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Anordnung zum Aussenden von intermittierend gesteuerten Lichtstrahlen,
insbesondere für Signalzwecke, mittels elektrischer Höchstdruckd'ampfentladungslampen
Gegenstand des Hauptpatents 68b 041 ist eine elektrische Höchstdruckdampfentladungslampe
mit Edelgasgrundfüllung und einem r Atm. weit übersteigenden Druck, die in einem
verhältnismäßig weiten, zylindrischen Entladungsgefäß eine den bereits durch die
Entladung eingeschnürten Lichtbogen führende und mechanisch einschnürende Rinne
aufweist und bei der die der Öffnung der Rinnen gegenüberliegende Gefäßwand vom
Entladungsbogen vielfach weiter entfernt ist als die Binnenwand. Bei diesen Lampen
verläuft der beim Betrieb auftretende Lichtbogen stets im Innern der Rinne. Eine
solche Höchstdruckentladungslampe stellt eine. günstige Lichtquelle für viele Beleuchtungszwecke
dar, da sie eine hohe Lichtausbeute besitzt, infolge des weiten Entladungsraumes
leicht zündet und auch nach langer Brennzeit keime oder nur geringe Schwärzungserscheinungen
zeigt, weil die in Lichtausstrahlungsrichtung liegende Gefäßwand weit vom Lichtbogen
"und der .diesen aufnehmenden Rinne entfernt ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine Höchstdruckentladungslampe
nach dem Hauptpatent sich auch vorzüglich zur Ausbildung einer Lichtquelle für intermittierend
gesteuerte Lichtausstrahlung, insbesondere für Signalzwecke, eignet, wenn die Höchstdruckentladungslampe
nachdem Hauptpatent so ausgebildet ist, daß die Entladung im Betrieb der Lampe nicht
nur in der Rinne,
sondern auch außerhalb derselben vor sich gehen
kann. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Gas- bzw. Dampfdruck und die
Entladungsstromstärke so bemes sind, daß der Lichtbogen, wenn er außer der Rinne
verläuft, eine weitgehend diffr Lichtausstrahlung von verhältnismäßig gerirr ger
Leuchtdichte ergibt, und daß schließlich ein intermittierend betätigter .Steuermagnet
vorgesehen ist, der den Lichtbogen entweder unter wesentlicher Steigerung seiner
Leuchtdichte in die Rinne hinein oder unter wesentlicher Verminderung seiner Leuchtdichte
aus der Rinne herausdrückt.
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Demgemäß stehen dem Lichtbogen bei der neuen Lampe zwei Betriebsstellungen
zur Verfügung, in die er durch Ein- oder Ausschalten des Magnetfeldes nach Belieben
gebracht werden kann. Durch das Magnetfeld wird dabei nicht nur in an sich bekannter
Weise eine Ortsveränderung des Lichtbogens herbeigeführt, sondern es wird außerdem
durch die Verwendung einer engen, die Entladung einschnürenden Rinne gleichzeitig
eine starke Veränderung des Querschnittes der Entladungssäule erzielt. Der in der
Rinne zu einem grellen Lichtfaden zusammengedrückte Lichtbogen weist eine vielfach
größere Leuchtdichte auf als die weitgehend diffuse, nicht oder nur wenig eingeschnürte
Entladungssäule, die sich ausbildet, wenn die Entladung außerhalb der Rinne vor
sich geht. Gegebenenfalls kann beim Betätigen des Magnetfeldes tuid Hineindrücken
der Entladung in die Rinne auch gleichzeitig der Entladungsstrom gesteigert werden,
beispielsweise durch teilweises Kurzschließen eines zur Strombegrenzung dienenden
Vorschaltwiderstandes. Da der praktisch nicht nachleuchtende Hochdrucklichtbogen
bekanntlich äußerst leicht und rasch durch ein Magnetfeld verschoben werden kann
und beim Betrieb der Lampe die Entladung und :damit auch der Betriebszustand des
Entladungsgefäßes stets aufrechterhalten bleiben, ist die neue Höchstdruckentladungslampe
auch für hohe Blinkfrequenzen geeignet. Erfolgt die Verschiebung des Lichtbogens
durch einen mit Wechselstrom gespeisten Elektromagneten, so wandert der Lichtbogen,
entsprechend den Änderungen des Wechselstromes, ständig hin und her.
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Die neue Lampe kann so ausgebildet sein, daß die Entladung bei ausgeschaltetem
Magnetfeld entweder in der Rinne oder außerhalb derselben verläuft. Im ersteren
Falle dient das Magnetfeld dazu, den Lichtbogen aus der Rinne 'heraus-, und im zweiten
Falle dazu, den Lichtbogen in die Rinne hineinzudrücken.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung dann, wenn die Rinne, genauer der in ihr verlaufende
Lichtbogen, im Brennpunkt bzw. in der Brennlinie eines eflektors angeordnet ist,
der die Strahlung Entladung, wenn sie außerhalb der Rinne erläuft, weitgehend zerstreut.
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Es ist zwar an sich bekannt, elektrische Lichtbögen mittels in ihrer
Nähe angeordneter Elektromagneten zu verändern, um entweder den Lampenwiderstand
zu regeln oder den Lichtbogen von der Gefäßwand abzuhalten, oder endlich auch durch
Einschnürung des Bogens eine erhöhte Leuchtwirkung erzielen zu können. Hierbei wurde
aber nicht der Lichtbogen unter Lageveränderung in eine ihn mechanisch einschnürende
Rinne hineingedrückt bzw. aus dieser herausgezogen.
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Auf der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele drei nach der Erfindung
ausgebildete Quecksilberhöchstdruckentlad%ungslampen für intermittierend gesteuerte
Lichtausstrahlung, insbesondere für Signalzwecke, jeweils in Ansicht und im Querschnitt
dargestellt.
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Bei der Lampe nach der Abb. i und i a ist der Scheitelteil,der verhältnismäßig
weiten, aus Quarz oder aus einem quarzähnlichen Glas bestehenden Entladungsröhre
i zu einer längs verlaufenden engen Rinne z geformt. Die beiden entladungsgeheizten,
gegebenenfalls aktivierten Glühelektroden 3, ¢ sind in der Achse der Entladungsröhre
i angeordnet und über die Stromleitungen 5, 6 und :die strombegrenzende Vorschaltdrossel7
mit den Klemmen 8, 9 der Stromquelle verbunden.
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Die Entladungsröhre i enthält ferner die übliche Zündgasgrundfüllung
von niedrigem Druck und. etwas Quecksilber i o, dessen Menge genau bemessen ist,
und zwar vorzugsweise derart, daß in an sieh bekannter Weise im Betrieb -der Lampe
unter völliger Verdampfung des Quecksilbers und iCTberhitzung des entstandenen Quecksilberdampfes
der gewünschte Betriebsdampfdruck auftritt. Dieser Betriebsdampfdruck rund die Entladungsstromstärke
sind außerdem so gewählt, daß die beim Einschalten der Lampe zwischen den . Elektroden
3, ¢ auftretende, axial verlaufende Entladung i i nicht bzw. nur wenig eingeschnürt
ist, also einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweist.
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Zur Steuerung der Entladung. dient ein auf der Zeichnung nicht dargestellter
Elektromagnet, der so angeordnet und an die Stromquelle angeschlossen ist, daß er
beim Schließen seines Schalters die Entladung aus der Röhrenachse in die Rinne 2
hineindrückt, wobei sich die Entladung zu ,einem ,grellen Lichtfaden 12 zusammenschnürt.
Wegen des nunmehr verlängerten Entladungsweges tritt dabei naturgemäß :eine Erhöhung
der Bogenbrennspannung e:n. Beträgt beispielsweise der
Elektrodenabstand
etwa 5 cm, der Durchmesser der Entladungsröhre etwa 3 cm sowie die zugeführte Leistung
etwa ioo Watt, und ist der Dampfdruck so gewählt, .daß die in der Achse der Entladungsröhre
auftretende, einen Durchmesser von etwa i crn aufweisende Entladungssäule einen
Spannungsabfall von etwa 8 Volt je Zentimeter aufweist, so steigt beim Hineindrücken
des Lichtbogens in die Rinne die Bogenbrennspannung von etwa 40- Volt auf etwa 8o
Volt. Die Anschlußspannung dieser Lampe muß also mindestens i 2o Volt betragen.
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Bei der in Abb.2 und 2a dargestellten Entladungslampe sind die Elektroden
3, 4 in Höhe der Rinne 2 angeordnet, so daß in diesem Falle der eingeschnürte, in
der Rinne 2 verlaufende Lichtbogen 12 einen kürzeren Entladungsweg besitzt als die
diffus nach unten gekrümmte, außerhalb der Rinne verlaufende Entladungssäule i i.
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Statt die Rinne 2, wie in den Abb. i und 2 gezeigt, durch die Gefäßwand
selbst zu bilden, kann auch, wie Abb.3 veranschaulicht, -in dem zylindrischen Entladungsgefäß
i ein besonderer Körper 13 eingebaut sein, der die Rinne 2 bildet, die zur Einschnürung
und Führung des Lichtbogens dient.
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Die Lampe nach der Erfindung kann mit Vorteil auch für Scheinwerferzwecke
Verwendung finden, wobei dann das Magnetfeld, das den Lichtbogen verschiebt, das
Aufleuchten bzw. das Erlöschen des Scheinwerferlichtkegels bewirkt.
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Die Lichtausstrahlung kann entweder durch den weit vom Lichtbogen
12 entfernten Glefäßwandteil oder aber auch durch die Rinne 2 hindurch erfolgen.
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Die Höchstdruckentladungslampe kann des weiteren eine Füllung aus
irgendwelchen Gasen, Dämpfen oder Gas-Dampf-Gemischen enthalten und auch mit einer
Heiz- oder Kühlvorrichtung versehen sein, um unabhängig von der verwendeten Betriebsstromstärke
den erforderlichen Betriebsdruck zu erreichen bzw. bei Verwendung hoher Stromstärken
und hoher Dampfdrücke eine zu starke Erhitzung des Entladungsgefäßes, insbesondere
der den eingeschnürten Lichtbogen führenden Rinne, zu vermeiden. In letzterem Falle
wird zweckmäßig die Rinne ,doppelwandig ausgeführt @uncl durch den Raum zwischen
den beiden Wandungen Kühlwasser hindurchgeleitet.