DE1076814B - Entladungslampe - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine in einem Hüllgefäß angeordnete Entladungsröhre, insbesondere für Quecksilberhochdruckdampflampen. Bei diesen Entladungslampen, die für Allgemeinbeleuchtung und andere Zwecke verwendet werden, hält der Hüllkolben oder äußere Mantel, der die Entladungsröhre umschließt, die Luft von den Einschmelzungen fern und bildet einen mechanischen Schutz, während er außerdem als Wärmehülle und Filter gegen kurzwelliges UV dient. Es ist sowohl bekannt, die Entladungsröhre in Richtung der Längsachse des Hüllkolbens zu montieren als auch quer zur optischen Achse anzuordnen.

Bei der Beleuchtung hoher Hallen ist es wünschenswert, das Licht nach unten zu konzentrieren. Als besonders zweckmäßig ist eine Lichtausstrahlung in der Zone von 0° (senkrecht abwärts) bis 60° zur optischen Achse, während das in der Zone von 60 bis 90° (horizontal) zur optischen Achse ausgestrahlte Licht auf einem geringen Wert zu halten ist. Quecksilberdampflampen mit als Reflektor ausgebildetem Hüllgefäß, die bis jetzt bekannt waren, besitzen dagegen bei der üblichen hängenden Brennlage eine wesentliche Ausstrahlung in der Zone von 60 bis 90°, z. B. bis zu 25% der Gesamtstrahlung. Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Quecksilberdampflampe so zu gestalten, daß das von der Entladungsröhre erzeugte Licht besser in die bevorzugte Richtung gelenkt werden kann.

Bekanntgeworden sind Lichtquellen, bei denen Entladungsröhren quer zur Achse eines Hüllgefäßes angeordnet sind, wobei sie in einer starren Halterungseinrichtung gelagert werden. In Fällen, in denen die Länge des Entladungsgefäßes größer ist als der Durchmesser des Hüllkolbenhalses, ist es daher erforderlich, letzteren entweder aus zwei miteinander verschmolzenen Glasschalen herzustellen oder den Hals größer zu machen, als in der einschlägigen Industrie üblich ist. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, solche Lampen einfacher und billiger mit herkömmlichen Maschinen zu fertigen.

Ferner ist eine Leuchte mit mehreren Entladungsröhren in einer Glasglocke bekanntgeworden, bei der die Röhren mittels feststellbarer Hebel in Betriebsstellung gebracht werden. Der Drehpunkt liegt dabei außerhalb der Leuchte. Diese Ausführung benötigt zusätzliche Mittel und ist wegen ihrer Mehrteiligkeit weder staub- noch wasserdicht.

Bei einer Entladungslampe, bestehend aus einem einer Glühlampe ähnlichen einteiligen Umhüllungskolben mit halsartigem Ansatz und einem darin an- geordneten röhrenförmigen Entladungsgefäß, dessen Länge größer als der Durchmesser des Hüllkolbenhalses und dessen Lage quer zur Achse des Hüllkolbens ausgerichtet ist, wird erfindungsgemäß vor-Entladungslampe

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. J. Dellian, Patentanwalt,
München 2, Windenmacherstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. April 1957

Dale Elmer Beeninga, Milwaukee, Wis.,

Wayne Carlton Matz, Lakewood, Ohio,

Elton Allen Linsday und Donald Ray Phillips,

Cleveland Heights, Ohio (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

geschlagen, daß das Entladungsgefäß in der Halterungsvorrichtung quer zu seiner Längsachse drehbar gelagert ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hüllkolben zum Teil mit einer reflektierenden Schicht belegt ist, und zwar vorzugsweise so, daß die Gefäßkuppe frei bleibt. Selbstverständlich kann insbesondere die Innenwandung des Hüllgefäßes in bekannter Weise ganz oder zum Teil noch zusätzlich mit einem Belag fluoreszierender Stoffe ausgestattet sein. Die Halterung der Entladungs röhre geschieht vorteilhafterweise mittels federnder Haltedrähte und einer einem Kippgelenk ähnlichen Ausführung des Montagegestelles.

An Hand der Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht,

Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht zum Teil im Schnitt;

Fig. 4' zeigt ein Montagegestell mit Entladungsröhre in räumlicher Darstellung.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Entladungslampe besteht aus einem Hüllkolben 1, der einen röhrenförmigen Halsteil 2 von vermindertem Durchmesser aufweist, an dessen Ende ein in den Kolben einspringender Fuß 3 angeschmolzen ist; durch dessen Quetschung 4 erstrecken sich die verhältnismäßig steifen Stromzuführungsdrahte 5, 6. An das obere Ende des Halses ist der übliche Schraubsockel 7 angekittet, wobei die Stromzuführungen 5, 6 mit der mit Gewinde versehenen Hülse 8 und ihrem isolierten Mittelkontakt 9 verbunden sind.

909 758/224

Der Halsteil 2 erstreckt sich nach unten in einen erweiterten Schalenteil 11. Er wird von dem Bereich

13 im Halsteil 2 bis ungefähr zu der Ebene M-M mit einer lichtreflektierenden Schicht 12, z. B. einem Innenbelag aus Silber überzogen. Eine lichtdurchlässige konvexe, gegebenenfalls mattierte Endfläche

14 schließt sich als Gefäßkuppe an.

Die eigentliche im Kolben 1 angeordnete Entladungsröhre 15 ist aus Quarz hergestellt und enthält eine kleine Quecksilbermenge sowie ein Zündgas wie etwa Argon. Die Bogenentladung findet durch die thermionischen Hauptelektroden 16, 17 statt, wobei zur Zünderleichterung eine Hilfselektrode 18 an einem Ende vorgesehen ist. Die Enden der dargestellten Entladungsröhre sind durch gequetschte Einschmelzungen 21, 22 verschlossen, durch die sich Molybdänfolien erstrecken, welche Verlängerungen in die Entladungsröhre hinein zum Halten der Elektroden und Verlängerungen nach außen besitzen, die die Anschlüsse bilden.

Die Entladungsröhre 15 hat eine Gesamtlänge, die größer ist als der Durchmesser des Halsteiles 2 des Reflektorkolbens. Im allgemeinen ist die Erfindung am vorteilhaftesten bei Kolben, die einen reflektierenden Schalenteil mit einer axialen Länge von 50 bis 100% seines Höchstdurchmessers und eine Gesamtlänge der Entladungsröhre besitzen, die nicht wesentlich, z. B. nicht über 30% kleiner ist als die axiale Länge des Schalenteiles. In dem dargestellten Beispiel beträgt die axiale Länge des Schalenteiles etwa zwei Drittel des Höchstdurchmessers, und die Gesamtlänge der Entladungsröhre ist, roh genommen, gleich der axialen Länge des Schalenteiles, genauer etwa 10% kleiner.

Die Befestigung der Entladungsröhre 15 im Hüllgefäß 1 erfolgt derart, daß sie axial durch den Halsteil eingebracht und danach in eine horizontale Stellung gekippt werden kann. Dies kann durch die gezeigte Gestellkonstruktion erreicht werden, die Drahtringe 23, 24 aufweist, welche um die Einschmelzungen 21, 22 gewunden sind, und zwar in den Bereichen, an denen diese etwas verengt sind. Die Enden des Drahtringes 23 sind zu einer öse 25 geformt, die eine Gelenkverbindung mit dem seitlich verlaufenden Ende des stabförmigen Gestellhaltedrahtes 26 bildet, der an die Stromzuführung 5 des Kolbens angeschweißt ist. Die Enden des Drahtringes

24 sind in eine Schlaufe 27 geformt, die einen Gleitsitz auf dem stabförmigen Gestellhaltedraht 28 herstellt, der ebenfalls an die Stromzuführung 5 angeschweißt ist.

Zwecks Einbringung der Entladungsröhre 15 und der Gestellkonstruktion in den Kolben wird diese bei

25 gedreht, wobei die Schlaufe 27 über den stabförmigen Gestellhaltedraht 28 gleitet. Die stabförmigen Drähte 26 und 28 werden mit der Hand zusammengedrückt, wobei die Entladungsröhre in einen spitzen Winkel zur Fußachse gedreht wird. In dieser Stellung können die Entladungsröhre und die Gestellanordnung durch den engen Kolbenhals eingeführt werden. Sobald sich die Entladungsröhre im Kolben befindet, wird sie in eine horizontale Lage gedreht, indem sie durch den Hals mit einem dünnen Stab berührt und das hochstehende Ende der Entladungsröhre nach unten gedrückt wird, so daß die Schlaufe 27 am stabförmigen Gestellhaltedraht 28 abwärts gleitet, bis dieser in den offenen Haken 29 einschnappt, der am Ende des Gestelles ausgebildet ist. Auf diese Weise werden die stabförmigen Drähte 26, 28 auseinandergedrängt, und ihre Neigung, zusammen zurückzugehen, übt einen Druck auf die Öse 25 und die Schlaufe 27 aus, die die Entladungsröhre horizontal ausgerichtet halten. Eine Wärmscheibe 31 aus poliertem Metall, die vorher durch ein Plättchen 32 an dem stabförmigen Haltedraht 26 angeschweißt und mit einer öffnung bei 33 zur Aufnahme des Haltedrahtes 28 versehen ist, wird dann senkrecht zur Lampenachse heruntergebogen, so daß sie den Kolbenhals schließt und sowohl die Wärme als auch die Lichtausstrahlung in den Schalenteil 11 des Kolbens zurückwirft.

Die elektrischen Anschlüsse zur Entladungsröhre werden durch die Stromzuführung 5, den Gestellhaltedraht 26 zum Drahtring 23 und von dort durch einen biegsamen Streifen 34 zur Hauptelektrode 16, durch den Gestellhaltedraht 28 zum Drahtring 24 und von dort durch den Strombegrenzungswiderstand 35 zur Zündhilfselektrode 18 hergestellt. Die Verbindung von der Stromzuführung 6 zu der anderen Hauptelektrode 17 wird durch einen biegsamen Draht 36 hergestellt, der in den Bereichen, mit denen der Draht durch den Schlitz 33 in der Wärmescheibe 31 hindurchgeht, mit Glasrohrisolatoren 37 umhüllt ist, wobei die Isolatoren durch ein eingedrücktes Anhängsel 38 in ihrer Lage auf dem Draht festgehalten werden.

Zwecks Erzielung der besten Ergebnisse sollte die Entladungsröhre 15 ihren Platz in der Mitte einer durch die Lampenachse verlaufenden Ebene einnehmen, die unten von dem Bereich des Höchstdurchmessers des Schalenteiles bei M-M, an dem der reflektierende Belag endet, und an dem oberen Ende des Schalenteiles oder seiner Verbindungsstelle mit dem Hals ungefähr da, wo sich die Wärmescheibe 31 befindet, begrenzt wird. Wenn die Entladungsröhre zu tief in den Schalenteil gesenkt wird, ergibt sich eine größere Lichtverbreitung über die Zone von 0 bis 60° gegenüber der senkrechten hinaus und mehr Blendung in der Zone von 60 bis 90°. Wenn andererseits die Entladungsröhre in dem Schalenteil zu hoch zum Hals gehoben wird, wird Licht abgefangen, wodurch eine Verminderung der verwertbaren Gesamtlichtausbeute der Entladungslampe entsteht.

Bei der horizontalen Anordnung der Entladungsröhre, wie dargestellt, bringt die verbesserte Leistung des Reflektorsystems mehr Nutzen als nur den Ausgleich für die Tatsache, daß einige Verluste an der Gesamtstrahlung entstehen, wenn die Entladungsröhre aus einer vertikalen in eine horizontale Lage wechselt. Es ist bekannt, daß wenn eine Entladungsröhre horizontal betrieben wird, ein Ausbeuteverlust von etwa 4,5%, z. B. von 44,7 auf 43,0 Lumen je Watt entsteht (diese Zahlen beziehen sich auf die Gesamtlichtausbeute aus der Entladungsröhre, die von einem Klarglas-Hüllkolben umgeben ist). Ebenso ist bekannt, daß ein horizontaler Betrieb eine Abnahme der Leistungsaufnahme von etwa 2,6% verursacht, wenn sie an einem normalen Widerstand betrieben wird, und zwar infolge der Erhöhung des Spannungsabfalls an der Entladungsröhre bei der gegebenen Stromstärke. Diese Folgen entstehen durch die Neigung des Bogens, sich aufwärts dichter an die Röhrenseitenwand zu legen, wodurch eine Bogenverlängerung und ein Betrieb bei kühlerer Temperatur entsteht, bei welcher die Lichterzeugung geringer ist. So führten frühere Untersuchungen zu der Annahme einer Gesamtherabsetzung der Lichtausbeute von etwa 7% beim Übergang vom vertikalen zum horizontalen Betrieb der Entladungsröhre. Trotz dieser ungünstigen Anzeichen ist bei Reflektorlampen mit horizontaler Anordnung des Entladungsgefäßes eine Erhöhung der verwertbaren Lichtausbeute, d. h. des Lichtes, das in

der Zone von 0 bis 60° ausgestrahlt wird, von etwa 24% festgestellt worden. Ferner zeigt sich eine Verminderung des Lichtes in der Zone von 60 bis 90° um etwa 75%, wodurch die Blendung um einen Faktor von fast 4 : 1 herabgesetzt wurde.

Die nachstehende Tabelle gibt die Lumen in Prozentzahlen an, die in den verschiedenen Zonen mit vergleichbaren Reflektorlampen erzielt wurden, in dem einen Fall mit einer vertikal angeordneten Entladungsröhre und im anderen Fall mit einer horizontal eingebauten Entladungsröhre.

Zone	Gesamtlumen	in Prozent
(Grade)	Vertikal	Horizontal
Obis 30	21,0	24,1
Obis 40	36,9	42,0
Obis 60	71,2	91,8
Obis 90	95,7	98,1
0 bis 180	100,0	100,0
60 bis 90	24,5	6,3

Der Reflektorkolben hat in jedem Fall die in Fig. 1 dargestellte Gestalt mit einer Gesamtlänge von etwa 292 mm, einem Höchstdurchmesser des Schalenteiles von 165 mm und einer axialen Länge des Schalenteiles von etwa 112 mm. Die Entladungsröhre weist eine Gesamtlänge von 122 mm, einen Außendurchmesser von 20 mm und eine Entladungsstrecke zwischen den Spitzen der Elektroden von etwa 64 mm auf. Im Fall der vertikal montierten Entladungsröhre beträgt die Entfernung vom Mittelpunkt des Sockelkontaktes 9 bis zum Mittelpunkt der Entladungsröhre 197 mm, bei der horizontal montierten Entladungsröhre 184 mm.

Vorzugsweise werden zwecks geringerer Lichtabsorption im Hüllkolben sämtliche Teile des Gestells einschließlich der Seitendrähte der Halterung, der Drähte der U-förmigen Haltevorrichtung und der Wärmescheibe aus einem stark das Licht reflektierenden Metall hergestellt. Zweckmäßig können alle diese Teile silberplattiert sein.

Die Fig. 2 bis 4 stellen Stufen des Einsetzens eines Gestells in einen Reflektorkolben dar, bei welcher das Kippgelenk in Höhe der Rohrmitte des Entladungsgefäßes liegt. Um das Gestell in den Kolben einzuführen, wird das Ende der Entladungsröhre, mit dem die biegsame Stromzuführung 36 verbunden ist, hertmtergeschoben und die Entladungsröhre in eine fast vertikale Lage gekippt. In dieser Lage wird die Gestellanordnung leicht durch den Kolbenhals 2 eingeführt und aufwärts bewegt, bis das obere Ende der Halterung, d. h. die gebogenen Enden 39 der Seitendrähte 40 die Kuppe 14 des Kolbens berühren. Durch Aufrichten der Gestellanordnung etwas über die Vertikale kann die Entladungsröhre leicht aus der Richtung verschoben werden. Hierdurch wird die Entladungsröhre beim Hochstoßen des Gestelles in ihre horizontale Lage gekippt, wobei der Draht 43 der U-förmigen Haltevorrichtung in die Einbiegung 41 in dem Drahtbügel 42 einrastet und die Entladungsröhre horizontal festlegt. Die Gestellanordnung wird dann heruntergeschoben, wie in Fig. 3 dargestellt, bis die gebogenen Enden 39 der Seitendrähte die Seitenwände des Kolbenteils 11 berühren. Daraufhin wird der Hals 2 an den Teller 44 des Fußes 3 angeschmolzen, indem man Gasflammen in der üblichen Weise einwirken läßt. Anschließend wird der Reflektorkolben oder das äußere Gefäß durch das Pumpröhrchen 45 von Luft leergepumt und schließlich z. B. mit Stickstoff bei einem Druck von etwa V2 Atmosphäre gefüllt. Anschließend wird der Sockel 7 an das Ende des Halses angekittet sowie der Anschluß der Stromzuführungsdrähte zur Sockelhülse und zum Mittelkontakt hergestellt.

Es ist zu ersehen, daß ein Gestell gemäß der vorliegenden Erfindung es ermöglicht, die Entladungsröhre in ihre horizontale Lage umzukippen durch Berührung mit der klaren oder leicht mattierten Endfläche 14 des Kolbens, ohne daß eine Berührung mit der versilberten Seitenwand des Kolbenteiles 11 notwendig ist. Dies hat den Vorteil, daß irgendwelche unansehnlichen Kratzer auf dem versilberten Schalenteil vermieden werden, die andernfalls entstehen würden.

Claims (6)

Patentansprüche·

1. Entladungslampe, bestehend aus einem einer Glühlampe ähnlichen einteiligen Umhüllungskolben mit halsartigem Ansatz und einem darin angeordneten rohrförmigenEntladungsgef äß, dessen Länge größer als der Durchmesser des Hüllkolbenhalses und dessen Lage quer zur Achse des Hüllkolbens ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (15) in der Halterungsvorrichtung (40 bis 43) quer zu seiner Längsachse drehbar gelagert ist.

2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsdrähte (26, 28) für die Entladungslampe federnd ausgebildet sind.

3. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung des Entladungsgefäßes ein Kippgelenk (25) in Nähe der Einschmelzstelle des Entladungsrohres (15) vorgesehen ist und die Betriebslage des Entladungsgefäßes quer zur Achse des Hüllkolbens durch Einhaken eines starren oder federnden Haltedrahtes (27, 29) bestimmt ist.

4. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung des Entladungsgefäßes ein Kippgelenk etwa in Höhe des Mittelpunktes des Entladungsgefäßes (15) vorgesehen ist und die Betriebslage des Entladungsgefäßes durch einen federnden und selbsttätig einklinkenden Stützdraht (41, 42) bestimmt ist.

5. Entladungslampe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsgefäß zum Teil mit einer reflektierenden Schicht belegt ist.

6. Entladungslampe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsgefäß, insbesondere an seiner Innenwand, ganz oder zum Teil mit fluoreszierenden Stoffen bedeckt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 677 219;
schweizerische Patentschrift Nr. 272 702;
britische Patentschrift Nr. 221 547;
USA.-Patentschrift Nr. 2104652.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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