DE136619C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

- JVl 136619 KLASSE 21/. - JVl 136619 CLASS 21 /.

New-York (V. St. Α.).New-York (V. St. Α.).

zum Leuchten gelangen.to glow.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf jene elektrischen Lampen, bei welchen Gase oder Dämpfe mittelst elektrischer Energie zum Leuchten gebracht werden. Bei solchen Lampen ist das vielleicht am häufigsten verwendete Medium Quecksilberdampf, welcher auch im vorliegenden Falle am einfachsten zur Anwendung kommt, wobei natürlich diese Lampe auf die Verwendung des Quecksilberdampfes allein nicht beschränkt ist.The object of the present invention relates to those electric lamps at which gases or vapors are made to glow by means of electrical energy. at such lamps is perhaps the most commonly used medium mercury vapor, which is also the easiest to use in the present case, with this of course Lamp is not limited to the use of the mercury vapor alone.

Bei allen derartigen Lampen sind bisher grofse Schwierigkeiten und Uebelstände beobachtet worden, welche sich beim Anzünden der Lampe ergeben. Die gewöhnliche Methode des Anzündens besteht darin, dafs man anfangs für eine gewisse Zeit mit einer hohen elektromotorischen Kraft arbeitet, welche vielmal gröfser ist als die elektromotorische Kraft, mit welcher die Lampe im Normalzustande arbeitet. Diese hohe elektromotorische Kraft wirkt wahrscheinlich derart, dafs der anfänglich hohe Widerstand der Lampe herabgemindert wird.Great difficulties and inconveniences have hitherto been observed with all such lamps which arise when lighting the lamp. The usual method of lighting is to begin with works with a high electromotive force for a certain time, which many times is greater than the electromotive force with which the lamp works in the normal state. This high electromotive force probably acts in such a way that the initially high Resistance of the lamp is reduced.

Neben anderen bedeutenden Vortheilen weist die vorliegende Lampe auch diesen auf, dafs sie durch Verwendung mäfsiger elektromotorischer Kräfte angezündet werden kann, welche z. B. denen beim ständigen Betriebe der Lampe gleichkommen, so dafs die vorliegende Erfindung weite Grenzen der zum Anzünden erforderlichen elektromotorischen Kraft gestattet.The present lamp has, among other important advantages, the fact that it is it can be ignited by using moderate electromotive forces, which z. B. are equal to those in constant operation of the lamp, so that the present invention wide limits of the electromotive force required for lighting are permitted.

Bevor auf die Erläuterung der vorliegenden Erfindung näher eingegangen wird, sollen einige Punkte hervorgehoben werden, welche zur Erklärung der Theorie der Wirkungsweise dieser Lampen nöthig sind.Before going into the explanation of the present invention in more detail, should some points are emphasized which help explain the theory of operation these lamps are necessary.

Im Allgemeinen wird die Lampe dadurch angezündet, dafs man zwischen deren Polen Quecksilber- oder einen anderen ähnlichen Dampf bildet. Es genügt aber nicht, dafs dieser Dampf von solcher Beschaffenheit ist, welche er z. B. beim Verdampfen durch gewöhnliche Hitze besitzt, da es sich herausgestellt hat, dafs ein solcher Dampf den elektrischen Strom nicht leitet, so dafs das Vorhandensein desselben nicht nur das Anzünden der Lampe nicht fördert, sondern auch dasselbe, geradezu verhindert. Der Quecksilberdampf inu-fs sich im ionisirten Zustande befinden. Es ist vielleicht unmöglich, diesen Zustand des Quecksilberdampfes zu definiren, jedoch wird für den vorliegenden Zweck die Thatsache genügen, dafs Quecksilberdampf im Allgemeinen ein Nichtleiter, im ionisirten Zustande jedoch ein vorzüglicher Leiter für den elektrischen Strom ist.In general the lamp is lit by moving between its poles Forms mercury or other similar vapor. But it is not enough that this steam is of such a nature that it B. when evaporating by ordinary Has heat, since it has been found that such a vapor is electric Current does not conduct, so that its presence does not only lead to ignition the lamp does not promote, but also the same thing, downright prevents. The mercury vapor inu-fs are in the ionized state. It is perhaps impossible to define this state of the mercury vapor, however, it will suffice for the present purpose that mercury vapor is present in the Generally a non-conductor, but an excellent conductor for the ionized state electric current is.

Dieser Quecksilberdampf im ionisirten Zustande wird in der Lampe mit Hülfe einer mit verhältnifsmäfsig geringer elektromotorischer Kraft arbeitenden Einrichtung erzeugt und bewirkt sofort, dafs der Strom von einem Pole der Lampe zum anderen fliefst bezw. die Lampe in den normalen Betriebszustand kommt. Das Leuchten der Lampe erfolgt, so weit es das Auge unterscheiden kann, ganz oder fast gleichzeitig mit der anfänglichen Erzeugung des Quecksilberdampfes im ionisirten Zustande.This mercury vapor in the ionized state becomes in the lamp with the help of a generated with a relatively low electromotive force working device and immediately causes the current to flow or to flow from one pole of the lamp to the other. the Lamp returns to normal operating condition. The lamp shines as far as it will go the eye can distinguish, wholly or almost simultaneously with the initial generation of the mercury vapor in the ionized state.

Nachdem die Lampe angezündet ist, kann die Einrichtung zur Erzeugung des ionisirten Quecksilberdampfes aufser Thätigkeit gesetzt werden, und zwar von Hand aus oder selbstthätig. Es ist jedoch durch Versuche festgestellt worden, dafs ein ganz bedeutender Vortheil erzielt wird, wenn diese Einrichtung auch während des normalen Betriebes der Lampe in Thätigkeit bleibt. Nimmt nämlich der Strom, mit welchem die Lampe normal arbeitet, ab, so wird die Lampe flackern oder ganz verlöschen. Ist jedoch die erwähnte Einrichtung eingeschaltet, so arbeitet die Lampe auch unter den gröfstmöglichen Schwankungen der Spannung oder des Stromes weiter.After the lamp has been lit, the device for generating the ionized Mercury vapor can be put into action, either by hand or automatically. It has, however, been established through experiments that this has a very important advantage is achieved if this facility is also used during normal operation of the lamp remains in action. If the current with which the lamp works normally decreases, the lamp will flicker or go out completely. However, if the device mentioned is switched on, the lamp works even under the greatest possible fluctuations in voltage or current.

Die vorliegende Lampe besitzt ferner eine Einrichtung, um die vortheilhafte Wirkung der Anzündevorrichtung zu unterstützen. Dieselbe findet hauptsächlich bei Lampen von ungewöhnlich grofser Länge Anwendung. Diese Einrichtung besteht aus einem an- dem einen Pol der Lampe befestigten Leiter, welcher in der Richtung zum zweiten Pole der Lampe zu in letztere hineinragt.The present lamp also has a means for obtaining the beneficial effect to support the lighting device. The same is found mainly in lamps of unusual large length application. This facility consists of one another Pole of the lamp attached conductor, which in the direction of the second pole of the lamp too protrudes into the latter.

In der beiliegenden Zeichnung ist die Lampe schematisch dargestellt. Sie besteht der Hauptsache nach aus einer geraden Röhre ι von beliebiger Länge, was durch die gestrichelten Linien 2 angedeutet ist. Die Länge der Röhre hängt von der Spannung ab, mit welcher die Lampe arbeiten soll. Das untere Ende der Lampe ist mit Quecksilber gefüllt und endigt in einen schmäleren Hals 4, in welchem eine Elektrode 5 aus Platin oder einem anderen ähnlichen Material von geeignetem Ausdehnungscoefficienten eingesetzt ist. Das Quecksilber 3 bildet einen der wirksamen Pole der Lampe und ist mit dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden, wirkt also als Kathode. Am gegenüberliegenden Ende der Lampe befindet sich die Anode 6, welche aus verschiedenem Material hergestellt sein kann, so z. B. aus Eisen, Silicium, Carborundum oder einem Gemenge von Carborundum, Graphit und Thon, Kohle, Graphit oder einem Gemenge von Graphit und Thon.The lamp is shown schematically in the accompanying drawing. It consists of the main thing after from a straight tube ι of any length, which is indicated by the dashed line Lines 2 is indicated. The length of the tube depends on the voltage with which the Lamp should work. The lower end of the lamp is filled with mercury and terminated into a narrower neck 4, in which an electrode 5 made of platinum or another similar one Material of suitable expansion coefficient is used. The mercury 3 forms one of the effective poles of the lamp and is connected to the negative pole of a power source connected, so acts as a cathode. At the opposite end of the lamp is the anode 6, which can be made of different materials, e.g. B. made of iron, silicon, Carborundum or a mixture of carborundum, graphite and clay, coal, graphite or a mixture of graphite and clay.

Graphit, Carborundum und Thon besitzen nämlich den Vortheil, dafs sie Gase nicht absorbiren und sich auch bei Einwirkung von Hitze nicht derart chemisch verändern, dafs eine Steigerung der Gasentwickelung hervorgerufen würde. Die Anode 6 ist durch einen Draht 7 mit dem Quecksilber 8 verbunden, welches sich in einer luftevacuirten Kammer 9 befindet, aus welcher ein Draht 10 herausragt, dessen Ende 11 den zweiten Pol der Lampe bildet.Graphite, carborundum, and clay have the advantage that they do not absorb gases and even under the action of heat do not change chemically in such a way as to cause an increase in the evolution of gas would. The anode 6 is connected by a wire 7 to the mercury 8, which is located in an air-vacuumed chamber 9 is located, from which a wire 10 protrudes, the end 11 of which is the second pole of the lamp forms.

Es ist unbedingt wünschenswerth, wenn nicht absolut nothwendig, dafs das Quecksilber in die Röhre in möglichst reinem Zustande eingeführt wird. Dies kann am einfachsten dadurch bewerkstelligt werden, dafs man das Quecksilber zuerst in einen Kessel giebt, welcher mit der Röhre 1 durch eine geeignete Verbindung communicirt und hierauf das Quecksilber in der Röhre 1 im Vacuum destillirt. Nachdem das Quecksilber in die Röhre r eingeführt ist, wird letztere so weit als möglich evacuirt, was mit Hülfe einer Pumpe geschieht. Das Evacuiren wird für eine gröfsere oder kleinere Zeitdauer auch nach dem Inbetriebsetzen der Lampe fortgesetzt, um alle Gase aus der Lampe zu entfernen, welche in der Lampe während der anfänglichen Operation derselben frei geworden sind. Sind alle Gase entfernt und ist das entsprechende Vacuum erreicht, so wird die Verbindung der Röhre und der Pumpe aufgehoben. Damit das so erzeugte Vacuum möglichst lange vollkommen erhalten bleibt, ist die Anode 6 mit dem äufseren Pole 11 durch die evacuirte Kammer 9 verbunden.It is absolutely desirable, if not absolutely necessary, that the mercury is introduced into the tube in as pure a condition as possible. This can be the easiest can be accomplished by first putting the mercury into a cauldron, which communicates with tube 1 through a suitable connection, and then the mercury in tube 1 is vacuum distilled. After the mercury has been introduced into the tube r, the latter becomes as far as possible evacuates what happens with the help of a pump. The evacuation is for a greater or Smaller amount of time also continued after the lamp was turned on to remove all gases remove from the lamp what was in the lamp during the initial operation the same have become free. Are all gases removed and is the appropriate vacuum is reached, the connection between the tube and the pump is broken. So that it is so generated vacuum is completely preserved as long as possible, the anode 6 is with the The outer pole 11 is connected by the evacuated chamber 9.

Mit dem unteren Theil der Röhre 1 ist eine Röhre 12 verbunden, deren unterer Theil bei 13 verengt und ebenfalls mit Quecksilber gefüllt ist, und zwar so weit, dafs letzteres die untere Fläche der Verbindungsröhre 14 übersteigt und die Quecksilbersäule 3 sich mit dem in der Röhre 12 enthaltenen Quecksilber verbindet. In die Röhre 12' ist ein magnetischer Körper eingesetzt, welcher aus einer Stange oder einem Bündel Drähte 15 besteht und in einer evacuirten Glasröhre 16 untergebracht ist. In geeigneter Lage zu diesem Magnetkerne befindet sich ein die Röhre 12 umschliefsendes Solenoid 17, welches bei seiner Erregung die den Magnetkern enthaltende Glasröhre 16 mehr oder weniger aus dem Quecksilber herauszieht. Um bei den Bewegungen der Glasröhre 16 die Röhre 12 nicht zu beschädigen, ist die Röhre 16 oben und unten mit einer Feder 18 versehen, welche als Buffer wirkt, während zur Vergröfserung des Gewichtes der Röhre 16 der Zwischenraum zwischen derselben und dem Magnetkerne mit Quecksilber ausgefüllt ist.With the lower part of the tube 1 is a Tube 12 connected, the lower part of which is narrowed at 13, and also with mercury is filled to the extent that the latter touches the lower surface of the connecting tube 14 exceeds and the mercury column 3 with the mercury contained in the tube 12 connects. In the tube 12 ', a magnetic body is inserted, which consists of a Rod or a bundle of wires 15 and housed in an evacuated glass tube 16 is. A tube 12 is located in a suitable position for this magnetic core enclosing solenoid 17, which when energized, the glass tube containing the magnetic core 16 more or less pulls out of the mercury. To with the movements of the glass tube 16 not to damage the tube 12, the tube 16 is up and down provided with a spring 18 which acts as a buffer while increasing the weight of the tube 16, the space between the same and the magnetic core with mercury is filled out.

Die von der Stromquelle kommenden Leitungsdrähte 19 und 20 sind mit den Polen der Lampe verbunden, und zwar der Draht 19 mit dem Pole 5, der Draht 20 über einen Schalter 21 mit dem Pole 11. Der von dem Schalter 21 ausgehende Draht führt zu den festen Contacten 22 und 23 eines elektromagnetischen Schalters und von hier zu einem Drahte 25, welcher in das in der Röhre 13 befindliche Quecksilber hineinragt. Der Draht25 bildet einen Hülfspol, während die Drähte 5 und 11 Hauptpole der Lampe sind.The lead wires 19 and 20 coming from the power source are with the poles the lamp connected, namely the wire 19 to the pole 5, the wire 20 via a Switch 21 with pole 11. The wire going out from switch 21 leads to the fixed contacts 22 and 23 of an electromagnetic switch and from here to one Wires 25, which protrude into the mercury located in the tube 13. The wire25 forms an auxiliary pole, while wires 5 and 11 are the main poles of the lamp.

In Hintereinanderschaltung befindet sich in dem Stromkreise 20 bis 25 ein Widerstand 26 und das Solenoid 17. Der Pol 11 der Lampe ist mit demselben Leitungsdraht wie der Hülfspol 25 verbunden. Diese Verbindung ist überIn series connection there is a resistor 26 in the circuits 20 to 25 and the solenoid 17. The pole 11 of the lamp is connected to the same lead wire as the auxiliary pole 25. This connection is over

das Solenoid 28 des elektromagnetischen Schalters 24 und einem Widerstände 27 hergestellt.the solenoid 28 of the electromagnetic switch 24 and a resistor 27 are made.

Das Solenoid 28 wirkt auf einen Eisenkern 29, welcher einen Anker trägt, der sich im stromlosen Zustande des Solenoides 28 auf die ■ beiden Contacte 22 und 23 aufsetzt, während bei Erregung des Solenoides 28 der Anker angezogen und die Verbindung der Contacte 22 und 23 aufgehoben wird. Die Contacte 22 und 23 werden noch durch einen Widerstand 30 überbrückt.The solenoid 28 acts on an iron core 29, which carries an armature, which is in the de-energized State of the solenoid 28 on the ■ two contacts 22 and 23 touches down while When the solenoid 28 is excited, the armature is tightened and the contact 22 is connected and 23 is repealed. The contacts 22 and 23 are still through a resistor 30 bridged.

Soll die Lampe angezündet werden, so wird zunächst der Schalter 21 geschlossen, wodurch zunächst der Strom durch das Solenoid 17, durch das Quecksilber in der Röhre 12 zum Quecksilber in der Röhre 1 und vom Pole 5 zum Leitungsdrahte 19 zurückfliefst. Dieser Strom, dessen Stärke durch den Widerstand 26 geregelt werden kann, verursacht ein Anheben der Glasrohre 16 infolge Erregung des Solenoides 17. Dadurch sinkt die Oberfläche des Quecksilbers 31, und der Stromkreis wird bei 31 geöffnet. Durch den hierbei entstehenden Lichtbogen oder die Entladung zwischen den beiden Quecksilbersäulen werden Quecksilberionen frei, welche den Uebergang des Stromes zwischen den beiden Hauptpolen 5 und 11 der Lampe ermöglichen. Solbald dies geschehen ist, wirkt der elektromagnetische Schalter 24 und reducirt den Strom, welcher anfangs in die Lampe durch den Hülfspol 25 eingetreten ist und zwingt denselben nunmehr, durch den Widerstand 30 so lange zu fliefsen, bis der Hauptstrom durch irgend eine Ursache unterbrochen ist, worauf sich die eben beschriebene Wirkungsweise wiederholt.If the lamp is to be lit, the switch 21 is first closed, whereby first the current through the solenoid 17, through the mercury in the tube 12 to the Mercury flows back in tube 1 and from pole 5 to lead wires 19. This Current, the strength of which can be regulated by the resistor 26, causes a rise the glass tubes 16 as a result of the excitation of the solenoid 17. This sinks the surface of the Mercury is 31, and the circuit is at 31 opened. The resulting arc or the discharge between the Both mercury columns release mercury ions, which prevent the passage of the current allow between the two main poles 5 and 11 of the lamp. As soon as this happens is, the electromagnetic switch 24 acts and reduces the current, which initially entered the lamp through the auxiliary pole 25 and now forces it to to flow through the resistor 30 until the main current is due to some cause is interrupted, whereupon the mode of action just described is repeated.

Der Widerstand 30, welcher sich im Stromkreise 20 bis 25 befindet, verringert den Strom auf die normal benöthigte Stärke. Falls der Strom in der Röhre 1 geschwächt wird oder ganz unterbrochen ist, wird dieser Widerstand durch den elektromagnetischen Schalter kurzgeschlossen, dadurch der Zündstrom verstärkt, die Lampe von Neuem angezündet und der Hauptstrom, welcher durch die Lampe fliefst, auf seine normale Stärke gebracht.Resistor 30, which is located in circuits 20 to 25, reduces the current to the normally required strength. If the current in the tube 1 is weakened or is completely interrupted, this resistance is short-circuited by the electromagnetic switch, thereby increasing the ignition current, the lamp is lit again and the main current that flows through the lamp, brought to its normal strength.

Durch diese Einrichtung ist, wie schon erwähnt, der Dauerbetrieb einer Lampe gesichert, selbst wenn sich der Strom in verhältnifsmäfsig weiten Grenzen ändert. Durch Benutzung des Widerstandes 27 kann die Stromstärke in der Lampe noch unabhängig geregelt werden. Wird die Lampe mit constanter Klemmenspannung betrieben, so ist, wie durch Versuche festgestellt wurde, die Menge des Lichtes innerhalb weiter Grenzen von der Stromstärke unabhängig. Wird z. B. der Widerstand 27 verdoppelt, so wird der Strom praktisch halbirt, doch ist die Wirkung der Lampe dieselbe wie früher.As already mentioned, this device ensures the continuous operation of a lamp, even if the current changes within relatively wide limits. Using the Resistor 27, the current intensity in the lamp can still be regulated independently. Will if the lamp is operated with a constant terminal voltage, this is what has been established by experiments the amount of light was independent of the current strength within wide limits. Is z. If, for example, the resistance 27 is doubled, the current is practically halved, but it is The effect of the lamp is the same as before.

LJm den Uebergang des Stromes zwischen den Hauptpolen der Lampe zu unterstützen, ist es sehr vortheilhaft z. B., die Anode bis in die Nähe der Kathode zu" verlängern. Dies erfolgt durch Anordnung eines elektrischen Leiters an der Anode.. Der Leiter 32 besteht vorzugsweise aus denselben Stoffen wie die Anode 6 und ist am einen Ende elektrisch mit der Anode verbunden, während das andere Ende der Kathode in einigem Abstande gegenübersteht. Der Leiter wird in der Röhre 1 durch eine Verankerung central gehalten. In der Röhre 1 ist ein hohles Stück Glas 34 eingeschmolzen, welches einen Ring 33 trägt, durch dessen centrale Bohrung die Stange 32 hindurchgeht. Das Glas 34 hat eine kleine Oeffnung 35, durch welche der Hohlraum des Glases 34 mit der Röhre in Verbindung steht, wodurch das Glas 34 zugleich mit der Röhre 1 evacuirt wird, so dafs bei irgend welcher Beschädigung des Glases 34 das Vacuum in der Röhre 1 nicht zerstört wird.To support the transition of the current between the main poles of the lamp, it is very beneficial e.g. B. to "extend the anode" close to the cathode. This takes place by arranging an electrical conductor on the anode .. The conductor 32 consists preferably made of the same materials as the anode 6 and is electrical at one end connected to the anode, while the other end faces the cathode at some distance. The conductor is held centrally in the tube 1 by an anchor. In the tube 1 is melted into a hollow piece of glass 34 which carries a ring 33, the rod 32 passes through its central bore. The glass 34 has a small one Opening 35 through which the cavity of the glass 34 communicates with the tube, whereby the glass 34 is evacuated at the same time as the tube 1, so that in the event of any damage of the glass 34 the vacuum in the tube 1 is not destroyed.

Ist der Quecksilberhülfsbogen oder die Anzündevorrichtung zur Wirkung gebracht, so gelangen die von der Kathode 3 aufsteigenden Dämpfe infolge der naheliegenden Stange 32 leichter zur Anode.Is the mercury arc or igniter brought into effect, the vapors rising from the cathode 3 arrive as a result of the nearby rod 32 easier to the anode.

Claims

Patent-to sayings:

1. Electric lamp, in which gases or vapors of mercury or other similar Substances come to light after the initial effect of a lighter voltage arc, indicated by a tube (12) connected to the lower part of the main tube (1), both of which are partially filled with mercury and conductively connected to the main conduction wires (19, 20) by means of the latter are, whereby when lighting the lamp by lifting a plunger of the mercury level until the separation of the Mercury columns (3 and 12) lowered and the resulting voltaic arc respectively the ionized mercury vapors developed by this the compound is established between the anode and cathode of the lamp.

2. Electric lamp according to claim 1, characterized by an evacuated one with buffer springs (18) at its ends Glass tubes (16) which contains mercury and an iron core (15) and in which Areas of a solenoid (17) surrounding the tube (12), for the purpose of by the movements of the solenoid (17) into the mercury immersing glass tubes (16) lowering the mercury level until the formation of the To effect ignition arc.

3. Electric lamp according to claims 1 and 2, characterized by one in the main circuit . lying solenoid (28), whose

Armature (29) rests on contacts (22, 23) in the currentless state and one with of the ignition device in series connected resistor (30) short-circuited, so that the current regulated by the resistor (26) to the solenoid (17) and the Auxiliary pole (25) can flow around the ignition arc to form, whereupon by exciting the solenoid (28) the current flowing to the auxiliary pole (25) through the resistor (30) and the connection of the two mercury columns (3 and 12) is restored so that in the event of current fluctuations or interruption of the current in the lamp by short circuits of the resistance the lamp is ignited again.

Electric lamp according to Claims 1 to 3, characterized by one on the anode (6) arranged extension (32), consisting of a centrally mounted in the tube 1 Conductor, which faces the cathode at a short distance, for the purpose of to conduct the ionized ignition vapors better and more easily from the cathode to the anode.

1 sheet of drawings.