbauart can be used if the switching pin protrudes from the glow electrode in the operating position, so it is used continuously as an arc attachment. In this case, the body 2 1 shown fulfills the task of producing sufficient heat dissipation. In the manufacture of the lamp shown, after the upper part of the molybdenum film has been melted, all components are inserted through the lower melt connection, which is shown openly.

Abb. 7 und 7a zeigen eine Ausführungsform, bei der der bewegliche Körper in de# Kapillare lediglich gedreht wird, so daß bei seiner Betätigung keinerlei Ouecksilberverdrängung stattfindet. Der im Querschnitt diametral von einem Eisenplüttchen 24 durchsetzte Elektrodenhaltekörpern#5 ist durch das Torsionsblättchen:26 mit der Stromeinführung i,# verbunden. Der senkrecht zur Ebene des Eisenblättchens 24 gestellte Magnet 1227 kann den Elektrodenhaltekörper um etwa gd' verdrehen, so daß die von ihm getragene Elektrode 28 mit der etwas exzentrisch gestellten Gegenelektrode in Berührung kommt. Beim Ausschalten des Magneten :27 dreht das Torsionsblättchen 26 den Elektrodenhaltel-,örper-#-:#5 unter Ziehung des Lichtbogens wieder zurück.Fig. 7 and 7a show an embodiment in which the movable body is merely rotated in the capillary, so that when it is operated, no mercury displacement takes place. The electrode holder body # 5 through which an iron plate 24 passes diametrically in cross section is connected to the current inlet i, # by the torsion plate: 26. The magnet 1227 placed perpendicular to the plane of the iron flake 24 can rotate the electrode holder body by approximately gd ', so that the electrode 28 carried by it comes into contact with the somewhat eccentrically positioned counter-electrode. When the magnet is switched off : 27 the torsion plate 26 turns the electrode holder - # -: # 5 back again while drawing the arc.

Die neuartige Führungskapillare kann ferner verwendet werden, um bei Dampflampen, z. B. bei den bisher üblichen, mit einer Edelgasgrundfüllung von wenigen Torr versehenen, die Einbrennzeit'abzukürzen bzw. um die Zündung einer Hochdruckdampflampe, die keine Gasgrundfüllung enthält, zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird der in den Entladungsraum hineinreichende Teil des längs beweglichen Elektrodenhaltekörpers, Hilfskörpers oder Schaltstiltes derart ausgebildet, daß er in der Kontaktstellung durch den über ihn fließenden Strom zum Glühen aufgeheizt wird. Durch geeignete Bemessung eines solchen, beispielsweise als Glüh-bzw. Leuchtwendel oder als Halbleiterwiderstand ausgebildeten Heizkörpers kann erreicht werden, daß die Lampe von Anfang an eine erhebliche Leistung aufnimmt und schnell in den - Betriebszustand gelangt. Dieser Heizkörper kann gleichzeitig zum Zünden dienen; er wird dann erst nach genügender Dampfdruckbildung zurückgezogen, zweckmäßig in die Kapillare hinein, so daß er im Betriebszustand der Lampe nicht stört.The novel guide capillary can also be used in the case of vapor lamps, e.g. B. with the previously common, with a noble gas basic filling of a few Torr, to shorten the burn-in time or to enable the ignition of a high-pressure vapor lamp that does not contain a basic gas filling. For this purpose that part of the longitudinally movable electrode holder body, auxiliary body or switching style extending into the discharge space is designed in such a way that it is heated to glow in the contact position by the current flowing through it. By suitable dimensioning of such, for example as an annealing or. Luminous spiral or formed as a semiconductor resistance heater can be achieved in that the lamp from the start to receive a significant performance and fast in - reach operating state. This radiator can also be used for ignition; it is then withdrawn only after sufficient vapor pressure has formed, expediently into the capillary, so that it does not interfere with the operating state of the lamp.

Eine so ausgebildete Höchstdrucklampe zeigt die Abb. 8. Der von der Metallhülse 2o11 geführte Schaltstift 3 ist an der Bimetallfeder 3o befestigt und weist einen zuerst als Aufheizglühkörper und dann als Glühelektrode dienenden Kopfteil 31 auf. In der gezeichneten Ausgangsstellung berührt der Heizglühkörper 3,1 die Gegenelektrode 32. Der über ihn fließende Strom bringt ihn zum Glühen und Leuchten. Mit der Erwärmung des röhrenförrnigen Lampengefäßes 2 verkürzt sich die gegebenenfalls auch durch Stromdurchfluß geheizte Bimetallfeder 30, wobei der Heizglühkörper 31, den Lichtbogen zieht.A high-pressure lamp designed in this way is shown in Fig. 8. The switching pin 3 guided by the metal sleeve 2o11 is attached to the bimetal spring 3o and has a head part 31 which first serves as a heating element and then as a glow electrode. In the initial position shown, the heating element 3.1 touches the counter electrode 32. The current flowing through it causes it to glow and glow. As the tubular lamp vessel 2 is heated, the bimetallic spring 30, which may also be heated by the flow of current, is shortened, with the glow element 31 drawing the arc.

Mittels eines derartigen ?Luch bei reiner Höchstdruckgasfüllung günstigen, gegebenenfalls mit Aktivierungsstoffen versehenen Heizglühkörpers kann insbesondere die Zündung bei Wechselstrombetrieb erleichtert bzw. herbeigeführt werden, entweder weil der Heizglühkörper die Glühelektrolden mitaufheizt oder weil er selbst vorübergehend als Lichtbogenansatz dient.By means of such a? Luch with pure high pressure gas filling, favorable, Heating incandescent body optionally provided with activating substances can in particular the ignition can be facilitated or brought about in AC operation, either because the heating element also heats up the glow electrodes or because it temporarily itself serves as an arc approach.

Überdruckentladungslampen mit verkürzter Einbrennzeit bzw. hoher Anfangsspannungsaufnahrne eignen sich besonders für einen Betrieb mit einer VorschaltleuchtwendelldadiesebeimEinschaltender Lampe nicht mehr oder nur noch wenig überlastet wird. Die Brennspannung der Überdrucklampe läßt sich dann auf mehr als 6o% der Netzspannung heraufsetzen.Overpressure discharge lamps with shortened burn-in times or higher initial voltage absorption are particularly suitable for operation with a ballast filament that is switched on when the Lamp is no longer or only slightly overloaded. The operating voltage of the overpressure lamp can then be increased to more than 60% of the mains voltage.

Die Beseitigung von Anlaufschwierigkeiten mittels eines höheren Gasdruckes bzw. eines Heiz-'(Slühkörpers erlaubt nunmehr gegebenenfalls eine lyünsti,-ere Bemessung des Lampengefäßes. Dieses kann auch bei sehr kleinen Lampenleistungen dickwandiger und mit beispielsweise um 12o % größerem Durchmesser ausgeführt werden, was die Lebensdauer erheblich verbessert.The elimination of start-up difficulties by means of a higher gas pressure or a heating element (sluice body now allows a more precise dimensioning if necessary of the lamp vessel. This can be thick-walled even with very low lamp powers and with a diameter that is 12o% larger, for example, what the Service life significantly improved.

Die neuen überdruckentladungsgefäße mit quecksilbergefüllter Kapillare eignen sich für Verwendungszwecke, bei denen die sichtbare oder unsichtbare Lichtbogenstrahlung oder die Heizwirkung des gegebenenfalls aus Metall bestehenden Gefäßes ausgenutzt wird; sie lassen sich aber auch als stufenlose Ohrnsche Regelwiderstände mit hoher Leistungsaufnahme bei kleinstem Raumbedarf oder in Ausnutzung ihrer besonderen Stromspannungswiderstandskennlinien als Schaltmittel, etwa zur Konstanthaltung von Strömen oder Spannungen oder als Relais benutzen. Bei unsymmetrisch ausgebildeten Elektroden oder Gittersteuerung eignen sie sich als Gleichrichter. Wegen der Wirkung der Kapillarkräfte sind die neuen überdruckentladungsgefäße weitgehend unempfindlich in bezug auf die Betriebslage. An Stelle eines Elektromagneten kann auch ein Dauermagnet dienen, der zum Zünden, Elektrodeneinstellen oder Dampfdruckregeln -,erschoben wird und dabei einen etwa nur mit leichterReibungshemmung in derKapillare beweglichen Elektrodenhaltekörper oder Schaltstift verschiebt.The new overpressure discharge vessels with mercury-filled capillaries are suitable for uses where the visible or invisible arc radiation or the heating effect of the vessel, which may be made of metal, is used will; but they can also be used as stepless variable resistors with high Power consumption with the smallest space requirement or by using their special current-voltage resistance characteristics as switching means, for example to keep currents or voltages constant or as Use relay. With asymmetrical electrodes or grid control they are suitable as rectifiers. Because of the action of capillary forces, the new overpressure discharge vessels largely insensitive to the operating position. Instead of an electromagnet, a permanent magnet can be used to ignite, Adjusting the electrodes or regulating the steam pressure - which is pushed and doing something about Electrode holder body movable in the capillary only with slight friction inhibition or shift pin moves.

Bei den Versuchen mit nach der Erfindung ausgebildeten Höchstdrucklampen hat sich gezeigt, daß man mit sehr kleinen Quecksilbermengen auskommen kann. Bei sehr kleinen Abmessungen der Kapillare und bei paßrechter Ausbildung ihrer Einbauteile läßt sich der freie Spielraum in der Kapillare ohne Schwierigkeit so klein halten, daß im Betriebszustand des Entladungsgefäßes die in der Kapillare vorhandene flüssige Quecksilbermenge weniger als das Fünfzehnfache, vorzugs-ZD weise weniger als das Fünf f ache der im Entladungsraum verdampften Quecksilbermenge beträgt; beispielsweise enthält die bis zum Mündungsteil mit Quecksilber gefüllte Kapillare einer Lampe nach Abb. 6 mir mehrere Kubikmillinieter Quecksilber.In the tests with high pressure lamps designed according to the invention it has been shown that one can get by with very small amounts of mercury. With very small dimensions of the capillary and with a properly fitting design of its built-in parts, the free space in the capillary can be kept so small without difficulty that in the operating state of the discharge vessel the amount of liquid mercury present in the capillary is less than fifteen times, preferably less than that five surface f of the vaporized mercury in the discharge space amount; For example, the capillary of a lamp according to Fig. 6, which is filled with mercury up to the muzzle, contains several cubic millimeters of mercury.

In einzelnen Fällen empfiehlt es sich, nicht nur eine Elektrode, sondern beide Elektroden, bzw. bei Lampen mit mehr als zwei Elektroden gegebenenfalls alle Elektroden mit in Kapillaren verschiebbaren Elektrodenhaltekörpern bzw. Schaltstiften zu versehen, so daß beispielsweise beim Zündvorgang der Lichtbogen zuerst nur an den gegebenenfalls allein mit Aktivierungsstoffen versehenen Schaltstiften ansetzt, bis er dann auf die Elektroden selbst überwandert.In individual cases it is advisable to use not just one electrode, but both electrodes, or possibly all of them in the case of lamps with more than two electrodes Electrodes with electrode holders or switch pins that can be moved in capillaries to be provided, so that, for example, during the ignition process, the arc only starts at first attaches the switch pins, which may have been provided with activating substances alone, until it then migrates to the electrodes themselves.

Claims

PATENT CLAIMS: electrical overpressure discharge vessel with glow electrodes and attachment capillary which, when the discharge vessel is in operation, is closed off from the discharge space by a mercury filling that extends into the hot capillary inlet part, in particular a high pressure mercury lamp for lighting and irradiation purposes, characterized in that the ouecksilber is closed by the ouecksilber pin-shaped auxiliary body is arranged to be longitudinally movable, rotatable or adjustable, for example to adjust the electrode spacing, to regulate the operating steam pressure or to bring about a breakaway ignition.

2. Overpressure discharge vessel according to claim i, characterized in that as a result of the very small dimensions of the capillary and properly fitting design of its built-in parts in the operating state of the discharge vessel, the amount of liquid mercury present in the capillary is less than fifteen times, preferably less than five times, the amount of mercury evaporated in the discharge space. 3. Overpressure discharge vessel according to claim i and 2, characterized in that a pin-shaped auxiliary body guided in the capillary with little play is movably mounted in such a way that it can be temporarily brought into contact with both glow electrodes. 4. Overpressure discharge vessel according to claim i to 3, characterized in that a tension or compression spring which preferably surrounds the pin-shaped auxiliary body and rests on the capillary wall is installed in the capillary and holds the pin-shaped auxiliary body either in the ignition position or in the operating position. 5. Überdruckentladungsgefiffl according to claim i to 4, characterized in that in the capillary serving to guide the pin-shaped auxiliary body, wound wire helix or sleeve is firmly melted. 6. Overpressure discharge vessel according to claim i to 5, characterized in that the capillary is formed by a current conductor melt-in socket and the current line to the glow electrode takes place via the Otiecksilber or the pin-shaped auxiliary body or a melted guide coil or guide sleeve. 7. Overpressure discharge vessel according to Claimu to 6, characterized in that the guide coil, which is firmly fused in the capillary and preferably made of tungsten, protrudes into the discharge space and there carries the glow electrode, forms it or encloses it to increase the heat dissipation. 8. overprinting charge vessel according to claim i to 7, characterized in that the pin-shaped auxiliary body carries the glow electrode or its head part is designed as a glow electrode. G. Overpressure discharge vessel according to Claims 1 to 8, characterized in that the pin-shaped auxiliary body is passed through a bore or a channel in the glow electrode, preferably through its tip, and is withdrawn into the interior of the glow electrode after the spark ignition has been initiated. ok Overpressure discharge vessel according to Claims 1 to 9, characterized in that a pin-shaped auxiliary body rotatably mounted in the capillary has a; Has laterally bent head part. ii. Overpressure discharge vessel according to claims ii to io, characterized in that the base gas filling, which expediently has a pressure of more than 100 Torr, consists of nitrogen or helium or contains these gases in a mixture with other noble gases. n2. Overpressure discharge vessel according to Claims i to ri, with the solenoid pushed over the capillary, characterized in that the path of the solenoid's line of force is iron-enclosed except for an air gap approximately 3 to 8 mm wide, which is achieved through a recess in the inner solenoid tube surrounding the capillary. 13. overpressure discharge vessel with high initial burning voltage according to claims i to i-- "characterized in that its operating burning voltage is set to more than 6o '/ o of the mains voltage when using a ballast filament filament. 14, overpressure discharge vessel according to claims i to 13, characterized in that for Movement of the pin-shaped auxiliary body a piston inserted as tightly as possible in the capillary serves, which is displaced by generating pressure in the discharge space or in the possibly gas-filled end part of the capillary Ignition process acting pen-shaped auxiliary body only this is provided with activating substances.