DE911871C - Entladungslampe mit Gas- oder Dampffuellung und seitlicher Einengung des Entladungsweges mit Blenden, Schirmen oder aehnlichen Mitteln - Google Patents

Description

• Entladungslampe mit Gas- oder Dampffüllung und seitlicher Einengung des Entladungsweges mit Blenden, Schirmen oder ähnlichen Mitteln Die Erfindung bezieht sich auf Entladungslampen mit Gas- und Dampffüllung, die insbesondere für die Zwecke der photographischen Registrierung vorteilhaft sind, z. B. für die photographische Tonaufzeichnung, für die Bildübertragung oder als Lichtquelle für Photozellen, z. B. für die Tonwiedergabe, ferner zur Beleuchtung photographischer Objekte (Filmaufnahmen). Sie kann auch zur Erzeugung kathodischen Glimmlichts vorteilhaft angewendet werden. Es wird bei der Entladungslampe nach der Erfindung die durch den Entladungsvorgang unmittelbar an einer Elektrode hervorgerufene Lichterscheinung benutzt, wobei diese Lichterscheinung durch Blenden, Schirme oder ähnliche Mittel in an sich bekannter Weise seitlich eingeengt ist. Durch die Einengung des entstehenden Lichtes erzielt man eine größere Flächenhelligkeit. Die Lichtausbeute wird aber gemäß der Erfindung darüber hinaus dadurch ganz wesentlich erhöht, daü die Flächen der Blenden, Schirme oder ähnlichen Mittel, vor denen die Entladungserscheinung entsteht, von solcher Oberflächenbeschaffenheit sind, daü sie das auf sie fallende Licht nach der Lichtnutzungsrichtung reflektieren. Es hat sich herausgestellt, daü durch die Anwendung dieses Mittels, wenn eine bestimmte Lichtmenge erzielt werden soll, eine erhebliche Verringerung des Leistungsbedarfs der Entladungslampe erzielt wird.
• Um Flächen von geeigneter Beschaffenheit zu erhalten, kann man Stoffe mit hohem Reflektionsvermögen, z. B. Silber, Aluminium, Nickel, Stahl, Molybdän, Tantal, Wolfram sowie Legierungen von solchen öder Überzüge von solchen, auf den reflektierenden Flächen anwenden. Auch können z. B. die für die Lichtreflexion in Betracht kommenden Flächen oder auch weitere Teile der Oberfläche des Körpers, der die Reflexionsflächen besitzt, verchromt oder bei Anwendung von Aluminium oxydiert sein. Durch eine Herstellung, welche glänzende Flächen erzeugt, oder durch nachträgliches Polieren kann man die Reflexionswirkung noch weiter steigern.
• Soweit durch den Entladungsvorgang belastete Flächen vorhanden sind, wird für diese vorzugsweise ein Stoff größerer Härte verwendet, z. B. Stahl (nichtrostender Stahl), Molybdän, Tantal oder Wolfram.
• Man kann durch eine geeignete Form der reflektierenden Fläche eine günstige Zusammenfassung und Strahlung des reflektierten Lichts in der Lichtnutzungsrichtung erzielen bzw. eine solche Strahlung verbessern, indem man die reflektierende Fläche konkav ausbildet, wobei vorzugsweise kegelige, kugelige oder parabolische Formen am günstigsten sind. Bei der Verwendung kugeliger oder genau oder annähernd parabolischer Flächen ist es zweckmäßig, die Lage dieser Fläche zu der Stelle der hauptsächlichsten Lichterzeugung so zu wählen, daß man eine wirksame Zusammenfassung der reflektierten Lichtstrahlen in der Lichtnutzungsrichtung erhält.
• Die Erfindung ist durch vier Ausführungsbeispiele erläutert, ohne daß jedoch die Erfindung auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschränkt sein soll.
• In Abb. i ist das Elektrodensystem einer gas-oder dampfgefüllten Entladungslampe gemäß der Erfindung dargestellt. i ist die Kathode, vorteilhafterweise eine Glühkathode. 2 ist die Anode. Vor der Anode befindet sich eine Blende 3 und vor dieser eine Abschirmkappe :1 .. Zwischen der Blende 3 und der Abschirmkappe q. ist eine isolierende Zwischenlage 5 von geringer Dicke, beispielsweise aus Glimmer oder keramischer :Masse, eingelegt.
• Gegenüber der Mitte der vorzugsweise kreisförmigen Stirnfläche der Anode 2 besitzt die Blende 3 eine schmale Offnung, die sich in Richtung auf die Kathode i zu konisch erweitert. Desgleichen besitzt die Kappe 4. eine Öffnung, welche der Blende 3 angepaßt ist. Zwischen der Anode 2 und der Blende 3 ist ein Luftspalt 6, der zur raschen Erneuerung des Gases im Raum vor der Mitte der Stirnfläche der Anode 2 dient.
• Die Lichterscheinung bildet sich hauptsächlich in dem geringen Raum vor der Mitte der Stirnfläche der Anode 2 und setzt sich durch den engsten Teil der Blende 3 in deren Vertiefung fort. Das dort entstehende Licht strahlt nach allen Seiten, und durch die Neigung der Fläche 7 wird das auf diese Fläche strahlende Licht in die Nutzrichtung, d. h. in Richtung auf die Glühkathode i zu, reflektiert. Die kegelige Fläche 7 besitzt erfindungsgemäß ein hohes Reflexionsvermögen, da die Blende 3 aus einem geeigneten Material mit hohem Reflexionsvermögen besteht oder die Fläche 7 mit einer Schicht aus derartigem Material belegt ist. Durch die Bearbeitung der Fläche 7 ist ihr Reflexionsvermögen möglichst hoch entwickelt.
• Das Grundprinzip einer Schaltung dieses Elektrodensystems bei Verwendung der Lampe für die Umsetzung von elektrischen Wellen in Lichtwellen, insbesondere z. B. für photographische Registrierungen von Tonwellen, z. B. auf einen Tonfilm oder einen sonstigen Träger einer photographischen Tonschrift, ist in der Abb. i schematisch angedeutet. Die Schaltung erhält eine Verstärkereinrichtung 8, welche in dem Ausführungsbeispiel über einen Transformator 9 gesteuert wird. Die Glühkathode i ist mit dem negativen Pol der Anodenstromquelle der Lampe verbunden, während die Blende 3 ein positives Potential besitzt, da sie über einen Schutzwiderstand io mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden ist. Der Strom zwischen der Anode 2 und der Kathode i wird durch den Transformator 9 und die Verstärkereinrichtung 8 gesteuert.
• In der Mitte der Stirnfläche der Anode 2 ist ein Einsatz i i aus einem besonders harten Material, beispielsweise Wolfram, Stahl, Molybdän, Tantal, Nickel od. dgl., vorhanden, um dieser Stelle der Anode, welche durch den Entladungsvorgang belastet wird, eine höhere Lebensdauer zu geben, indem Ausbrennüngen an dieser Stelle vermieden werden.
• In Abb. 2 ist ein im wesentlichen gleiches Elektrodensystem wie in Abb. i dargestellt. Jedoch ist die Schaltung dieses Systems eine andere, indem zwischen der Blende 3 und der Anode?, eine unmittelbare galvanische Verbindung besteht, in welcher eventuell ein Widerstand 13 von solcher Größe eingeschaltet sein kann, daß eine genügend große Teilentladung zur Blende 3 geht. Die Blendei ist mit einem Stoff i9 fester Art verbunden, der unter dem Einfluß der Entladung verdampft bzw. zuerst zerstäubt wird und dann in der Entladungsstrecke verdampft. Dadurch wird die Entladung durch die Spektrallinien des entstehenden Dampfes bereichert, deren Bereich dem Verwendungszweck angepaßt ist: Abb. 3 zeigt eine andere Form der Anode und der reflektierenden Fläche. Die Anode ist mit 14 bezeichnet. Sie trägt an ihrem vorderen Ende eine Kegelspitze, die sich gegenüber der engsten Öffnung der Blende 13 befindet. Die Blende 13 besitzt eine Ausnehmung 16, die sich in Richtung auf die Kathode zu erweitert. Diese Ausnehmung stellt beispielsweise eine Kugelkalotte dar. An der tiefsten Stelle der Ausnehmung 16 ist eine kleine Bohrung vorgesehen, welche der Spitze der Anode 1q. unmittelbar gegenübersteht. Der Abstand zwischen der Anodenspitze und der Blende ist sehr klein. Er genügt jedoch, um die für den Entladungsvorgang erforderliche Gaserneuerung vor der Anodenspitze durch von rückwärts einströmendes Gas zu ermöglichen, Die Schaltung bei dieser Anordnung kann entweder der Abb. i oder auch der Abb. 2 entsprechen.
• In Abb. ,I besitzt die Anode 17 eine zentrale Bohrung, die sich zweckmäßigerweise nach rückwärts erweitert. In der Mitte der Stirnfläche der Anode 17 ist eine kleine Durchtrittsöffnung vorgesehen, wodurch eine Gasströmung durch die hohle Anode zur Stelle der größten Leuchterscheinung ermöglicht ist. Da das Gas auf diese Weise dem Raum der stärksten Entladungserscheinung zugeführt wird, ist der Abstand zwischen der Anode 17 und der Blende 3 durch eine isolierende Zwischenlage 18 geschlossen. Im übrigen entspricht die Anordnung bis auf die Form der reflektierenden Flächen den Anordnungen in den Abb. i und 2. Die reflektierende Fläche ist bei dem Ausführungsbeispiel in Abb. q. parabolisch, wodurch das kurz vor dem Scheitelpunkt der parabolischen Reflexionsfläche entstehende Licht nahezu parallel nach vorn, d.li. in Richtung auf die Glühkathode zu, ausgestrahlt wird.
• Die Beeinflussung des Entladungslichtes durch Blenden oder reflektierende Flächen ist an sich bekannt, doch handelt es sich bei den bekannten Ausführungen entweder um die Ausbildung der einen Elektrode als einen lichtsammelnd reflektierenden Spiegel, während die andere Elektrode in dem Brennpunkt des Systems angeordnet ist, oder es werden Blenden bei Entladungsstrecken angewandt, die kein Licht nach außen senden, also dementsprechend auch andere Aufgaben erfüllen als die Blenden gemäß der Erfindung. Versucht wurde auch die Beeinflussung des Entladungslichtes durch besondere Ausgestaltung der Gefäßwand oder durch magnetische Ablenkung des Stromweges. Derartige Ausführungsformen bewirken eine Verlängerung des Entladungsweges, nicht dagegen eine Konzentration und Fixierung der Entladung nahezu einem bevorzugten Punkt einer der beiden Elektroden, wie es die Erfindung vorsieht. Schließlich mag auch noch erwähnt werden, daß die Anwendung von Hilfsgasen ebenfalls schon vorgeschlagen wurde, doch für einen anderen Zweck als im vorliegenden Fall. Die bekannte Anwendung bezweckt eine erleichterte Zündung und Aufrechterhaltung des Entladungsvorganges, gegebenenfalls soll das Hilfsgas eine Leuchtfarbe aufweisen, die diejenige der Hauptentladung, möglichst zu weiß, ergänzt, während die Erfindung ein Hilfsgas vorsieht, das Licht vom gleichen oder nahezu gleichen Spektralbereich aussendet, wie die Hauptentladung, deren Leuchtkraft somit unterstützt wird, wobei die Farbe an sich keine Rolle spielt.
• Durch die Erfindung wird das erzeugte Licht möglichst restlos erfaßt und in einem bestimmten Spektralbereich eine möglichst hohe Lichtausbeute erzielt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Entladungslampe mit Gas- oder Dampffüllung, bei welcher das durch seitliche Einengung des Entladungsweges mit Blenden, Schirmen oder ähnlichen Mitteln gesteigerteLicht vor der Anode in einer bestimmten Nutzrichtung ausgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Blenden, Schirme oder ähnlichen Mittel, vor denen das Entladungslicht entsteht, so gestellt und ausgebildet sind, daß sie das auf sie auftreffende Licht in der Nutzrichtung reflektieren.
2. 2. Entladungslampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Flächen glänzend hergestellt sind und z. B. aus Silber, Aluminium, Nickel, Stahl, Molybdän, Tantal, Wolfram sowie Legierungen oder Oxden aus diesen bestehen.
3. 3. Entladungslampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die reflektierenden Flächen, welche durch den Entladungsvorgang belastet werden, Stoffe größerer Härte verwendet werden, z. B. Stahl, Molybdän, Tantal oder Wolfram. q.. Entladungslampe nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Flächen konkav sind und vorzugsweise kegelige, kugelige oder parabolische Form besitzen. 5. Entladungslampe nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die kegelige, kugelige oder anders konkav vertiefte reflektierende Fläche in ihrer Form und ihren Strahlungswinkeln der Querschnittsform der ausgenutzten Strahlung, insbesondere dem öffnungswinkel eines das Strahlenbündel lenkenden optischen Systems, angepaßt ist. 6. Entladungslampe nach Anspruch i oder folgenden mit zur Erleichterung der Gaszirkulation dienenden Durchtrittsöffnungen in den zur Beeinflussung des Entladungsvorganges dienenden Körpern im Innern des Entladungsgefäßes, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszirkulationsöffnungen außerhalb der reflektierenden Flächen liegen. 7. Gas- und Dampfentladungslampe nach Anspruch i oder folgenden mit insbesondere durch Verdampfung oder Zerstäubung fester Stoffe erzeugtem Licht, welches eine erhebliche Strahlung im Bereich kurzer Wellen hat, bei welcher das durch seitliche Einengung des Entladungsweges mittels Blendenschirms oder anderer Vorrichtungen gesteigerte Licht vor der Anode in einer bestimmten Nutzrichtung ausgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das durch reflektierende Flächen der Blenden oder ähnlichen Mittel in der Nutzrichtung gesammelte Strahlenbündel durch Glas mit größerer Durchlässigkeit für kurzwelliges Licht von Blau abwärts, z. B. durch Uviolglas oder Quarz, austritt. B. Gas- und Dampfentladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Zündung oder zur Aufrechterhaltung der Entladung dienendes Hilfsgas Licht eines solchen Wellenbereiches aussendet, daß es das gewünschte Spektrum verstärkt oder ergänzt bzw. in dem wichtigsten Spektralbereich des leuchtenden Dampfes erzeugt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 186 625, 190 473e 473 141, 484 270; schweizerische Patentschriften Nr. 170 z11, 113 046, I S3 o61; österreichische Patentschrift Nr. 87 400; französische Patentschrift Nr. 732 614; britische Patentschrift Nr. 427 293; USA.-Patentschrift Nr: 1 8oo 926.