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Wendelelektrode für Niederdruckentladungslampen Die Erfindung bezieht
sich auf Wendelelektroden für Niederdruckentladungslampen, insbesondere für Leuchtstofflampen,
die Bereiche schnell aufheizender Wendelstellen zur Erleichterung der Zündung und
Bereiche langsamer aufheizender Wendelstellen für den Betrieb der Lampen besitzen.
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Es sind bereits Wendelleuchtkörper für Glüh-
lampen bekannt,
bei denen Teile der Leuchtkörper bzw. der Wendeln dicker oder mit weitergestellten
Windungen bzw. mit größerer Steigung als andere Teile ausgeführt sind (deutsche
Patentschriften 452 749, 482 360, 494 943, 21365). Diese Leuchtkörperkonstruktionen
dienen völlig anderen Zwecken wie der Erzielung einer gleichmäßig glühenden Wen-del
oder der leichteren und besseren Befestigung und Kontaktgabe bei Glühlampen.
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Auch sind Wendelelektroden nicht mehr neu, die aus einem Kerndrahtteil
und aus einem oder mehreren um diesen Kerndraht gewickelten Drähten gebildet sind
(österreichische Patentschrift 178 669).
Der Kerndrahtteil soll eine schnelle
Aufheizung der Elektroden und damit ein schnelles Zünden, der Lampe bewirken; der
mit den Umwicklungsdrähten gebildete Teil soll eine verhältnismäßig große Menge
von aktivierendem, elektronQnenüttierendem Material zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens
während des normalen Betriebes aufweisen. Solche Wendelclektroden waren speziell
in sogenannten Rapid-Start-Lampen in entsprechenden Schaltungsanordnungen vorgesehen
worden. Während die angegebene, Wirkung der Funktionsteilung solcher Wendelelektroden
mit teilweise herauszulösenden Kerndräliten noch umstritten ist, dürfte es nicht
zweifelhaft sein, daß deren Herstellung sehr schwierig und kostspielig ist.
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Eine andere bekannte Wendelelektrode ist in der Weise ausgebildet,
daß mehrere parallele Wolframdrähteumzweiparallele, späterherauszulösendeStahlkerndrähte
herumgewickelt sind, wobei nach einer Anzahl von Windungen die Steigung für eine
Windung etwa um den Faktor 3 vergrößert wird, so daß mehrere Wickelabschnitte
entstehen (USA.-Patentschrift 2 479 193). Nach Entfernung der Kerndrähte
sind die Wendelabschnitte an den Stellen größerer Steigung offen und sollen hier
durch die öffnung eine leichtere Imprägnierang bzw. Füllung der Wendelabschnitte
mit Emissionsmasse auch von der Innenseite her ermöglichen.
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Auch ist eine Wendelausführung nicht mehr neu, bei der diese aus zwei
parallel gewendelten Drähten besteht, wobei der eine dieser Wendeldrähte zusätzlich
mit einem dünneren Draht umwickelt sein kann (USA.-Patentschrift 2 922 916).
Der Zweck dieser Anordnung ist, daß bei gleicher Windungszahl geringere Einzeldrahtstärken
verwendet werden können, als bei Instant-Start- und Vorheiz-Stromkreisen üblich
ist. Abgesehen davon, daß solche Ausführungen der Wendelclektroden also einem ganz
anderen Zweck dienen als der Funktionsteilung für die Zündung und den Betrieb von
Entladungslampen, sind sie ebenfalls kostspielig und schwierig herzustellen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wendelelektrode, insbesondere
für Leuchtstofflampen, herzustellen, die zur Erleichterung der Zündung Bereiche
schnell aufheizender Wendelstellen (Heißstellen) und für den Betrieb Bereiche langsamer
aufheizender Wendelstellen (Warmstellen) aufweist und die geschilderten Nachteile
vermeidet.
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Diese Forderungen werden bei einer Wendelelektrode gemäß der Erfindung
durch eine, solche Ausbildung der Wendel erfüllt, bei der die Heißstellen und die
Warmstellen je eine Anzahl von Windungen enthaltende Wendelabschnitte sind,
die in Richtung der Wendelachse miteinander abwechseln, und entweder durch die Windungen
eines mit gleicher Steigung gewickelten Wendeldrahtes mit abwechselnden Abschnitten
kleineren und größeren Drahtdurchmessers gebildet sind oder dadurch, daß ein Draht
konstanten Durchmessers um einen Kerndraht abschnittsweise mit kleiner und mit größerer
Steigung gewickelt ist. Zweckmäßig ist es, daß die Heißstellen etwa 10 bis 20% der
Warmstellen betragen. Vorteilhaft sind die Kerndrähte aus den mit verschiedener
Steigung gewickelten Wendeldrähten
entfernt. Eine andere zweckmäßige
Ausführung kann darin bestehen, daß die, Abschnitte geringeren Drahtquerschnittes
durch abgeätzte Drahtabschnitte ge, bildet werden, die zwischen den ungeätzten Bereichen
des Drahtes vorgesehen sind. Vorzugsweise werden Drähte aus Wolfram oder ähnlichen
hochschmelzenden Metallen für die Wendelelektroden nach der Erfindung verwendet.
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In den Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele von Drähten
- zum Teil im Schnitt etwa im Maßstab 2: 1 - für Wendelelektroden
nach der Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt einen Draht 1 für Wendelclektroden, der
mit einem dünneren Draht 2 mit geringer Steigung fest umwick-elt ist. An mehreren
Abschnitten 3
ist der Umwicklungsdraht 2 mit sehr großer Steigung weitergeführt,
wodurch Stellen geringeren Querschnittes gebildetwerden. Der mit dem dünnenDraht2
in der geschilderten Weise umwickelte Draht dient in bekannter Weise zur Herstellung
von Einfach- oder Doppelwendelelektroden (nicht dargestellt). Für eine 40-W-Leuchtstofflampe
hat sich eine Wendelelektrode als günstig erwiesen, für die ein Draht
1
mit einem Durchmesser von etwa 60 #L verwendet ist, der mit einem
Draht 2 von 18 #t Durchmesser derart umwickelt ist, daß auf je 42
mm mit geringer Steigung umwickelter Draht ein etwa 7 mm langer, praktisch
freier Abschnitt folgt, an dem der Umwicklungsdraht 2 mit sehr großer Steigung weitergeführt
ist. Auf ein für eine Elektrodenwendel bestimmtes Drahtstück entfallen etwa fünf
bis sieben solcher Ab-
schnitte. An diesen -Abschnitten geringeren Drahtquerschnittes
3, den sogenannten Heißstellen, heizt sich die Elektrodenwendel nach Anlegen
der Spannung schnell auf, begünstigt so die Zündung der Lampe und reduziert gleichzeitig
die Zündungsschädigming hinsichtlich des Emitters. An den eng umwickelten Stellen
des gewendelten Drahtes, den sogenannten Warnistellen, kann einerseits eine größere
Emittermenge. untergebracht und andererseits der Emitterverbrauch beim Brennen der
Lampe gering gehalten werden. Der Oxydverbrauch beim Brennen der Lampe an den Heißstellen
3 derWendelelektroden wird im ganzen nicht wesentlich erhöht, da diese Stellen
zusammen nur 10 'bis 20 % der gesamten Wendellänge ausmachen. Eine solche Wendel
ist als Hochohmwendel anzusprechen, da der Hauptwendeldraht 1 nur
60 R stark ist. Sie ist insbesondere für alle Schaltungen geeignet, bei denen
die Vorheizstromquelle hochohmig ist, z. B. für Drosselstarter-Schaltungen (induktive
und kapazitive) und für
starterlose Resonanz-Schaltungen.
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F i Ig. 2 zeigt einen Draht 5 mit abgeätzten Stellen
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geringeren Drahtquerschnittes, den sogenannten Heißstellen, der in bekannter
Weise zur Herstellung von Einfach- oder Doppelwendelelektroden (nicht dargestellt)
dienen kann. So kann beispielsweise für die Wendelelektroden einer 40-W-Leuchtstofflampe
ein Draht 5 mit einer Stärke von etwa 80 g verwendet werden, der vor
dem Wickeln der Elektrodenwendel an den Stellen 6 derart abgeätzt ist, daß
über die Länge der Elektrodenwendel an etwa fünf bis sieben Stellen der Durchmesser
des Drahtes auf etwa 60 li verringert ist. Die Elektrodenwendel heizt
sich somit an diesen Heißstellen schneller auf, und die Zündung der Lampe wird erleichtert.
Die 80 #t starken Drahtabschnitte der Wendel enthalten mehr Emitter und zeigen
folglich einen geringeren Emitter-CI verbrauch beim Betrieb der Lampe. Der Widerstand
der Elektrodenwendel wird hier durch die nicht abgeätzten Abschnitte des Drahtes
von 80 g, die 80 bis 90% der gesamten Drahtlänge der Elektrodenwendel
einnehmen, bestimmt; die Wendel ist also niederohmig und eignet sich daher auch
für Vorheizstromquellen mit geringerem Innenwiderstand (z. B. Rapid-Start- und Sequence-Start-Schaltungen).
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Schaltversuche haben ergeben, daß Leuchtstofflampen mit Wendelclektroden
nach der Erfindung aus Drähten mit Bereichen schnell aufheizender Wendelstellen
bis zu 20 % kürzere Zündzeiten aufweisen im Vergleich zu Lampen mit Wendelelektroden
aus Drähten, die einen gleichmäßig starken Durchmesser besitzen. Ein Vergleich der
Brenndauerergebnisse zeigt, daß die Heißstellenwendeln erheblich schaltfester sind
als die Wendeln mit gleichen Abmessungen ohne Heißstellen. So erhöhen sich die Schaltzahl
und die Brennstunden von Leuchtstofflampen bei Verwendung von Wendelelektroden mit
Heißstellen nach der Erfindung gegenüber der Schaltzahl und den Brennstunden von
Lampen mit Wendelelektroden ohne Heißstellen mit gleichen Wickeldaten bei gleichem
Schaltrhythmus auf das l'/2- bis 3-fache.