DE959296C

DE959296C - Mercury vapor lamp, especially for headlights, projectors, etc. like

Info

Publication number: DE959296C
Application number: DED4726D
Authority: DE
Inventors: Ulrich W Doering
Original assignee: ULRICH W DOERING
Current assignee: ULRICH W DOERING
Priority date: 1940-02-16
Filing date: 1940-02-16
Publication date: 1957-03-07

Description

Für die Zwecke von Scheinwerfern, Projektoren und ähnlichen Strahlen wer fern wurde bereits die Verwendung von Quecksilberdampfhochdrucklampen vorgeschlagen. Hierzu sollten Lampen Verwendung finden, bei denen die für diese Zwecke notwendige große Flächendichte der Helligkeit durch Steigerung des Ouecksilberdruckes auf 100 und gegebenenfalls auf mehrere 100 Atmosphären erreicht wurde. Solche Höchstdruckquecksilberdampflampen weisen Flächendichtigkeiten von bis zu 100000 Stilb und mehr auf und würden, danach zu urteilen, einen vollwertigen und in der Anwendung bequemen Ersatz für die bisher praktisch allein verwendeten Kohlebogenlampen, Beck-Bogenlampen und Lampen mit konzentrierten Glühfadensystemen bilden. Es war nun schon gefunden worden, daß der Vorteil der außerordentlich hohen Flächendichte der Superhochdrucklampen wieder großenteils dadurch zunichte gemacht wird, daß die Entladung eine fadenförmige Gestalt besitzt, und zur Behebung dieses Nachteils war schon die Maßnahme getroffen worden, die Stromstärken bei derartigen Quecksilberdampflampen zu erhöhen und dafür die Drücke zu senken, um dickere Lichtbögen bei gleichzeitiger ausreichender Flächenhelligkeit zu erhalten. Diese Maßnahme allein ist jedoch noch nicht ausreichend, um Quecksilberdampflampen zu schaffen, die Kohlebogenlampen ersetzen können. Da nämlich Kathoden- und Anodenfall praktisch gleichbleiben,For the purpose of headlights, projectors and similar beams who was already afar Suggested use of high pressure mercury vapor lamps. This should be done with lamps Find use in which the large surface density of brightness necessary for these purposes by increasing the mercury pressure to 100 and, if necessary, to several 100 atmospheres was achieved. Such high pressure mercury vapor lamps have surface densities of up to to 100,000 Stilb and more and would, judging by that, be a full-fledged and in use Convenient replacement for the carbon arc lamps, Beck arc lamps, which have so far been used practically alone and form lamps with concentrated filament systems. It was already found that the advantage of the extremely high surface density of the super high pressure lamps is again largely nullified by the fact that the discharge is thread-like Shape, and the measure had already been taken to remedy this disadvantage, the To increase the current strength of such mercury vapor lamps and to lower the pressures, in order to obtain thicker arcs with sufficient surface brightness at the same time. These Measure alone, however, is not enough to create mercury vapor lamps that Can replace carbon arc lamps. Since the cathode and anode are practically the same,

so wächst die an den Elektroden erzeugte Hitzeentwicklung mit der Stromstärke und führt bald zur Überhitzung und Zerstörung der Elektroden. Die Erfindung schafft nun eine für Scheinwerfer, Projektoren und Strahlenwerfer besonders geeignete Höchstdruckquecksilberdampflampe mit nicht mehr fadenförmiger, sondern gedrungener, flächenhaf t wirkender Lichtbogenentladung höchster Leuchtdichte. Dies geschieht dadurch, daß erfindungsgemäß die die Elektrodeneinführungen enthaltenden Teile des aus Quarz bestehenden Entladungsgefäßes durch stark nach außen Wärme ableitende Metallwände ersetzt sind und daß der Betriebsstrom mehr als 15 Ampere, der Betriebsdruck vorzugsweise 10 bis 30 Atmosphären beträgt. . . . -so the heat generated at the electrodes grows with the strength of the current and soon leads to overheat and destroy the electrodes. The invention now creates one for headlights, Projectors and beam projectors with particularly suitable ultra-high pressure mercury vapor lamps no longer thread-like, but more compact, surface-like arc discharge Luminance. This is done by the fact that, according to the invention, those containing the electrode inlets Parts of the discharge vessel made of quartz by strongly dissipating heat to the outside Metal walls are replaced and that the operating current is more than 15 amps, the operating pressure is preferably 10 to 30 atmospheres. . . . -

Es ist an sich bekannt, Höchstdruckquecksilberlampen mit Wasser zu kühlen. Auch sind schon Entladungsgefäße mit Füllungen unter niedrigem Druck bekanntgeworden, bei denen ein Teil der Glaswandung durch eine etwa das Ende der Lampe darstellende Metallkappe ersetzt ist, jedoch zu gänzlich anderen als hier vorliegenden Zwecken und mit ebenso andersartigen Wirkungen. Auch hat man schon bei noch wieder anderen Vakuumgefäßen, wie insbesondere Röntgenröhren, als Elektroden dicke Metallstäbe verwendet. Aus dem Vorgesagten ergibt sich jedoch die unterschiedliche Art und Wirkungsweise der Lampe nach der Erfindung. It is known per se, ultra-high pressure mercury lamps to cool with water. Discharge vessels with fillings are also under low Pressure has become known in which part of the glass wall through about the end of the lamp Representative metal cap is replaced, but for completely different purposes than here and with equally different effects. Even with other vacuum vessels, one has as in particular X-ray tubes, thick metal rods are used as electrodes. From the What has been said above, however, results in the different types and modes of operation of the lamp according to the invention.

Die bei Quecksilberdampfhöchstdrucklampen unerhörte Vergrößerung der Stromstärke auf über 15 Ampere, etwa auf 20 bis 100 Ampere, würde nicht nur ein Niederschmelzen, Entgasen und Ausblasen der Gefäßwandung, selbst wenn dieselbe aus Quarz besteht, bewirken, sondern auch in kürzester Zeit die Elektroden durch Verdampfung, Zerstäubung und bei aktivierten Elektroden auch gleichzeitig durch Desaktivierung zerstören. Hiergegen würde auch eine ausschließliche Vergrößerung der lichten Weite des Gefäßes nicht helfen. Mit der Vergrößerung der lichten Weite muß ceteris paribus auch die Dicke der Wandung vergrößert werden. Diese bewirkt jedoch entsprechend ihrer Dickenzunahme einen erhöhten Widerstand gegen Wärmeabfluß. Selbst bei Anwendung äußerer Wasserkühlung sind zwar die äußeren Quarzschichten gekühlt, die inneren jedoch schmelzen ab und entglasen, wodurch die optischen Eigenschäften und die Druckfestigkeit des Gefäßes herabgesetzt wird. Die Druckherabsetzung ermöglicht nun eine erhebliche Verdünnung und schon dadurch eine schnellere Wärmeableitung. Diese allein nutzt jedoch noch nichts. Die Anwendung so gewaltiger Stromstärken bedeutet eine Energieumsetzung von 2 bis 3, oft sogar von 4 bis 10 kW pro Zentimeter Entladungsstrecke. Hierbei hat nicht nur mehr der Lichtbogen die bekannten hohen Temperaturen, sondern die ganze abgeschlossene Dampfmasse erhitzt sich auf mehrere tausend Grad. Hiernach haben die Elektroden nicht mehr die Möglichkeit, die an ihnen erzeugte und ebenfalls proportional mit der Strombelastung angestiegene Brennfleckwärme abzugeben und werden daher zerstört. Hierzu wird nun gemäß der vorstehend gekennzeichneten Erfindung ein Teil der sonst aus Quarz bestehenden Gefäßwandung durch Metall ersetzt. Ferner werden zweckmäßigerweise durch Anwendung besonderer Hilfsmittel an den Elektroden, insbesondere durch angelagerte Metallmassen, durch Hindurchführung eines stark wärmeableitenden Metallquerschnittes durch die Gefäßwandung nach außen oder sogar die Elektroden durch innerliche Wasserkühlung künstlich gekühlt. Nach der Erfindung können sogar derartige Quecksilberdampflampen auch als Gleichstromlampen gebaut werden. Da die Stromstärken selbst auf über 100 und gegebenenfalls mehrere 100 Ampere gesteigert werden können, so können Lampen nach vorliegender Erfindung unmittelbar mit den bisher für Kohlebogenlampen verwendeten Vorrichtungen an Stromerzeugern, Transformatoren, Drosseln, Vorschaltwiderständen und dergleichen betrieben werden, ebenso wie mit dem für derartige bisherige Lichtquellen überwiegend verwendeten Gleichstrom. Trotz der gewaltigen Strombelastungen können die Lampen so gebaut werden, daß bei Gleichstrom die Kathode nur ein relativ dünner Stift ist, der zusammen mit der verengten Einschmelzung eine freie Abstrahlung der vor der dicken Anode liegenden Entladungserscheinung nach allen Seiten, insbesondere auch auf der der Kathode zugeordneten Hemisphäre gestattet. Die direkte innerliche Kühlung des eigentlichen Entladungsraumes, der hocherhitzten Dampfmasse und der Elektroden, also all der hocherhitzten und hochbeanspruchten Teile selber kann ergänzt werden durch die bekannte äußerliche Kühlung des Gefäßes mittels Wasser. Sofern man bei vorliegender Lampe die Elektrode mit Wasser kühlt, hat dies für Scheinwerfer und optische Lampen noch den Vorteil, daß das eigentliche Entladungsgefäß selber von derartigen Kühlmitteln und ihren Vorrichtungen frei bleiben kann.The unheard-of increase in the amperage to over with high pressure mercury vapor lamps 15 amperes, roughly to 20 to 100 amperes, would not only mean melting down, degassing and blowing out the vessel wall, even if it is made of quartz, but also in the shortest possible time Time the electrodes by evaporation, atomization and, if the electrodes are activated, also at the same time destroy by deactivation. This would also be countered by an exclusive enlargement the clear width of the vessel does not help. With the enlargement of the clear width ceteris paribus the thickness of the wall can also be increased. However, this causes according to her Thickness increases an increased resistance to heat dissipation. Even when applied externally Water cooling, the outer quartz layers are cooled, but the inner ones melt away and devitrify, as a result of which the optical properties and the compressive strength of the vessel are reduced will. The reduction in pressure now enables a considerable dilution, and thereby alone faster heat dissipation. However, this alone is of no use. The application so powerful Amperages mean an energy conversion of 2 to 3, often even 4 to 10 kW per centimeter of discharge distance. In this case, not only does the arc have the well-known high levels Temperatures, but the entire closed mass of steam heats up to several thousand Degree. After this, the electrodes no longer have the option of the one generated on them and likewise to give off focal spot heat that has risen proportionally with the current load and are therefore destroyed. For this purpose, a part is now made according to the invention characterized above the vessel wall, which is otherwise made of quartz, is replaced by metal. Furthermore are expedient by using special aids on the electrodes, especially those that have accumulated Metal masses through the passage of a strongly heat-dissipating metal cross-section through the vessel wall to the outside or even the electrodes through internal water cooling artificially cooled. According to the invention, even such mercury vapor lamps can also be used as DC lamps are built. Since the currents themselves to over 100 and possibly several 100 amperes can be increased, so lamps according to the present invention can directly with the devices on power generators previously used for carbon arc lamps, Transformers, chokes, series resistors and the like are operated, as well as with the direct current predominantly used for such previous light sources. Despite the huge Current loads, the lamps can be built in such a way that, with direct current, the cathode is only a relatively thin pin, which, together with the narrowed seal, provides free radiation the discharge phenomenon in front of the thick anode in all directions, in particular also permitted on the hemisphere assigned to the cathode. The direct internal cooling the actual discharge space, the highly heated vapor mass and the electrodes, i.e. all the highly heated and highly stressed parts themselves can be supplemented by the known ones external cooling of the vessel with water. Provided the electrode is present with the lamp cools with water, this has the advantage for headlights and optical lamps that the actual Discharge vessel itself remain free of such coolants and their devices can.

Die Erfindung sei weiterhin an Hand einiger Abbildungen, die einige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung darstellen, erläutert. In Abb. ι ist ι ein beispielsweise die Form eines kurzen Zylinders aufweisendes Gefäß aus Quarz, etwa mit einer lichten Weite von 10 bis 30 mm und einer Wandstärke von 2 bis 5 mm. Auf der rechten Seite ist ein kurzer Metallzylinder 2 eingeschmolzen, dessen Boden eine Einstülpung 3 ins Innere des Gefäßes aufweist. Die Einstülpung kann in extremen Fällen fast das Lumen des Gefäßes ausfüllen, also einen großen Durchmesser haben. Der Metallzylinder ist je nach Betriebsdruck und Lampengröße etwa ¹U bis 1 cm dick und besteht aus Molybdän, Tantal, Wolfram, kann aber auch aus Nickel, Eisen, Chrom und deren Legierungen bestehen. Die Einschmelzung ist vorgenommen mittels einer dünn ausgezogenen oder ausgehämmerten oder ausgeschweißten Randpartie 4 aus Molybdän. In die Einstülpung hinein verläuft ein Rohr 5, und zwar zweckmäßigerweiseThe invention will also be explained with the aid of a few illustrations which illustrate some possible embodiments of the invention. In Fig. Ι ι a for example the shape of a short cylinder having quartz vessel, for example with a clear width of 10 to 30 mm and a wall thickness of 2 to 5 mm. On the right-hand side, a short metal cylinder 2 is melted, the bottom of which has an indentation 3 into the interior of the vessel. In extreme cases, the indentation can almost fill the lumen of the vessel, i.e. it can have a large diameter. ^{The metal cylinder is about 1} U to 1 cm thick, depending on the operating pressure and lamp size, and consists of molybdenum, tantalum, tungsten, but can also consist of nickel, iron, chromium and their alloys. The melting is carried out by means of a thinly drawn or hammered or welded edge portion 4 made of molybdenum. A tube 5 runs into the indentation, expediently

unter Belassung eines Zwischenraumes 6, so daß es erst an den dem eigentlichen Entladungsraum 7 zugekehrten Flächen der Anode ansetzt. Innerhalb des Rohres S verläuft ein weiteres Rohr 8 bis vorn in den Anodenkopf. Das Rohr 8 dient als Zufluß von Wasser, das Rohr 5 als Abfluß von Wasser oder einer sonstigen Kühlflüssigkeit. Die Lichtbogenflamme hat ungefähr die punktiert angedeutete, nicht mehr fadenförmige, sondern gedrungene Form. Es befindet sich dann um diese herum eine noch erhitzte Dampfmasse, die ebenfalls durch Punktierung angedeutet ist. Beide bespülen die Kopfflächen der Elektroden und erhitzen sie aufs höchste, ebenso wie die angrenzenden Gefäßwände. Die wassergekühlten Flächen der Anode ebenso wie die durch die gute Kupferleitung gekühlten vorderen Flächen der Kathode entfalten nun auf diese sie bespülende Dampfwolke eine intensive Abkühlwirkung, so daß die Temperatur des ganzen, zwischen den Elektroden liegenden, sonst völlig überhitzten Raumes stark herabgesetzt ist. Auf den Kopf der Einstülpung ist eine Kappe 9 aus Wolfram von etwa 0,6 bis i,6 mm Dicke aufgesetzt, von einem Durchmesser, der der Ausdehnung der Flammwirkung entspricht. Die andere Elektrode ist in einer Ausführungsform gezeigt, bei der sie unter Annahme von Gleichstrombetrieb speziell als Kathode ausgebildet ist. Bei Wechselstrom können beide Elektroden wie die links gezeichnete oder wie die rechts dargestellte ausgebildet sein. Sie besteht beispielsweise aus einem in einer sie gegen den Innenraum völlig abschließenden Nickelhülse oder Hülse aus Eisen, Molybdän oder Legierungen steckenden Kupferstab 10 und ist eingeschweißt oder hart eingelötet in einen in sich umgebörtelten Metallzylinder 11. Außen besitzt der Stab Kühlrippen 12. Wie zu ersehen, sind beide Elektroden relativ kurz gehalten, wodurch die Wärmeableitung beschleunigt werden kann. Umgekehrt sind bei 6 und bei 24 Zwischenräume zwischen der an den Innenraum angrenzenden Metallfläche und den Wärmeableitern gelassen, damit die von dem Entladungsraum entfernt liegenden Teile sich nicht unnötig durch Wärmeabgabe abkühlen, während so gerade eine selektive Kühlung des Entladungsraumes und der darin eingeschlossenen Dampf masse erreicht wird.leaving an intermediate space 6 so that it only attaches to the surfaces of the anode facing the actual discharge space 7. Within the tube S, another tube 8 runs up to the front of the anode head. The pipe 8 serves as an inflow of water, the pipe 5 as an outflow of water or some other cooling liquid. The arc flame has roughly the dotted shape, no longer thread-like, but rather compact. There is then around this a still heated mass of steam, which is also indicated by dots. Both rinse the head surfaces of the electrodes and heat them up to the maximum, as do the adjacent vessel walls. The water-cooled surfaces of the anode as well as the front surfaces of the cathode, which are cooled by the good copper conduction, now develop an intensive cooling effect on this cloud of steam, so that the temperature of the entire space between the electrodes, which is otherwise completely overheated, is greatly reduced. To the head of invagination a cap 9 is placed tungsten of about 0.6 to i, 6 mm thick, with a diameter that corresponds to the extension of the flame effect. The other electrode is shown in an embodiment in which it is designed specifically as a cathode, assuming direct current operation. With alternating current, both electrodes can be designed like the one shown on the left or the one shown on the right. It consists, for example, of a copper rod 10 inserted into a nickel sleeve or sleeve made of iron, molybdenum or alloys that completely seals it off from the interior and is welded or brazed into a metal cylinder 11 that is crimped onto itself. On the outside, the rod has cooling fins 12. Both electrodes are kept relatively short, whereby the heat dissipation can be accelerated. Conversely, at 6 and at 24, spaces are left between the metal surface adjoining the interior and the heat sinks, so that the parts that are remote from the discharge space do not cool down unnecessarily through heat dissipation, while selective cooling of the discharge space and the steam mass enclosed therein is achieved will.

Bei der Lampe nach Abb. 2 hat die Hülle eine eiförmige oder gar kugelige Form, während die Anode 14 die Gestalt einer dicken, kurzen Einstülpung besitzt, ist die links gezeichnete Kathode 15 nur als dünne Einstülpung oder Röhre ausgebildet. An den dünnen Röhrenteil schließt sich dann der nur etwas erweiterte, auch einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser besitzende Röhrenteil 16 an, mit Hilfe dessen er in den gleichfalls verengten Hals des Entladungsgefäßes 17 oder einen besonderen, an das etwa kugelförmige Entladungsgefäß angesetzten Stutzen eingeschmolzen ist. Um die Kathode und überhaupt die Elektroden sehr dünn auszugestalten und trotzdem eine intensive Kühlung zu erreichen, ist hier auch diese Kathode mit Wasserdurchfluß ähnlich wie die Anode der Abb. 1 ausgebildet. So besitzt diese Lampe eine fast völlig freie Lichtausstrahlung in der gesamten, in der Zeichnung links liegenden Hemisphäre und sogar über einen Kugelwinkel von fast 300⁰. Als Hauptausstrahlungsrichtung kann hierbei in einem optischen Gerät wie in einem Scheinwerfer gerade die linke, der Kathode zugeordnete Hemisphäre benutzt werden, da diese nebst ihren Einschmelzungen nur einen winzigen Bruchteil der gesamten Ausstrahlungsfläche einnimmt. In the lamp according to Fig. 2, the shell has an egg-shaped or even spherical shape, while the anode 14 has the shape of a thick, short indentation, the cathode 15 shown on the left is only designed as a thin indentation or tube. The thin tube part is followed by the slightly widened tube part 16, which also has a relatively small diameter, with the help of which it is melted into the likewise narrowed neck of the discharge vessel 17 or a special nozzle attached to the roughly spherical discharge vessel. In order to make the cathode and the electrodes in general very thin and still achieve intensive cooling, this cathode is also designed here with water flow similar to the anode in FIG. 1. Then the lamp has an almost completely free light output throughout, in the drawing past the left hemisphere and even a ball angle of nearly 300 ^0th The left hemisphere assigned to the cathode can be used as the main direction of emission in an optical device such as a headlight, since this, along with its fused areas, only takes up a tiny fraction of the total emission area.

In Abb. 3 ist eine fast ganz oder jedenfalls überwiegend aus Metall bestehende Röhre gezeigt. Der Lampenkörper 13 besteht hierbei aus Nickel, Eisen, Chrom, Molybdän oder deren Legierungen. Er besitzt etwa eiförmige Gestalt. Rechts geht er entweder mit einer Einstülpung unmittelbar über in die Einstülpung 14 bzw. in einen etwa aus einem vollen, in einer Nickelhülse steckenden Kupferstab bestehenden Einsatzteil, oder es ist, wie gezeigt, eine aus einem Rohrsystem bestehende wassergekühlte Anode in ihn hart eingelötet oder eingeschweißt. Links setzt sich der metallische Lampenkörper in eine verdünnte, aus Molybdän bestehende Partie 4 fort, die angeschmolzen ist an ein kurzes Quarzrohrstück 18. An dieses ist weiter nach links angeschmolzen ein kurzer, geschlossener Metallzylinder 19, der sich fortsetzt oder in den eine andere für Wechselstrom ebenso wie die vorige ausgebildete, bei Gleichstrombetrieb etwa als dünne Kathode ausgebildete Elektrode 20 eingesetzt ist. Selbstverständlich können die Elektroden, um bessere Abstrahlungsverhältnisse zu schaffen, auch exzentrisch oder im Winkel zueinander gesetzt sein. Ebenso können ihre die Entladung tragenden Flächen auch einseitig gegeneinander abgeschrägt sein. Seitwärts am Entladungsgefäß (in der Zeichnung nach unten) ist dieses in Form eines kurzen, ebenfalls einen einschmelzfähigen Rand besitzenden Stutzens 21 ausgezogen. Hier ist nun eine Quarzkappe oder etwas ausgewölbte Quarzscheibe 22 aufgeschmolzen. Bei der energischen Kühlung der die Elektroden umspülenden Dampfmassen kann der Lichtbogen sogar verhältnismäßig nahe an dieses »Quarzfenster« 22 herangerückt und dadurch ein günstiger Abstrahlwinkel erzielt werden. Das Pumpröhrchen 23 kann an dem kurzen Quarzzwischenstück 18 angesetzt sein. Derartige, aus Metall bestehende Lampen halten selbst bei dünner, gegebenenfalls nur Bruchteile eines Millimeters betragender Wandstärke auch Betriebsdrücke von 50 bis selbst mehreren hundert Atmosphären aus, wie überhaupt im Rahmen vorliegender Erfindung die Drücke auch, falls für den besonderen Zweck notwendig oder gewünscht, auf solche höheren Werte gesteigert sein können, wobei nur zu beachten ist, daß man mit Hilfe der angegebenen Mittel die Temperaturmtwicklung und Einwirkung der hocherhitzten Dampfmassen auf Elektroden und Wände beherrscht. Die eigentlichen, als Bogenansatz dienenden Elektroden können blanke Wolframdrähte sein.In Fig. 3 a tube consisting almost entirely or at least predominantly of metal is shown. Of the The lamp body 13 consists of nickel, iron, chromium, molybdenum or their alloys. He owns roughly egg-shaped. On the right, it either transitions directly into with an indentation the indentation 14 or in an approximately made of a full copper rod inserted in a nickel sleeve existing insert part, or it is, as shown, a water-cooled one consisting of a pipe system Anode is hard soldered or welded into it. The metallic one sits on the left Lamp body in a thinned, consisting of molybdenum part 4, which is melted on a short piece of quartz tube 18. A short, closed piece is fused to this further to the left Metal cylinder 19 that continues or into the one another for alternating current as well as the Previously designed electrode 20, designed for example as a thin cathode in the case of direct current operation, is used is. Of course, the electrodes can be used in order to achieve better radiation conditions can also be set eccentrically or at an angle to one another. Likewise its can the discharge load-bearing surfaces can also be beveled against one another on one side. Sideways on the discharge vessel (in the drawing downwards) this is in the form of a short, also a meltable one Edge owning nozzle 21 pulled out. Now here is a quartz cap or something bulging Quartz disk 22 melted. With the vigorous cooling of the washing around the electrodes The arc can even produce vapor masses relatively close to this "quartz window" 22 moved closer and thereby a favorable radiation angle can be achieved. The pump tube 23 can be attached to the short quartz spacer 18. Such lamps made of metal hold even with thin, possibly only a fraction of a millimeter wall thickness also operating pressures from 50 to even several hundred atmospheres, as in general within the framework In the present invention, the pressures also, if necessary or desired for the particular purpose, can be increased to such higher values, whereby it is only necessary to note that one with With the help of the specified means, the temperature development and the effect of the highly heated steam masses on electrodes and walls. The actual electrodes used as an arc attachment can be bare tungsten wires.

Es können auch aktivierende Überzüge oder vorgeformte aktivierende Auflagen in Gestalt von Sinterkörpern aus etwa Wolframpulver, Thoriumoxyd oder Bariumoxyd oder aufnahmefähige Metall-Strukturen mit aktivierenden Substanzen aufgelegt werden. Nur müssen diese zwecks energischer Kühlung ebenfalls relativ dünn sein. Für Gleichstrombetrieb, insbesondere in senkrechter Brennlage, kann auch die untere, als Kathode arbeitende ElektrodeThere can also be activating coatings or preformed ones activating layers in the form of sintered bodies made of tungsten powder or thorium oxide or barium oxide or absorbent metal structures with activating substances will. Only these have to be relatively thin for the purpose of energetic cooling. For direct current operation, especially in a vertical burning position, the lower electrode, which works as a cathode, can also be used

ίο aus Quecksilber bestehen. Zur Zündung ist die Röhre, wie bekannt, mit Edelgasen von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern Druck gefüllt. Zum Quecksilber kann auch insbesondere Cadmium zugesetzt sein. Die besonderen Betriebs-Verhältnisse vorliegender Lampe, insbesondere die abnorm großen Stromstärken bewirken jedoch eine fast panchromatisch weiße Gesamtstrahlung der Lampe, wobei auch die Strahlung im Rot, im Orange und im langwelligen Gelb ganz erheblich gesteigert ist. Dies ist gerade für Scheinwerferzwecke besonders wichtig. Die Lampen nach vorliegender Erfindung eignen sich jedoch aus diesem Grunde und wegen ihrer hohen Ökonomie auch für Großbeleuchtungszwecke und für allgemeine Beleuchtungszwecke, z. B. als Beleuchtung von Straßen, Plätzen, Bahnhöfen usw., an Stelle der Kohlebogenlampen.ίο consist of mercury. For ignition is the Tube, as is known, filled with noble gases of a few millimeters to a few centimeters of pressure. Cadmium in particular can also be added to mercury. The special operating conditions present lamp, especially the abnormally high currents but an almost panchromatic white total radiation of the lamp, whereby the radiation in the Red, orange and long-wave yellow is significantly increased. This is just for headlight purposes particularly important. However, the lamps of the present invention are suitable for this reason and because of their high economy also for large-scale lighting purposes and for general purposes Lighting purposes, e.g. B. as lighting of streets, squares, train stations, etc., in place of carbon arc lamps.

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

ι . Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe mit festen, unver dampf baren, heißen, gegebenenfalls aktivierten Elektroden, die einer Lichtbogenentladung als Ansätze dienen, sowie einer der Zündung dienenden Edelgasfüllung, insbesondere für Scheinwerfer und sonstige Strahlenwerf er zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektrodeneinführungen enthaltenden Teile des aus Quarzglas oder ähnlichem Hartglas bestehenden Entladungsgefäßes durch stark nach außen wärmeableitende Metallwände oder Flächen ersetzt sind, der Betriebsstrom mehr als 15 Ampere und der Betriebsdruck etwa 10 bis 30 Atmosphären beträgt, dergestalt, daß eine dicke, flächenhaft wirkende Entladung großer spezifischer Helligkeit hergestellt, gleichzeitig jedoch Lichtbogenraum und Lichtbogenansatz intensiv gekühlt werden.ι. High-pressure mercury vapor discharge lamp with solid, non-vaporizable, hot, if necessary activated electrodes, which serve as approaches for an arc discharge, as well as a noble gas filling used for ignition, especially for headlights and others Beam thrower purposes, characterized in that the containing the electrode inlets Parts of the discharge vessel made of quartz glass or similar hard glass Metal walls or surfaces that dissipate heat to the outside are greatly replaced, the operating current more than 15 amps and the operating pressure is approximately 10 to 30 atmospheres, such that that a thick, surface-like discharge of great specific brightness is produced at the same time however, the arc chamber and arc approach are intensively cooled.

2. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausbildung der Metallflächen als Zylinder, durch Einstülpungen im Verlauf der Fläche oder durch zusätzliche, sie durchsetzende Metallmassen die Kühlung unmittelbar ins Lampeninnere und in den Bereich der den eigentlichen Lichtbogen umhüllenden, überhitzten Dampfwolke räumlich vorgetragen wird.2. High pressure mercury vapor discharge lamp according to claim 1, characterized in that by designing the metal surfaces as cylinders, by indentations in the course of the surface or by means of additional metal masses that penetrate them directly into the cooling system The inside of the lamp and in the area surrounding the actual arc are overheated Steam cloud is presented spatially.

3. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die undurchbrochen bleibende Metallfläche bzw. bei zylindrischer AusbiTdung derselben oder Anordnung einer Einstülpung an den Kopfteil derselben einerseits nach außen wärmeableitende, etwa stab- oder rohrförmige Metallmassen angelagert sind und daß andererseits auf der entsprechenden Innenseite der eigentliche Elektrodenkörper aufgesetzt ist.3. High pressure mercury vapor discharge lamp according to claim 1 and 2, characterized in that that on the metal surface that remains uninterrupted or in the case of a cylindrical design the same or arrangement of an indentation on the head part of the same on the one hand to the outside heat-dissipating, for example rod-shaped or tubular metal masses are deposited and that on the other hand the actual electrode body is placed on the corresponding inside.

4. Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Lampenkörper eingesetzte Metallfläche Einstülpungen oder Einsatzteile zum Entladungsraum hin aufweist, die gegebenenfalls unmittelbar als Elektrode dienen.4. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the metal surface inserted into the lamp body is indentations or insert parts to the discharge space, which may be directly serve as an electrode.

5. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche aus einem ungefähr zylindrischen Teil besteht, dessen Mantelfläche mit dem Lampengefäß verschmolzen bzw. von innen an dasselbe angeschmolzen ist und aus einer abschließenden, dem Lampeninneren zugekehrten bzw. ins Innere hineinragenden Kopffläche, wobei der hineintretende Wärmeableiter nur letzterer anliegt, gegenüber der Mantelfläche jedoch einen Spalt läßt.5. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the metal surface consists of an approximately cylindrical Part consists of whose jacket surface is fused to the lamp vessel or from the inside the same is melted and from a final, facing the interior of the lamp or the head surface protruding into the interior, the penetrating heat sink only the latter rests, but leaves a gap with respect to the lateral surface.

o.Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß zu einer dem Lampeninneren zugekehrten Ausstülpung (von kleinerem Durchmesser) umgestaltet ist.o.High-pressure mercury vapor discharge lamp according to Claim 1, 2 and 5, characterized in that that the closure to a bulge facing the lamp interior (of smaller diameter) is redesigned.

7.Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche von einem in den Entladungsraum hineinreichenden dicken Metallstab oder Metallrohr ungefähr senkrecht durchsetzt ist.7. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the metal surface of one in the discharge space thick metal rod or metal tube reaching into it is penetrated approximately vertically.

S.Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche einen eine axiale Öffnung einfassenden, kragenartigen Teil aufweist, der mit einem sie durchsetzenden gestreckten, die Wärme abführenden, etwa stab- oder rohrförmigen Metallkörper verschweißt oder verlötet ist, sowie einem weiteren kragenartigen Randteil, der von innen einseitig an die aus Quarzglas usw. bestehende Gefäßwand angeschmolzen ist.S. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the metal surface encloses an axial opening, Has collar-like part, which extends with a penetrating stretch, the heat dissipating, for example rod-shaped or tubular Metal body is welded or soldered, as well as a further collar-like edge part, which is on one side from the inside Quartz glass etc. existing vessel wall is melted.

9. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeableitender Stab oder ein wärmeableitendes Rohr in den Hohlraum des in die Quarzwandung eingesetzten Zylinders bzw. der Einstülpung hineinführt, jedoch zweckmäßigerweise nur an deren frei von der Gefäßwand ins Innere ragenden, den Bogenansatz bzw. die eigentlichen Elektrodenkörper tragenden Kopfflächen angesetzt ist und im übrigen ein Zwischenraum verbleibt, dergestalt, daß die iao von der Entladungsbahn entfernten endständigen Lampenteile vor zu starker Abkühlung bewahrt bleiben, die als Bogenansatz dienenden Flächen hingegen selektiv gekühlt werden.9. high pressure mercury vapor discharge lamp according to claim 1 to 5, characterized in that that a heat-dissipating rod or tube is inserted into the cavity of the in the quartz wall inserted cylinder or the indentation leads into it, but expediently only on those protruding freely from the vessel wall into the interior, carrying the arch attachment or the actual electrode body Head surfaces is attached and a gap remains in the rest, such that the iao the terminal lamp parts removed from the discharge path are protected from excessive cooling remain, while the surfaces serving as arches are selectively cooled.

10. Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach einem oder mehreren der vorher-10. High pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the previous

gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab aus Kupfer besteht, das, soweit er an den Innenraum angrenzt,"in eine dünne Hülse aus Nickel, Eisen, Molybdän oder Legierungen hiervon eingeschlossen ist.going claims, characterized in that the metal rod consists of copper which, as far as it is adjacent to the interior, "in a thin sleeve made of nickel, iron, molybdenum or alloys thereof.

11. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektrodenkörper tragenden Zylinder, Einstülpungen, Stäbe oder Röhren innerlich mit Wasser gekühlt sind.11. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the cylinders carrying the electrode bodies, Protrusions, rods or tubes are internally cooled with water.

12. Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die mit dem Lampengefäß verschmolzenen bzw. an dieses von innen angeschmolzenen Teile der Metallflächen, insbesondere kragenförmige Randteile oder Mantelflächen in einer zur Verschmelzung geeigneten Weise verdünnt sind, wobei die Kopfflächen und die Einstülpungen aus Molybdän, Tantal, Wolfram, gegebenenfalls auch aus Nickel, Eisen, Chrom und deren Legierungen bestehen. 12. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least the parts of the metal surfaces fused to the lamp vessel or fused to this from the inside, in particular collar-shaped edge parts or jacket surfaces, are thinned in a manner suitable for fusing, the head surfaces and the indentations are made of molybdenum, tantalum, tungsten, optionally also of nickel, iron, chromium and their alloys.

13. Hochdrückquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Entladungsraum ungefähr kugelige oder eiförmige Gestalt hat, sich daran verengte, stutzenförmige Teile anschließen und die wärmeableitenden Metallflächen in diese eingesetzt sind.13. High pressure mercury discharge lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that the actual discharge space is approximately has spherical or egg-shaped shape, it connects to narrowed, nozzle-shaped parts and the heat-dissipating metal surfaces are inserted into them.

14. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen oder als Einstülpungen ausgebildeten Teile bei rohrförmiger Ausbildung das Lumen der Entladungsröhre selber bzw. sonst das der verengten Stutzen fast völlig ausfüllen.14. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the cylindrical parts or parts constructed as indentations in the case of tubular construction the lumen of the discharge tube itself or otherwise that of the narrowed nozzle almost completely to complete.

15. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Entladungsgefäß aus Metall besteht, in das die eine Elektrode mit Hilfe eines Quarzstückes geeigneter Formgebung eingesetzt ist und daß eine Quarzscheibe oder -kappe, die den Strahlenaustritt ermöglicht, vorgesehen ist.15. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the entire discharge vessel consists of metal, into which one electrode is inserted with the aid a quartz piece of suitable shape is used and that a quartz disk or -cap, which enables the beam exit, is provided.

16. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenansatzstelle aus Wolfram dünnwandig, etwa als 0,6 bis 1,6 mm dicke Überkappung ausgebildet ist, an die nach außen zu stärker wärmeableitende Mittel, wie Kupferstäbe oder Kühlrohre, angrenzen.16. High pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that the arc attachment point is thin-walled from tungsten, is designed approximately as a 0.6 to 1.6 mm thick cap, to the outside Adjacent more heat-dissipating means, such as copper rods or cooling tubes.

17. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Elektrode aufnahmefähige Metallstrukturen oder poröse Sinterkörper vorgesehen sind, die aktivierende Stoffe, wie Bariumoxyd oder Thoriumoxyd, enthalten.17. High pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that receptive metal structures on the electrode or porous sintered bodies are provided that contain activating substances such as barium oxide or thorium oxide.

18. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufnahmefähigen Metallstrukturen als dünne Belegungen ausgebildet und von der Entladung hinweg gut wärmeabgeleitet sind.18. High pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that the receptive metal structures as thin coatings are formed and are well dissipated away from the discharge.

19. Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Anwendung in optischen Systemen die innerliche Kühlung der Metallischen und aufsitzenden Elektroden oder besonderer, durchsetzender Stäbe die hierbei in Wegfall kommende äußere Kühlung des Lampengefäßes als solche ersetzt.19. High pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that for use in optical systems the internal cooling of the metallic and seated electrodes or special, penetrating ones The external cooling of the lamp vessel, which is no longer required, is replaced as such by rods.

20. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innerliche Kühlung durch Außenkühlung des Lampengefäßes ergänzt wird.20. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the internal cooling by external cooling of the lamp vessel is supplemented.

21. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden exzentrisch oder im Winkel gegeneinandergesetzt sind oder daß die die Entladung tragenden Flächen abgeschrägt sind.21. High pressure mercury discharge lamp according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electrodes are eccentric or at an angle are set against each other or that the surfaces carrying the discharge are beveled.

22. Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenabstand bei Lampen bis 30 mm Durchmesser unter 1 cm, bei solchen von 30 bis 50 mm Durchmesser 1 bis 2 cm beträgt, während die die Elektroden bildenden, in die Röhre hineintretenden Einstülpungen relativ dick sind und einen großen Teil des Querschnittes der Lampe oder ihrer Enden einnehmen, in extremen Fällen denselben fast ausfüllen. 22. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the electrode spacing in lamps up to 30 mm in diameter is less than 1 cm, in those of 30 to 50 mm diameter is 1 to 2 cm, while those forming the electrodes, in the Tube protruding indentations are relatively thick and form a large part of the cross section occupy the lamp or its ends, in extreme cases almost fill it.

23. Hochdruckquecksilberdampf entladungslampe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eineEdelgasfüllung unter einem Druck von einigen Zentimetern vorgesehen ist.23. High-pressure mercury vapor discharge lamp according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a noble gas filling is provided under a pressure of a few centimeters.

. Hierzu ι Blatt Zeichnungen. For this purpose ι sheet of drawings