DE910934C

DE910934C - Elektrische Mischlichtlampe

Info

Publication number: DE910934C
Application number: DEB1157D
Authority: DE
Inventors: Johann Buser
Original assignee: JEAN JACQUES BRODBECK
Current assignee: JEAN JACQUES BRODBECK
Priority date: 1937-02-02
Filing date: 1938-01-30
Publication date: 1954-05-06
Also published as: GB510590A; FR832724A; GB510539A; BE425995A; US2329455A

Description

CWlGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 6. MAI 1954

Es sind elektrische Lampen in den verschiedensten/ Ausführungen bekannt., die aus einem Lampenkolben mit Anschlußsockel bestehen, in welchem die Leuchtkörper, wie Glühfaden, Quecksilber- oder Natriumdampfentladumgsstrecken od. dgl., untergebracht sind/.

Die bekanntesten Leuchtkörper, wie z. B. Glühfaden (Gas- oder Metalldampfentladungsstrecken sind Bogenlampen), entsenden entweder ein monochromatisches oder aber ein vom Tageslicht doch noch stark abweichendes Licht. Während das überreiche rote Glühfadenlicht als eine warme, gut bekömmliche Lichtfarbe bezeichnet wird, wird das Bogenlicht aus Hg-Dampf, dessen Lichtausbeute bei einem Hochdruckbrenner das Zweieinhalbfache beträgt, als kaltes, unbekömmliches Licht gewertet. Fehlen dem Quecksilberdampflicht in der Hauptsache nur die roten Strahlen, so fehlen dem Natriumdampflicht fast sämtliche Farben außer gelb. Um die große Lichtausbeute der Hg-Dampflampen zunutze zu ziehen, hat man bekanntlich bereits Dampflicht mit Glühfadenlicht gemischt und dabei ein dem Tageslicht ähnliches Licht erzielt. Dieses Licht wurde z. B. erzeugt, indem man Quecksilberdampflampen zusammen mit Glühfadenlampen in einem gemeinsamen Glaskolben verwendete. Durch das so erzeugte Mischlicht wird zwar eine angenehmere Beleuchtung erzielt, es ergibt

sich aber, wenn diese verschiedenfarbiges Licht aussendenden Lampen exzentrisch nebeneinander zum Leuchten gebracht werden, ein neuer Übelstand, der darin besteht, .daß die erzeugte Lichtmischung in verschiedenen Raumpunkten nie die gleiche ist. Ein weiterer Übelstand ist die unbedingte Anschaffung neuer Beleuchtungskörper, die für Mehrflammigkeit eingerichtet sind.

Die Stromspannungscharakteristik von Metalldampfentladungslampen macht die Vorschaltung einer Stabilisierungsimpedanz notwendig. Es sind auch Lampen bekannt, bei welchen diese Impedanz zur Vermeidung von Drosselspulen in Form eines Glühfadens vorgeschaltet und im selben Kolben untergebracht ist. Es handelt sich hierbei somit um Lampen, bei denen das Entladungsgefäß mit einem als Stabilisierungsimpedanz dienenden Glühfaden in Reihe geschaltet ist.

Um aber eine annähernde Ergänzung des Spektrums der Hg-Entladungsstrahlung mittels des Vorschaltleuchtkörpers zu erhalten, mußte man bei solchen Mischlichtlampen die Entladungsstrecke so klein bemessen, daß mehr als 50⁰/» der Netzspannung auf den vorgeschalteten Glühfaden entfiel. Die Verwendung eines derart groß bemessenen Vorschaltleuchtkörpers, der bei weitern die zur Strombegrenzung erforderliche Größe des Vorschaltwiderstandes übersteigt, war bei diesen Lampen deswegen notwendig, weil die Lichtausbeute der kein, oder nur wenig Rot aussendenden Entladung das Mehrfache der Lichtausbeute des Vorschaltleuchtkörpers beträgt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Mischlichtlampen, bei denen die Strahlungsergänzung nur durch den Vorschaltleuchtkörper erzielt werden soll, liegt jedoch noch darin, daß die der Entladungsstrecke verbleibende niedrige Spannung eine Herabsetzung der hohen Lichtausbeute der Entladung herbeiführt.

Da die normale Brennspannung von Hochleistungsentladungsbrennern viel höher ist als die Erstbrennspannung (unmittelbar nach erfolgter Zündung sich einstellender Spannungsabfall), so muß der Glühfadenwiderstand so- bemessen sein, daß er bei Aufnahme des Zünd- und Einbrennr stromes nicht überlastet ist, was zur Folge hat, daß er im stationären Betrieb eine schlechte Ökonomie gewährleistet. Beträgt beispielsweise bei einem Hg-Dampfbren.ner die Netzspannung 220 V und ist die Erstbrennspaninung der Entladung 30 V. so muß dem als Impedanz dienenden Glühfaden, wenn man von ihm eine nützliche Lebensdauer, die sich der Entladlungsstrecke angleicht (2ooo^h) verlangt, ein Spannungsabfall zugeteilt werden, der die Differenz zwischen Netzspannung und Erstbrennspannung (220 —30 = 190 V) ausmacht. Bei einer solchen Hoohdruckrohre steigt aber die Brennspannung bis zum Endwerti auf über 50% der Netzspannung.

Durch Kurzschließung eines Leuchtkörperteils suchte man diesem Mangel zu begegnen. Es ist aber schon schwierig, bei den stoßartigen Spannungsverhältnissen in der Entladungsstrecke dem Faden eine nützliche Lebensdauer zu sichern, und eine selbsttätige Schaltvorrichtung verursacht leicht die Störungen im Betrieb der Lampe. Außerdem 6g ist bei einer solchen Lampe der Lichtstrom des Fadens viel zu gering, um die dem Hg-Licht fehlenden Rotstrahlen zu ersetzen.

Bei Verwendung einer im Dauerbetrieb nur annähernd die halbe Netzspannung aufnehmenden Ouecksilberhochdruckentladungsstrecke, dem ein Glühfaden vorgeschaltet ist, ergibt sich daher eine für Allgemeinbeleuchtung und insbesondere eines zur Farbenerkennung geeigneten Lichtes ungenügende Zusammensetzung der Lichtausstrahlung.

Ein Nachteil der Dampfentladungslampe ist bei Speisung aus Wechselstromnetzen der, daß die Lichterzeugung entsprechend der Periodenzahl des Wechselstromes unterbrochen ist und das Licht somit flackert. Dieses Flackern wirkt sich für das menschliche Auge bei rotierenden Gegenständen in besonders ungünstigem Maße aus.

Bei Lampen dieser Art hat man auch schon den Lampenkolben mit einem Anschlußsockel, z. B. Edisonschraubsockel, versehen und in dem Kolben eine die Seele der Lampe bildende Metalldampfentladungsröhre mit mindestens einem im Bereich derselben und gleichachsig dazu angeordneten Glühfaden untergebracht, so daß eine bessere Lichtverteilung, bessere Mischung und günstigere ther- go mische Beeinflussung auf die Röhre erzielt sind als wenn sich der Glühfaden neben der Röhre parallel dazu erstrecken würde.

Die Erfindung beseitigt! die bisherigen Übelstände dadurch, daß Metalldarnpfröhre und Glühfaden zur Bildung getrennter, voneinander unabhängiger Stromkreise parallel geschaltet sind, so daß der Glühfaden unmittelbar und die Metalldampfröhre über eine ihr vorgeschaltete Impedanz an das Netz angeschlossen werden können. Im Betrieb wird der Glühfaden infolge seines Anschlusses an die volle Netzspannung sofort nach dem Einschalten unabhängig vom Entladungsvorgang unter seiner regelrechten Belastung zum Leuchten gebracht. Gleichzeitig kommt durch die Wärmeausstrahlung des Glühfadens das Entladungsrohr unter allmählichem Anstieg des Dampfdruckes zur Zünr dung, zur Einschnürung des Lichtbogens und in den ruhigen Brennzustand. So gelangen beide Lichtquellen ungestört voneinander zur vollen Lichtabgabe im Sinne der gewünschten Mischlichterzeugung.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lampe liegt darin, daß der Glühfaden unter Beibehaltung der besten Lichtausbeuten, beider Lichtquellen für diejenige Lichtabgabe bemessen werden kann-, die unter Ausnutzung der besten Lichtbogenverhältnisse für die gewünschte Lichtmischung verlangt wird, und daher so belastet wird, daß sich seine Lebensdauer derjenigen des Entladungsrohres möglichst angleicht. Bei der erfindungsgemäßen Mischlichtlampe kann nun auch die Entladungsstrecke bzw. ihre Brennspannung so bemessen werden, daß die Entladung bei gegebener Netzspannung mit höchster Lichtausbeute arbeitet. Um die Lichtausbeute der bekannten Hochdruck-

entladungsbrenner noch zu steigern, wird bei der Erfindung das Entladungsrohr so ausgebildet, daß der Lichtbogen nach der Einschnürung mindestens annähernd die Achse des Rohres und der Lampe bildet.

Die Lampe gemäß der Erfindung beseitigt auch die unstete Lichterzeugung, die zwangsläufig bei Entladungslampen, hervorgerufen vom Wechselstrombetrieb, auftritt. Denn bei Temperatur-Strahlern vermag das Auge bei 50/PerVSek. Wechselstrom bekanntlich nicht mehr zu folgen bzw. die geringen Schwankungen nicht mehr wahrzunehmen. Das Dampflicht wird, wenn der Glühlichtstrom mindestens annähernd 50% des Gesamtlichtstromes ausmacht, neutralisiert, so daß das Auge, wie bei Glühlicht, die Lichterzeugung wieder als stetig empfindet.

Die elektrische Unabhängigkeit der einzelnen Leuchtkörper, wie sie bei der erfindungsgemäßen Lampe vorhanden ist, hat noch einen einfacheren Betrieb und eine Leistungssteigerung zur Folge. Der einfachere Betrieb liegt in der Einleitung der Zündung. Während bisher für die Zündung an Netzspannung die Entladungsröhren mit Zündgasen, wie Neon, Argon, Helium usw., abgefüllt werden mußten, genügt ein bloßes Vakuum in Röhren gemäß der Erfindung. Die neue Mischlichtlampe kann auch so gebaut werden, daß der im Lampengefäß angeordnete, beim Einschalten sofort in voller Stärke strahlende, parallel geschaltete Leuchtkörper die Aufheizung des Entladungsgefäßes fördert und damit eine wesentliche Abkürzung der Anlaufzeit der Lampe herbeiführt.
Besondere Vorrichtungen zur Verhinderung des Auslöschens des Lichtbogens sind auch nicht erforderlich, weil durch die Wärmeausstrahlung des Glühfadens sich eine Wärmestauung im Lampenkolben .ausbreitet, die das Entladungsrohr vor rascheni, ungewollten Abkühlungen schützt.

Die Lampe gemäß der Erfindung eignet sich nicht nur als Beleuchtungslampe, sondern auch unter Verwendung ultraviolettdurchlässigem Material als Bestrahlungslampe in der Therapie.

Bringt man die für das Entladungsrohr notwendige Impedanz in der erfindungsgemäßen Lampe selbst unter, so genügt ein gewöhnlicher zweipoliger Sockel. Dient als Impedanz hingegen eine größere Drosselspule bzw. ein Streufeldumspanner, so verwendet man vorzugsweise einen mehr als zwei, z. B. dreipoligen Sockel, damit das Vorschaltgerät beliebig angeordnet werden kann. Erfindungsgemäß sind deshalb Glühfaden und Metalldampfröhre einseitig am gleichen und anderseitig an getrennten Polen angeschlossen, so daß der Glühfaden unmittelbar und die Metalldampfentladungsröhre über eine außerhalb des Lampenkolbens ihr vorzuschaltende Impedanz an das Netz angeschlossen werden können. Man kann auch die beiden Lichtquellen wahlweise einzeln oder z-U-sammen brennen und so verschiedene Leuchteffekte mit ein- und derselben Lampe erzielen. Dies erscheint besonders für öffentliche Beleuchtung vorteilhaft. Denn wenn die Abendstunden zu einer ausreichenden Beleuchtung ein Licht erfordern, dessen Spektrum mindestens annähernd dem des Tageslichts entspricht, so genügt in den Nachmitternachtstuniden eine reduzierte Verkehrsbeleuchtung, deren Farbe auch monochromatisch sein könnte.

Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eine der Elektroden der Verdampfungsleuchtröhre durch Vorschalten des Glühfadens ohne Heiztransformator zur Anregung der Elektronenemission unmittelbar vom Netz geheizt. Dies ist insofern von Vorteil, als sich hierdurch eine Zünd.-elektrode erübrigt und sich die Schaltung der Lampe vereinfacht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes nebst drei Abänderungen desselben dargestellt.

Fig. ι ist ein teilweiser Schnitt durch eine sehematisch dargestellte Lampe zur Erzeugung von Mischlicht, und

Fig. 2, 3 und 4 sind drei Abänderungen dieser Lampe, wobei die Lampenkolben nicht gezeichnet sind.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Mischlichtlampe sind in geschlossenen, mit einem dreipoligen Edisonschraubsockel O versehenen Glaskolben A zwei verschiedenartige Leuchtkörper untergebracht, von denen der eine eine Entladungsröhre R², z. B. eine Hg-Dampfröhre, wohingegen der andere ein rings um die Leuchtröhre herum verlaufender, und an die volle Netzspannung angeschlossener Glühfaden R¹ ist. Der Glühfaden R¹ liegt somit im nahen Bereich der die Seele der Lampe bildenden Entladungsröhre R². Die beiden Leuchtkörper, d. h. das Entladungsrohr und der Glühfaden, sind elektrisch unabhängig voneinander geschaltet und einpolig getrennt am Sockel O der Lampe angeschlossen, so daß der Glühfaden direkt vom Netz und die Entladungsröhre über eine Drosselspule bzw. einen Streufeldumspanner betrieben werden kann, r² und r¹ sind die getrennten Anschlußleiter zur Leuchtröhre R² bzw. Glühfaden R¹, und r³ ist der gemeinsame Leiter für beide Leuchtkörper. E¹ und E² sind die Hauptelektroden der Entladungsröhre R², und R^e ist ein der Zündelektrode E³ dieser Röhre vorgeschalteter Widerstand.

Bei der Ausführungsart gemäß Fig. 2 sind der Glühfaden R¹ und die Heizwicklung der ElektrodejE¹ der Röhre R³ in Reihe geschaltet. Somit ist E¹ eine netzgeheizte und E² eine lichtbogengeheizte Elektrode. Auch hier ist r⁵ der gemeinr same, dagegen sind r^e und r⁷ die getrennten Anschlußleiter.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 lediglich darin, daß die Elektrode E¹ der Röhre R⁴ mit ihrem das geringere Potential aufweisenden Ende der Elektrode E² zugekehrt ist, so daß der Lichtbogenstrom die Heizwicklung mitbelastet.

Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist die Elektrode E¹ der Röhre R⁵ im Gegensatz zur Fig. 3 mit ihrem das höhere Potential aufweisenden Ende der Elektrode E² zugekehrt, so daß der Lichtbogenstrom den Heizdraht nicht durchfließt.

Die Füllung der Leuchtrohre kann natürlich auch aus anderen Dämpfen mit den diesen eigenen bekannten Wirkungen bestehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

!.Elektrische Mischlichtlampe, enthaltend einen mit Anschlußsockel, z. B. Edisonschraubsockel, ausgerüsteten Lampenkolben, in welchem eine die Seele der Lampe bildende Metalldampfentladungsröhre sowie mindestens ein rings um diese herum und- konzentrisch ziu ihr angeordneter Glühfaden untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß Glühfaden und Metalldampfröhre (T?¹, R² bzw. R¹, R* bzw. R¹, 2?⁴ bzw. R¹, i?⁵) parallel in getrennten, voneinander unabhängigen Stromkreisen liegen, indem der Glühfaden unmittelbar an das Netz, die Metalldampfröhre hingegen in Reihe mit ihrem Vorschaltwiderstand an das Netz schaltbar eingerichtet ist.
2. Mischlichtlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Glühfaden und Metalldampfröhre (R\, R² bzw. RK R³ bzw.

R¹, R⁴ bzw. R¹, R* bzw. R¹, R⁵) im Lampenkolben einseitig am gleichen anderseitig .also an getrennten Polen angeschlossen sind, und so der Glühfaden- (R¹) unmittelbar, hingegen die Metalldampfentladungsröhre (R² bzw. i?³ bzw. i?⁴ bzw. R⁵) über eine außerhalb des Lampenkolbens (A) ihr vorgeschaltete Impedanz auf das Netz schaltbar ist.
3. Mischlichtlampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine mit einem Heizwiderstand ausgerüstete Elektrode (E¹ der Fig. 2, 3 und 4) mit dem Glühfaden (R¹) in Reihe geschaltet und so vom Entladungsstrom nahezu unabhängig aus dem Netz beheizbar ist.

Angezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 330821; französische Patentschrift Nr. 743742;

britische Patentschriften Nr. 403 836 und 14163 vom Jahre 1903;

USA.-Patentschriften Nr. 2 065 988, 2 020 737, ι 976 149, ι 990 170, 985486; österreichische Patentschrift Nr. 135 460.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 9517 4.54