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Elektrische Uberdruckentladungslampe mit Kontaktzündung Zusatz zum
Patent 869 762 Im Patent 865 762 ist eine elektrische überdruckentladungslampe mit
festen Glühelektroden beschrieben, welche in einer am äußeren Ende geschlossenen
Ansatzkapillare Quecksilber enthält, welches zur Zündung der Entladung in das Entladungsgefäß
bis zum Kurzschließen der Elektrode hineingedrückt und wieder zurückgedrückt werden
kann. Als Steuerorgan dient dabei eine Heizwicklung, die auf den Endteil der Kapillare
einwirkt und dort eine Druckerhöhung herbeiführt. Die Überdruckentladungslampe nach
der vorliegenden Erfindung, deren aus hochschmelzenden Metallen bestehende Elektroden
in der Ausgangsstellung elektrisch voneinander getrennt sind, zeichnet sich durch
eine einfache, selbsttätige und betriebssichere Zündung und durch den Wegfall jeglichen
Energieverlustes im Steuerstromkreis der brennenden Lampe aus. Sie ist dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zu den Elektroden der Lampe die Heiz-Steuerwicklung in Reihe mit einem
bei
der Netzspannung zündenden Hilfsentladungsgefäß gelegt ist,
das nach dem Kurzschließen der Elektroden der Lampe und Stromloswerden des Steuerstromkreises
bei dem darauffolgendenZiehen des Hochdrucklichtbogens nicht wieder zündet. Bei
dem Einschalten der Überdruckentladungslampe tritt sofort unter der Wirkung der
vollen Netzspannung im Hilf sentladungsgefäß eine Glimmentladung oder eine Bogenentladung
auf, deren Strom über die Steuerwicklung fließt und die stromleitende Verbindung
zwischen den Lampenelektroden verursacht. Dabei wird die Steuerwicklung stromlos
und bleibt es auch, wenn der Hochdrucklichtbogen gezogen wird, da dabei das Hilfsentladungsgefäß
nicht mehr zur Zündung kommt.
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Ein in vielen Fällen besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel ist
in der Zeichnung Schematisch dargestellt, wdbei der Hochdrucklichtbogen gemäß Patent
86576:2 zwischen den ortsfesten Elektrodenkörpern mittels Quecksilber gezogen wird.
Die aus Quarzglas bestehende Entladungslampe z ist mit einer U-förmig gebogenen
Ansatzkapillare 2 versehen, deren nach oben angebogener Endteil von einer Heizwicklung
3 umschlossen wird, die über das Hilfsentladungsgefäß q. parallel zu den Elektroden
5 der Lampe geschaltet ist. Der Durchmesser der Kapillare 2 beträgt etwa o,2 mm
und ist am Endteil auf etwa 2 mm erweitert. Die Kapillare 2 ist mit Quecksilber
gefüllt; der Endteil enthält eine Gasfüllung von geeignetem Druck, beispielsweise
2o Atm. Unter dem gleichen Druck steht die Edelgasfüllung im Entladungsraum. Sobald
beim Schließen des Netzschalters 6 das Hilfsentladungsgefäß q. zündet und infolgedessen
die Heizwicklung 3 den gasgefüllten Endteil der Kapillare erhitzt, wird die Quecksilbersäule
nach oben in den beispielsweise einen Innendurchmesser von etwa 7 mm aufweisenden
-Entladungsraum der Hochdrucklampe hineingedrückt, bis schließlich der Quecksilbermeniskus
die Elektroden 5 überbrückt, wie die Zeichnung zeigt. In diesem Augenblick wird
unter Erlöschen der Entladung im Hilf sentladungsgefäß q. die Heizwicklung 3 stromlos
und durch Abkühlung der Gasdruck im Endteil der Kapillare sinken. Das Quecksilber
wird daher durch den Gasdruck im Entladungsraum wieder in dieKapillare zurückgedrückt,
trennt sich dabei von den Elektroden 5 und zündet den Hochdrucklichtbogen. Durch
Verdampfen von Quecksilber wird das Hineindrücken des Quecksilbers in die Kapilläre
beschleunigt. Wie weit der Quecksilbermeniskus in die Kapillare 2 absinkt, hängt
von den Abmessungen der Kapillare, insbesondere dem Inhalt ihres gasgefüllten Endteils,
ferner von den Wärmeableitungsverhältnissen und von der durch die Vorschaltdrosselspule
7 einstellbaren Betriebsstromstärke des Hochdrucklichtbogens ab. Eine derartige
Lampe läßt sich ohne Schwierigkeit so ausbilden, daß sie im Betrieb trotz des Quecksilberausschusses
eine günstige Stromspannungskennlinie zeigt, etwa weitgehend mit konstantem Füllungsdruck
brennt. Zu diesem Zweck ist die Lampe lediglich so auszubilden, daß bei einem etwaigen
Steigen des Füllungsdruckes durch Anwachsen der Lichtbogenstärke und Mehrverdampfung
von Quecksilber dann der Quecksilbermeniskus infolge des Überdruckes im Entladungsraum
genügend weit in die nach außen zu kühlere Kapillare :2 zurückgedrückt, also vom
heißen Hochdrucklichtbogen entferntwird. DurchAnwendunggeeigneterWärmeableitungsverhältnisse
der Kapillare 2 läßt sich leicht erreichen, daß längs der Kapillare ein geeigneter
Temperaturabfall vorhanden ist und daher beim Zurückverschieben des Quecksilbers
die Temperatur des Meniskus und damit die Temperatur der den Dampfdruck bestimmenden
kältesten-Stelle des Entladungsgefäßes in günstigem Maße abfällt. Jede Stromerhöhung
im Entladungsgefäß hat also eine durch die Bauart der Lampe festlegbare Beeinflussung
der Temperatur der kältesten Stelle zur Folge.
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Außerdem läßt sich die dargestellte Lampe mit verschiedenen Leistungsaufnahmen
betreiben, beispielsweise indem man die Ansatzkapillare mit verstellbaren Wärmeisolierungen
oder Wärmeäbleitkörpern versieht. Je nach Einstellung der Temperatur der Kapillare
läßt sich ferner erreichen, daß der Lichtbogen praktisch nur'das Gasspektrum oder
aber auch mehr oder weniger nur das -Quecksilberdampfspektrum zeigt.
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Das bei der neuen überdruckentladungslampe zur Zündung benutzte Hilfsentladungsgefäß
wird zweckmäßig so ausgebildet, daß sich in ihm beim Auftreten der Netzspannung
sofort eine Lichtbogenentladung mitGlühemissionen der Elektroden und demzufolge
kleiner Brennspannung ausbildet. Es ergibt sich dann ein besonders kräftiger, durch
die übliche Vorschaltdrosselspule der tTberdruckentladungslampe begrenzter Steuerstrom.
Das Hilfsentladungsgefäß kann aber auch als kleine Glimmentladungsröhre mit auf
Bimetallstreifen befestigten Elektroden ausgebildet sein. In diesem Fall wird nach,-der
Zündung des Hilfsentladungsgefäßes nunmehr infolge der Aufheizung seiner Bimetallstreifen
vorübergehend ein Kurzschluß seiner Elektroden, auftreten, also am Hilfsentladungsgefäß
praktisch kein Spannungsabfall entstehen, und demzufolge der Steuerstromkreis einen
erheblichen Strom zeigen. Beim Stromloswerden der Steuerwicklung durch gegenseitige
Berührung der Lampenelektroden kehren die Bimetallstreifen des Hilfsentladungsgefäßes
durch Abkühlung wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Das I-Elfsentladungsgefäß
läßt sich billig und ohne Schwierigkeit mit so kleinen Abmessungen herstellen, daß
es bequem im Sockel oder Fuß der überdruckeptladungslampe untergebracht werden kann.
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Bei den bisher in die Praxis eingeführten Überdruckentladungslampen
müssen bekanntlich mit Aktivierungsstoffen, insbesondere Erdalkalimetalloxyden,
versehene Elektroden und niedrige, nur kleine Bruchteile einer 'Atmosphäre betragende
Edelgasdrücke vorgesehen werden. Das Vorhandensein der leicht verdampfendenAktivierungsstoffe
und das Zünden bei niedrigem Edelgasdruck
führen zu einer frühzeitigen
Elektrodenzerstäubung und Schwärzung des Lampengefäßes. Da bei der dargestellten
Lampe leicht verdampfende Aktivierungsstoffe fehlen können und die Zündung auch
bei sehr hohem Füllungsdruck sicher vonstatten geht, läßt sich bei der Lampe eine
wesentlich größere Lebensdauer erzielen als mit den bisher gebräuchlichen Überdruckentladungslampen.