DE1132657B - Hochdruckentladungslampe mit im Entladungsraum parallel zur Entladung angeordneter Zuendwendel - Google Patents

Description

• Hochdruckentladungslampe C mit im Entladungsraum parallel zur Entladung angeordneter Zündwendel Für allgemeine Beleuchtungszwecke, wie z. B. für die Straßenbeleuchtung, haben sich in großem Umf ang elektrische Metalldampfhochdrucklampen durchgesetzt, da derartige Lampen wegen ihrer großen Lichtausbeute und ihrer langen Lebensdauer eine sehr wirtschaftliche Beleuchtung liefern. Diese Lampen weisen jedoch den Nachteil auf, daß ihr Wiederzünden nach einem auch nur einen Bruchteil einer Sekunde währenden Ausfall oder Absinken der Versorgungsspannung sehr schwierig ist und erst nach mehreren Minuten erfolgt, nachdem infolge des Abkühlens der Lampe der Dampfdruck in ihr wieder auf einen genügend niedrigen Wert abgesunken ist. Wenn derartige kurzzeitige Netzausfälle oder hohe Spannungsschwankungen auch verhältnismäßig selten vorkommen, bedeutet ein mehrere Minuten dauernder Ausfall im Einzelfall doch eine recht unangenehme Erscheinung. Zur Behebung dieses Nachteils der elektrischen Hochdrucklampen, insbesondere der Quecksilberdampfhochdrucklampen, ist es schon bekannt, innerhalb des Gefäßes der Lampe eine parallel zu der Entladungsstrecke geschaltete Wolframdrahtzündwendel anzubringen, mit deren Hilfe eine schnelle Zündung bzw. Wiederzündung der Lampe erleichtert werden soll. Es ist dabei bekannt, eine Zündwendel von hochohmigem Widerstand beim Inbetriebsetzen der Lampe zunächst an Netzspannung (220 V) zu legen, wobei sie sofort zum Glühen kommt, bis die an der Zündwendel sich bildende Entladung auf die Hauptelektrode hinüberwandert. Danach soll schnell eine Umschaltung auf die wesentlich niedrigere Betriebsspannung (20 V) erfolgen, damit die, Zündwendel nur noch eine geringe Energie aufnimmt. Bei Hochdrucklampen, die nach der Zündung nicht an eine geringere Spannung umgeschaltet werden sollen, lt die überlegung, daß zur Begrenzung der Zündwendelbelastung während des Zündvorganges ein hochohmiger Zündwiderstand notwendig ist; jedoch besteht nach dem Hochbrennen einer Hochdruckentladungslampe die Gefahr der Bildung von Nebenbögen zwischen Elektroden und Zündwendel, wodurch diese vorzeitig zerstört wird. Es ist daher für die eigentliche Betriebszeit der Lampe zweckmäßig, einen niederohmigen Zündwiderstand zu verwenden. Zu diesem Zwecke wurden bereits an beiden Enden einer Zündglühwendel abschaltbare Vorwiderstände vorgesehen. Die hierfür vorgeschlagenen Abschaltvorrichtungen sind jedoch kompliziert und daher unvorteilhaft. Bei einer anderen bekannten, Anordnung ist eine Kurzbogenhochdrucklampe bereits ebenfalls mit einer Zündwendel und mit in Reihe mit dieser geschalteten konstanten Vorwiderständen versehen. Diese Anordnung wäre jedoch nur brauchbar für Kurzbogenlampen, die wegen ihres geringen Bogenabstandes eine sehr niedrige Brennspannung (20 bis 35 V) haben; bei Lampen mit höheren Brennspannungen (über 40 V) würden dagegen mit Sicherheit Nebenbögen bzw. Querentladungen und damit vorzeitige Zerstörungen der Zündwendel eintreten. Außerdem erfordert die bekannte Anordnung eine höhere Verlustleistung der Vorschaltgeräte.
• Die Erfindung bezieht sich demnach auf eine Hochdruckentladungslampe, in der zur Zündung oder Wiederzündung der Lampe an Netzspannung ohne Spannungsschaltung auch nach beliebig langer Schaltpause im Entladungsraum eine parallel zur Entladungsstrecke geschaltete und sich über deren ganze Länge erstreckende Zündwendel vorgesehen ist, die in geringem Abstand an den Hauptlampenelektroden vorbeigeführt ist oder deren Endteile selbst die Lampenelektroden für die Hauptentladung bilden. Um die vorhergenannten Bedingungen zu erfüllen bzw. die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden, besteht bei einer solchen Hochdruckentladungslampe gemäß der Erfindung die Zündglühwendel aus einem für einen Wendelstrom von 2 bis 301/o, vorzugsweise von 5 bis 20 %, des Entladungsnennstromes der Lampe ausgelegten Hauptwendelteil (10), der über je eine in kaltem Zustand niederohmige Wendelelektrode (2, 3) mit positivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (Kaltleiter) mit den Stromzuführungen verbunden ist, und sind zugleich dieWendelelektroden so bemessen, daß sie zumindest kurzzeitig als Ansatzstellen für die Hauptentladung , dienen und den vollen Lampenstrom aufnehmen, während nach Zündung der Hauptentladung diese Wendelelektroden sich so weit abkühlen, daß durch Verringerung ihres Widerstandes die Spannungsdifferenz zwischen den Wendelelektroden (2, 3) und dem Hauptteil der Zündwendel (10) bzw. zwischen den Hauptelektroden (4, 5) der Lampe und der Zündwendel herabgesetzt und die Entstehung von Querentladungen bzw. Nebenbögen vermieden ist.
• Der Erfindungsgedanke läßt insbesondere zwei Ausführungen als vorteilhaft erscheinen. Bei der einen dienen die Wendelelektroden als Vorheizwendel für zwei massivere, starre Hauptelektroden und sind zusammen mit dem Hauptteil der Zündglühwendel parallel zu der Entladungsstrecke angeordnet und in geringem Abstand an den Hauptelektroden vorbeigeführt. Die Hauptelektroden der Lampe sind unmittelbar mit den Netzstromzuführungen verbunden und stehen vorzugsweise über die Vorheizwendeln wenigstens teilweise vor. Bei der anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden die Wendelelektroden selbst die selbstaufheizenden Hauptelektroden der Lampe und sind als solche ebenfalls mit dem Hauptteil der Zündwendeln in Reihe geschaltet. In diesem Falle sind die Wendelelektroden vorteilhaft mit einem Emitter versehen. Die Wendelelektroden sind bei allen Ausführungen so bemessen, daß an ihnen beim Lampennennstrom ein Spannungsabfall von je 2 bis 20 1/o der Netzspannung eintritt. Der zwischen den Wendelelektraden liegende Hauptteil der Zündwendel ist für eine Belastung von 3 bis 15 Im/W, vorzugsweise 5 bis 8 Im/W. und für einen Wendelstrom von etwa 10 bis 20 1/o des Lampennennstromes ausgelegt.
• In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Entladungslampe gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht.
• Fig. 1 zeigt eine Lampe mit einem Hochdruckbrenner 1, der an jenem Ende mit Wendelelektroden 2, 3 und festen Elektroden 4, 5 versehen ist. Ein Ende der Wendelelektroden 2, 3 und je ein Kerndraht der festen Elektroden 4, 5 sind mittels Folieneinschmelzungen 6, 7 mit den Stromzuführungen 8, 9 verbunden. Das andere Ende der Wendelelektroden 2, 3 ist mit je einem Ende des Zündwendelhauptteils 1.0 in gemeinsamen Einschmelzungen 11, 12 verbunden. Die Hauptzündwendel 10 ist hier etwa in ihrer Mitte bei 13 an der Kolbenwand befestigt. Durch diese Wendel-und Elektrodenanordnung ist die Hauptzündwendel 10 in Reihe mit den Wendelelektroden 2, 3 an die Stromzuführungen 8, 9 angeschlossen, während die festen Elektroden 4, 5 ebenfalls direkt an den Stromzuführungen 8, 9 liegen und über die Wendelelektroden 2, 3 hinaus in den Entladungsraum vorstehen. Die Zündung der Entladung erfolgt in der Weise, daß an der Hauptzündwendel 10, die an der um den Spannungsabfall von zusammen etwa 10 % an beiden Vorheizwendeln verminderten Netzspannung liegt, eine Gasentladung ansetzt. In diesem Augenblick geht der volle Lampenstrom durch die an sich niederohmigen Vorheizwendeln 2, 3, die aufglühen und dadurch etwa den zehnfachen Widerstandswert erhalten. Die Wendelelektroden 2, 3 übernehmen dann die Entladung und folglich auch den vollen Lampenstrom so lange, bis die festen Hauptelektroden 4, 5 genügend erwärmt sind, so daß diese die Entladung nun selbst übernehmen. Der Entladungslampenstrom geht jetzt nicht mehr über die Vorheizwendeln 2, 3, so daß diese nun abkühlen, wieder niederohmig werden und dadurch die Entstehung von Nebenbögen von den Hauptelektroden 4, 5 zur Hauptzündwendel 10 verhindern.
• Ein Hochdruckbrenner für eine Quecksilberinischlichtlampe, bei welcher also eine Wolframdrahtwendel gleichzeitig als Vorwiderstand für den Hochdruckbrenner und als Lichtquelle dient und wie sie im Handel unter der Typenbezeichnung HWA 500 Watt bekannt ist, brennt bei einer Netzspannung von 220 V mit einem Betriebsnennstrom von etwa 2,35 A, bei dem an den Vorheizwendeln je ein Spannungsabfall von 2 bis 20 1/o, vorzugsweise von 5 %, also zusammen von 22 V eintritt. Demnach ist die Zündwendel für etwa 200 V ausgelegt.
• Fig. 2 stellt eine Lampe mit einem Hochdruckbrenner 1 dar, an dessen Enden die Wendelelektroden 2, 3 selbstaufheizende Hauptelektroden bilden. Je ein Ende der Wendelelektroden 2, 3 ist wie bei der Lampe nach Fig. 1 mittels der Folieneinschmelzungen 6,7 mit den Stromzuführungen8,9 verbunden. Das andere Ende der Wendelelektroden 2, 3 ist wiederum mit je einem Ende der Hauptzündwendel 10 in gemeinsamen Einschmelzungen 11, 12 verbunden. Die Zündwendel 10 ist hier ebenfalls etwa in der Mitte bei 13 an der Kolbenwand befestigt. Die Zündung der Entladungslampe erfolgt ähnlich wie bei der Lampenausführung nach Fig. 1; es werden je- doch die festen Elektroden eingespart, während ähnlich wie bei Leuchtstofflampen nur selbstaufheizende Doppel- oder Dreifachwendelelektroden mit Emitter verwendet werden. Die Wendelelektroden 2, 3 und die Hauptzündwendel 10 sind im Sinne der Erfindung dung ausgelegt und können ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bemessen sein. Während bei beiden Ausführungen also keine besonderen Zündvorwiderstände und folglich keine äußeren Verbindungen für solche Vorwiderstände benötigt werden, hat die Ausführung nach Fig. 2 noch den Vorteil, daß der Entladungsbogen vollkommen ruhig brennt und die Brennerherstellung billiger ist.
• Die Lampenausführungen gemäß der Erfindung sind insbesondere für Metalldampfhochdrucklampen mit oder ohne Grundgasfülldruck und für Edelgashochdrucklampen, wie Quecksilbermischlichtlampen und Xenonlampen für Netzspannungen von 100 bis 250 V und Betriebsspannungen von 50 bis 200 V, geeignet. Bei Reihenschaltungen von mehreren Entladungsbrennem ist bei entsprechender Netzspannung, Schaltung und Bemessung der Wendelelektroden und des Hauptteiles der Zündwendel gemäß der Erfindung eine sichere Zündung möglich.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHEt 1. Hochdruckentladungslampe, in der zur Zündung und Wiederzündung der Lampe an Netzspannung ohne Spannungsumschaltung auch nach beliebig langer Schaltpause im Entladungsraum eine parallel zur Entladungsstrecke geschaltete und sich über deren ganze Länge erstreckende Zündglühwendel vorgesehen ist, die in geringem Abstand an den Hauptlampenelektroden vorbeigeführt ist oder deren Endteile selbst die Lampenelektroden für die Hauptentladung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündglühwendel aus einem für einen Wendelstrom von 2 bis 300/9, vorzugsweise von 5 bis 20%, des Entladungsnennstromes der Lampe ausgelegten Hauptwendelteil (10) besteht, der über je eine im kalten Zustand niederohmige Wendelelektrode (2, 3) mit positivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (Kaltleiter) mit den Wendelzuführungen verbunden ist, und daß die Wendelelektroden so bemessen sind, daß sie zumindest kurzzeitig als Ansatzstellen für die Hauptentladung dienen und den vollen Lampenstrorn aufnehmen, während nach Zündung der Hauptentladung diese Wende,1-elektroden sich so weit abkühlen, daß durch die Verringerung ihres Widerstandes die Spannungsdifferenz zwischen den Wendelelektroden (2, 3) und dem Hauptteil der Zündwendel (10) bzw. zwischen den Hauptelektroden (4, 5) der Lampe und der Zündwendel herabgesetzt und die Entstehung von Querentladungen bzw. Nebenbögen vermieden ist.
2. 2. Entladungslampe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptwendelteil (10) der Zündwendel für einen Wendelstrom von 10 bis 20% des Lampennennstromes bemessen ist. 3. Entladungslampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelclektroden so bemessen sind, daß an ihnen beim Lampennennstrom ein Spannungsabfan von je 2 bis 201/o der Netzspannung eintritt. 4. Entladungslainpe nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hauptentladung besondere, massivere Hauptelektroden (4, 5) vorgesehen sind, für welche die Wendelelektroden (2, 3) als Vorheizwendeln dienen. 5. Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptelektroden zumindest mit einem Teil über die als Vorheizwendeln dienenden Wendelelektroden in den Entladungsraum vorstehen. 6. Entladungslampe nach Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, daß die starren Hauptelektroden unmittelbar mit den Netzstromzuführungen verbunden sind. 7. Entladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelelektroden als Hauptelektroden dienen. 8. Entladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelelektroden mit einem Elektronen emittierenden überzug versehen sind. 9. Entladungslampe nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Wendelelektroden liegende Hauptteil (10) der Zündwendel für eine Belastung von 3 bis 15 Im/W ausgelegt ist. 10. Entladungslampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Wendelelektroden liegende Hauptteil (10) der Zündwendel für eine Belastung von 5 bis 8 Im/W bemessen ist. 11. Entladungslampe nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Wendelclektroden liegende Hauptteil (10) der Zündwendel als Mehrfachwendel ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 627 617, 722 565, 714 740; deutsche Patentanmeldung p3918BV1I1c/21f (bekanntgemacht am 13. 12. 195 1); österreichische Patentschriften Nr. 132 552, 180 623; schweizerische Patentschrift Nr. 226 344; USA.-Patentschriften Nr. 1925648, 2284775, 2784 347, 2 797 363.