DE19653364C2 - Blitzröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blitzröhre mit einem Glasmantel und mit einem zwischen einer Kathode und einer Anode befindlichen Entladungs­ raum, wobei sich hinter mindestens einer der beiden Elektroden ein Getter­ werkstoff befindet.

Vorzugsweise mit Xenon gefüllte Blitzröhren dieser Art werden in vielen Be­ reichen der Technik verwendet (Fotoblitzgeräte, Befeuerung von Schiffen und Flugzeugen, Verkehrswarnlichter, Stroboskoplampen, Geräte zur Härtung von Kunststoffen usw.). Insbesondere bei Applikationen, bei denen die Lichtim­ pulse in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgen, ist eine hohe Lebensdauer der Blitzröhren erwünscht. Ziel der Erfindung ist es, die Lebensdauer von Blitzröhren weiter zu erhöhen.

Zum Stand der Technik gehört der Inhalt der Schriften DE 34 04 661 A1, US 4 827 188, US 4 806 828 und US 2 295 694. Sie beschreiben Gasentladungslam­ pen mit hinter ihren Elektroden angebrachten Getterstoffen. Gegenstand der Erfindungen nach diesen Schriften sind die Getterstoffe selbst. Einzelheiten ihrer Eigenschaften (Farbwiedergabe, Aufbau, Absorptionseigenschaften) oder ihrer Zusammensetzung (metallische oder keramische Werkstoffe) sind offen­ bart.

Ursache für die begrenzte Lebensdauer bekannter Blitzröhren der hier betrof­ fenen Art ist die Bildung von Schichten auf der Innenseite ihres Glasmantels, welche zum einen den Lichtdurchtritt schwächen und zum anderen elektrisch leitend sind, so dass es zum Kurzschluss von für die Gasentladung maßgeben­ den Strömen kommt. Der Getterwerkstoff ist zwar in der Lage, störende Gase zu binden; bei der Gasentladung im Bereich der Elektroden, insbesondere der Kathode, auftretende Sputterprozesse und deren nachteilige Folgen kann er jedoch nicht verhindern. Er ist sogar selbst an der Schichtbildung beteiligt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blitzröhre der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie wesentlich länger ohne stören­ de und ihre Lebensdauer beeinträchtigende Schichtbildungen betrieben werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Erhöhung des Strömungswi­ derstandes zwischen dem Entladungsraum und dem Raum, in dem sich der Getterwerkstoff befindet (Getterraum), gelöst. Überraschenderweise hat bereits diese Maßnahme die Wirkung, daß sich die störenden Schichten wesentlich langsamer bilden, so daß die Lebensdauer erfindungsgemäß veränderter Blitz­ röhren (Lampenlaufzeit und optische Leistung) erheblich verlängert ist.

Der Strömungswiderstand kann so hoch gewählt werden, daß der Getterwerk­ stoff gerade noch in der Lage ist, seine Aufgabe - Binden von störenden Gasen - zu erfüllen. Gase dieser Art treten nicht in großen Mengen auf und müssen auch nicht besonders schnell aus dem Entladungsraum entfernt wer­ den. Kleine Durchtrittsquerschnitte zwischen Entladungsraum und Getterraum reichen dazu aus. Wesentlich ist, daß es zwischen Gasentladungsraum und Getterraum nicht mehr zu einem im wesentlichen ungehinderten Gasaustausch kommt.

Bei einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist der Glasmantel in Höhe der zwischen Entladungsraum und Getterraum befindlichen Elektrode mit ei­ nem nach innen gerichteten Wulst ausgerüstet, der die Elektrode bis auf einen kleinen Spalt umgibt. Die Größe des Strömungswiderstandes kann durch die Wahl der Spaltbreite und der Spaltlänge festgelegt werden. Diese Ausfüh­ rungsform hat den Vorteil, daß der Bereich, in dem die erwähnten Sputterpro­ zesse auftreten, auf die Stirnseite der Elektrode beschränkt ist. Insbesondere ist sichergestellt, daß das Gettermaterial selbst nahezu vollständig vom Entla­ dungsraum abgeschirmt ist. Für vom Gettermaterial abdampfende Teilchen ist die Wahrscheinlichkeit, daß sie in den Entladungsraum gelangen, sehr klein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stirnseite der vom Glaswulst umgebe­ nen Elektrode gegenüber der entladungsraumseitigen Kante des Wulstes derart versetzt ist, daß sie sich innerhalb des Wulstes befindet. Die Beschränkung der beschriebenen Sputterprozesse auf die Stirnseite der Elektrode wird durch die­ se Maßnahme besonders gut erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden: Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Blitzröhre nach der Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt aus Fig. 1 in Höhe der Kathode und

Fig. 3 bis 6 Längsschnitte durch Varianten der Blitzröhre nach Fig. 1.

In allen Figuren umfaßt die Blitzröhre 1 in bekannter Weise einen Glasmantel 2 mit dicht verschmolzenen Enden 3 und 4, durch die Wolfram-Elektroden 5 und 6 hindurchtreten. Innerhalb der Blitzröhre 1 bilden die Elektroden 5 und 6 die Anode 7, die aus einem massivem Wolfram-Teil besteht, sowie die Kathode 8, die als Wolfram-Sinterkörper ausgebildet ist. Anode 7 und und Kathode 8 haben im wesentlichen die Form eines Zylinders. Zwischen ihren einander zugewandten Stirnseiten befindet sich der Entladungsraum 9. Auf die Darstel­ lung sonstiger Einzelheiten von Blitzröhren der hier betroffenen Art, wie z. B. die Zündelektroden, wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Getterwerkstoff 11 im Raum 12 (Getterraum), der sich zwischen der Kathode 8 und dem kathodenseitigen Ende 4 des Glasmantels 2 befindet. Die erfindungsgemäße Erhöhung des Strömungswiderstandes zwischen Entla­ dungsraum 9 und Getterraum 12 ist dadurch realisiert, daß der Glasmantel 2 mit einem einwärts gerichteten, die Kathode 8 umgebenden Wulst 13 ausgerü­ stet ist. Zweckmäßig ist dieser Wulst 13 ein Glasring 14, dessen Außenseite mit der Innenseite des Glasmantels 2 verschmolzen ist. Der Spalt 15 zwischen Kathodenaußenseite und Wulstinnenseite liegt in der Größenordnung von we­ nigen 1/10 mm.

Insbesondere Fig. 2 läßt erkennen, daß die dem Entladungsraum 9 zugewand­ te Stirnseite der Kathode 8 nicht in der Ebene der entladungsraumseitigen Kante des Wulstes 13 liegt. Sie ist demgegenüber um einen kleinen Betrag (kleiner/gleich 1 mm) in Richtung Getterraum 12 versetzt. Dadurch wird si­ chergestellt, daß der Ausgangsbereich der Gasentladung auf die Kathoden­ stirnseite beschränkt ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 6, ist neben dem katho­ denseitigen Getterraum 12 zusätzlich noch ein anodenseitiger Getterraum 16 mit dem Getterstoff 17 vorgesehen. Um den Gasaustausch zwischen dem Get­ terraum 16 und dem Entladungsraum 9 zu erschweren, ist auch im Bereich der Anode 7 eine Erhöhung des Strömungswiderstandes dadurch realisiert, daß der die Anode 7 umgebende Spalt 15 ausreichend klein ausgebildet ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist in Höhe beider Elektroden 7 und 8 der Glasmantel 2 verengt. Diese durch Verformung des Glasmantels entstan­ denen Verengungen 18, 19 bilden einwärts gerichtete Wülste, welche den er­ findungsgemäß gewünschten Zweck haben.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 und 5 bestehen die Mittel zur Erhöhung des Strömungswiderstandes zwischen Entladungsraum 9 und Getterraum 12 bzw. 16 darin, Elektroden 7 und 8 einzusetzen, die den Quer­ schnitt des Glasmantels 2 bis auf den gerade noch notwendigen Durchtritt für die vom Getterstoff zu entfernenden Gase ausfüllt. Die Blitzröhre 1 nach Fig. 5 zeigt dabei die Besonderheit, daß die die Elektroden 7 und 8 sowie die Get­ terräume 12 und 16 umfassenden Mantelrohrabschnitte einen kleineren Durchmesser haben als der den Gasentladungsraum 9 umfassende Mantelrohr­ abschnitt. Die Höhe des Überganges von engerem zu weiterem Durchmesser ist wieder so gewählt, daß die Stirnseiten der Elektroden 7, 8 in Bezug auf diesen Übergang in Richtung Getterraum 12 bzw. 16 versetzt sind.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind den Stirnseiten der Elektroden 7, 8, welche dem Entladungsraum 9 zugewandt sind, Quarzglasringscheiben 21 und 22 zugeordnet. Der Durchmesser der zentralen Öffnungen der Ringschei­ ben 19 und 20 (zweckmäßig etwas kleiner als der Durchmesser der zugehöri­ gen Elektrode) sowie der Abstand zwischen den Ringscheiben und den zuge­ hörigen Elektroden sind so gewählt, daß die gewünschten Engstellen zwischen Entladungsraum 9 und den Getterräumen 12 und 16 vorhanden sind.

Bei den Blitzröhren 1 nach den Fig. 3 bis 6 sind die Mittel zur Erhöhung des Strömungswiderstandes jeweils paarweise gleich ausgebildet. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, zwei verschiedene Varianten bei einer Blitz­ röhre zu realisieren, wenn sie auf beiden Seiten des Entladungsraumes 9 Get­ terräume aufweisen.

Claims (11)

1. Blitzröhre (1) mit einem Glasmantel (2) und mit einem zwischen einer Anode (7) und einer Kathode (8) befindlichen Entladungsraum (9), wo­ bei sich mindestens hinter einer dieser beiden Elektroden ein Getterstoff (11, 17) befindet, gekennzeichnet durch eine Erhöhung des Strömungs­ widerstandes zwischen dem Entladungsraum (9) und dem Raum, in dem sich der Getterstoff (11, 17) befindet (Entladungsraum 12, 16).

2. Blitzröhre (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glas­ mantel (2) in Höhe der Elektrode (7, 8), die sich zwischen Entladungs­ raum (9) und Getterraum (12 bzw. 16) befindet, mit einem nach innen gerichteten Wulst (13) ausgerüstet ist.

3. Blitzröhre (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zwischen Entladungsraum (9) und Getterraum (12, 16) befindliche Elektrode eine im wesentlichen zylinderabschnittsförmige Gestalt hat und von einem Glasring (14) umgeben ist, dessen Außenseite mit der In­ nenseite des Glasmantels (2) verschmolzen ist.

4. Blitzröhre (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Elektrode (7, 8) gegenüber der Kante des Wulstes (13) oder des Glasringes (14) in Richtung Getterraum (12, 16) versetzt ist.

5. Blitzröhre (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasmantel (2) in Höhe mindestens einer Elektrode (7, 8) eine Veren­ gung (18, 19) aufweist.

6. Blitzröhre (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Au­ ßendurchmesser der Elektrode (7, 8) derart gewählt ist, daß sie den Quer­ schnitt des Glasmantels (2) bis auf den gewünschten Spalt (15) ausfüllt.

7. Blitzröhre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Glasmantel (2) in Höhe des Entladungsraumes (9 einen größeren Durchmesser hat als in Höhe des Getterraumes (12, 16).

8. Blitzröhre (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Überganges von kleinerem zu größerem Durchmesser so gewählt ist, daß die Stirnseite der Elektrode (7, 8) in Richtung Getterraum (12, 16) versetzt ist.

9. Blitzröhre (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirn­ seite der Elektrode (7, 8) eine Glasringscheibe (21, 22) zugeordnet ist, die mit der Elektrode (7, 8) die Engstelle bildet.

10. Blitzröhre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Mittel zur Erhöhung des Strömungswider­ standes in Höhe der Kathode (8) befinden.

11. Blitzröhre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Mittel zur Erhöhung des Strömungswider­ standes in Höhe von Kathode (8) und Anode (7) befinden.