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Die Erfindung betrifft eine Niederdruck-Quecksilberentladungslampe mit
einem röhrenförmigen Entladungsgefäß, das Endabschnitte hat und eine ionisierbare
Füllung enthält, die Quecksilber und ein Edelgas umfasst, wobei an jedem Endabschnitt eine
Elektrode in dem Entladungsgefäß angeordnet ist und an Stromzuführleitern befestigt ist,
die durch den genannten Endabschnitt aus dem Entladungsgefäß nach außen treten,
während zumindest einer der genannten Stromzuführleiter ein Amalgam trägt.
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Eine derartige Lampe ist aus US 5.204.584 bekannt. Der Stromzuführleiter
in der bekannten Lampe trägt ein Amalgam, das auf einer Metallplatte angebracht ist, die
an dem Stromzuführleiter befestigt ist. Dieses Amalgam wirkt als Hilfsamalgam, dessen
Funktion es ist, das Hochlaufen zu beschleunigen, d. h. die Geschwindigkeit, mit der die
Lampe nach dem Einschalten ihren Nennlichtstrom erreicht. Dies wird dadurch erreicht,
dass das Amalgam das daran gebundene Quecksilber nach dem Einschalten infolge der von
der Elektrode stammenden Wärme abgibt, und so bewirkt, dass der Quecksilberdampfdruck
in dem Entladungsgefäß schnell bis auf einen für den Nennbetrieb gewünschten Wert
ansteigt. Ein Nachteil ist, dass die Platte infolge ihrer Herstellung, Lagerung, Transport und
Montage mit anderen Lampenbestandteilen zusätzliche Kosten verursacht.
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Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Lampe der eingangs
erwähnten Art zu verschaffen, deren Herstellung preiswerter ist und die dennoch
verhältnismäßig schnell ihren Nennlichtstrom erreicht.
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Hierzu ist gemäß der Erfindung die Lampe der eingangs erwähnten Art in
Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Amalgam eine Zone zumindest eines der
genannten Stromzuführleiter bedeckt, die über eine Strecke längs des Stromzuführleiters
von dem genannten Endabschnitt entfernt ist, wobei sich die genannte Zone von einem
freien Ende des genannten Stromzuführleiters aus erstreckt.
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Das Amalgam wird in einfacher Weise angebracht, indem die zu bedeckende
Zone des Stromzuführleiters durch ein Metallbad geleitet wird, wobei Metall aus dem Bad
die genannte Zone befeuchtet. Das Metallbad umfasst ein Amalgam oder einen
Amalgam
bildner, d. h. ein Metall wie z. B. Indium, das ein Amalgam bildet, oder eine Amalgam
bildende Legierung, beispielsweise aus Blei und Zinn. Im letztgenannten Fall kann das
Amalgam sich auf dem Stromzuführleiter beispielsweise zusammen mit Quecksilberdampf aus
dem Entladungsraum des Entladungsgefäßes bilden, nachdem die Lampe ihre Füllung
erhalten hat. Befeuchten der zu bedeckenden Zone kann durch Verwendung eines
Flussmittels gefördert werden. Eine zu bedeckende Zone kann auf Wunsch zuerst mit einer Schicht
aus einem anderen Metall versehen werden, um die Haftung der Bedeckung aus Amalgam
oder aus dem Amalgambildner am Stromzuführleiter zu fördern. Auch kann der Überzug
beispielsweise elektrolytisch aufgebracht werden.
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Die Amalgammenge auf der betreffenden Zone kann vom Fachkundigen in
einfacher Weise als Funktion der Dicke des Stromzuführleiters und der Länge der Zone
gewählt werden.
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Die Temperatur, die das Amalgam im Lampenbetrieb annimmt, kann durch
die von der Zone relativ zur Elektrode eingenommene Position gewählt werden.
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Es sei bemerkt, dass US 4.105.910 eine
Niederdruck-Quecksilberentladungslampe beschreibt, von der eine Zone des Endabschnittes des Entladungsgefäßes mit
Amalgam überzogen ist. Der Überzug erstreckt sich auch über eine Zone eines an den
Endabschnitt grenzenden Stromzuführleiters. Das Amalgam am Ende der Lampenlebensdauer
bildet einen Angriffspunkt für den Entladungsbogen. Der Endabschnitt des
Entladungsgefäßes wird dann stark erwärmt, so dass er schmilzt und Luft in das Entladungsgefäß
strömen kann, wodurch der Lampenbetrieb unterbrochen wird.
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In der erfindungsgemäßen Lampe kann die mit Amalgam bedeckte Zone des
Stromzuführleiters sich außerdem beispielsweise über die Elektrode hinaus in den Raum
zwischen den Elektroden erstrecken, aber der Stromzuführleiter kann auch so gebogen sein,
dass eine zusätzliche Zone zwischen dem Ende des Entladungsgefäßes und der Stelle liegt,
wo der Stromzuführleiter in den Entladungsraum eintritt.
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Der Ort der bedeckten Zone auf dem Stromzuführleiter hängt von der Tiefe
ab, bis zu der der Stromzuführleiter in das Elektrolysebad oder Metallbad getaucht war und
von der Form, die der Stromzuführleiter während des Eintauchens hatte. Da sich die Zone
von einem freien Ende des Stromzuführleiters aus erstreckt, ist die Erfindung
verhältnismäßig leicht zu realisieren.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lampe
sind die mit Amalgam bedeckten Zonen gebogen, beispielsweise in eine Spiral- oder
Mä
anderform, so dass für das Amalgam eine verhältnismäßig große Oberfläche innerhalb
eines verhältnismäßig kleinen Volumens zur Verfügung steht.
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Die Stromzuführleiter sind beispielsweise aus Fe, Ni, FeNi, oder CrNiFe
hergestellt.
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Eine höhere Hochlaufgeschwindigkeit wird bereits erhalten, wenn die
Lampe an einem der Endabschnitte ein Amalgam trägt. Bei einem verhältnismäßig langen
Entladungsgefäß, beispielsweise länger als 40 cm, dauert es verhältnismäßig lange, bevor der
ausgelöste Quecksilberdampf sich in dem von dem Entladungsgefäß umschlossenen
Entladungsraum verteilt hat. Es ist in diesem Fall günstig, wenn das Entladungsgefäß an beiden
Endabschnitten mit Amalgam versehen ist.
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Der Lampenstrom läuft bei den üblichen Lampenspeiseeinheiten
hauptsächlich durch einen der Stromzuführleiter, im Weiteren stromführender Stromzuführleiter
genannt. Da der Entladungsbogen an einem Ort der Elektrode angreift, der an diesen
Stromzuführleiter grenzt, nimmt der stromführende Stromzuführleiter eine verhältnismäßig hohe
Temperatur an. Es ist günstig, wenn dieser Stromzuführleiter mit Amalgam versehen ist.
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Es ist jedoch zuvor nicht immer sicher, welcher Stromzuführleiter der
stromführende Stromzuführleiter sein wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die
Lampe und ihre Speiseeinheit voneinander gelöst werden können und auf verschiedene Weise
gekoppelt werden können. In diesem Fall ist es günstig, wenn beide Stromzuführleiter mit
Amalgam versehen sind.
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Außer einem oder mehreren als Hilfsamalgam(e) wirkenden Amalgam kann
die Lampe zusätzlich ein oder mehrere als Hauptamalgam(e) wirkende Amalgame haben,
d. h. Amalgame, die den Quecksilberdampfdruck in dem Entladungsraum bei Nennbetrieb
festlegen. Ein Hauptamalgam ist beispielsweise in einem Pumprohr des Entladungsgefäßes
angeordnet. Auch kann ein Hauptamalgam fehlen. Der Quecksilberdampfdruck in dem
Entladungsgefäß hängt dann vom Quecksilberdampfdruck an der kältesten Stelle des
Entladungsgefäßes ab.
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Eine interessante Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-
Quecksilberentladungslampe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode an beiden
Enden in einer Biegung eines jeweiligen Stromzuführleiters eingeklemmt ist. Die Elektrode ist
beispielsweise eine Wolframwendel, die mit einer Elektronen emittierenden Substanz
überzogen ist. Alternativ ist die Elektrode beispielsweise ein gesinterter Körper, beispielsweise
aus Wolfram, Oxiden von Erdalkalimetallen und Oxiden seltener Erden (Sc, Y, La und die
Lanthaniden). Eine derartige Elektrode kann durch Schweißen an den Stromzuführleitern
befestigt sein.
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Es ist günstig, wenn die mit Amalgam bedeckte Zone des Stromzuführleiters
sich auf Abstand von der Biegung des Stromzuführleiters befindet. Dadurch wird
verhindert, dass Amalgam die Elektrode verunreinigt. Amalgam auf der Elektrode kann die
Elektronen emittierende Wirkung behindern. Zudem kann ein Amalgam sich weiter durch das
Entladungsgefäß von der Elektrode aus verteilen. Dies hat im Allgemeinen einen
ungünstigen Einfluss auf den Quecksilberdampfdruck.
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Bei einer interessanten Ausführungsform nehmen die mit Amalgam
bedeckten Zonen der Stromzuführleiter relativ zur Elektrode zueinander unterschiedliche
Positionen ein. Dies trägt dazu bei, dass die so gebildeten Hilfsamalgame nach dem
Einschalten der Lampe in verschiedenen Zeitintervallen Quecksilber entwickeln. Dadurch kann
verhindert werden, dass nach dem Einschalten kurzzeitig ein Überschuss oder Mangel an
Quecksilber auftritt.
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Statt die Stromzuführleiter zu überziehen, bevor sie an einem Endabschnitt
des Entladungsgefäßes befestigt werden, ist es auch möglich, die Stromzuführleiter nach
dem Zusammenbau mit dem Endabschnitt zu überziehen. Wenn einer der Stromzuführleiter
nicht mit einem Überzug aus Amalgam oder Amalgambildner überzogen zu werden
braucht, kann der Endabschnitt unter einem Winkel das Metallbad oder Elektrolysebad
durchlaufen, so dass nur einer der Stromzuführleiter eingetaucht wird. Auf Wunsch können
die Stromzuführleiter hierbei kurzzeitig auseinander gebogen werden.
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Die Bedeckung kann auf einem Stromzuführleiter aufgebracht werden,
nachdem die Elektrode daran befestigt worden ist. Der Stromzuführleiter kann hierbei so
weit gebogen werden, dass er relativ zum Endabschnitt über die Elektrode hinausreicht.
Nach Aufbringen des Überzugs kann der Stromzuführleiter zurück gebogen werden oder
weiter gebogen werden, so dass er wieder auf den Endabschnitt weist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-
Quecksilberentladungslampe;
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Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Details der Lampe von Fig. 1;
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Fig. 3, 4 und 5 in Perspektivansicht ein Detail einer zweiten, dritten bzw.
vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lampe.
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Fig. 1 zeigt eine Niederdruck-Quecksilberentladungslampe mit einem
röhrenförmigen Entladungsgefäß 10, das Endabschnitte 11, 11' hat und eine ionisierbare
Füllung enthält, die Quecksilber und ein Edelgas umfasst. Das Entladungsgefäß 10 hat in der
dargestellten Ausführungsform zwei Röhrenteile 13, 13' jeweils mit einem Endabschnitt 11,
11'. Die Endabschnitte 11, 11' sind gemeinsam in einem Lampensockel befestigt. An
gegenüber dem Lampensockel 50 liegenden Röhrenenden 14, 14' stehen die Röhrenteile 13,
13' über einen Kanal 15 in Verbindung. Das Entladungsgefäß kann beispielsweise auch als
einzelne gerade oder gebogene Röhre ausgeführt sein, beispielsweise als eine hakenförmig
gebogene Röhre. Das Entladungsgefäß 10 trägt eine Leuchtschicht 16. Eine Elektrode 20,
20' ist an jedem Endabschnitt 11, 11' in dem Entladungsgefäß positioniert. Auch kann eine
äußere Elektrode an einem Endabschnitt des Entladungsgefäßes angeordnet sein, um so
eine kapazitive Kopplung mit einer Lampenspeiseeinheit zu schaffen. Stromzuführleiter
30A, 30B; 30A', 30B' treten von den Elektroden 20, 20' durch den Endabschnitt 11, 11' aus
dem Entladungsgefäß 10 nach außen. Zumindest ein Stromzuführleiter 30A trägt ein
Amalgam. In der vorliegenden Ausführungsform trägt auch der Stromzuführleiter 30B ein
Amalgam.
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Das Amalgam, hier Quecksilber-Indium, bedeckt eine Zone 35A des
Stromzuführleiters 30A, die über eine Strecke längs des Stromzuführleiters 30A von dem
genannten Endabschnitt 11 entfernt ist. Die Zonen 35A, 35B erstrecken sich hier von einem
freien Ende 34A, 34B aus (siehe auch Fig. 2, wo die Zonen 35A und 35B relativ zum Rest
der Stromzuführleiter dunkel dargestellt sind. Das Entladungsgefäß 10 ist mit gestrichelten
Linien dargestellt). Die Zonen 35A, 35B haben jeweils eine Länge von 5 mm und einen
Überzug von 10 um Dicke. Die Indiummenge in jeder Zone beträgt 0,6 mg. Die
Stromzuführleiter 30A, 30B umfassen jeweils ein erstes Segment 31A, 31B aus Eisendraht mit einer
Dicke von 0,5 mm, ein zweites Segment 32A, 32B aus NiFeCuMn-Draht von 0,35 mm
Dicke und ein drittes Segment 33A, 33B aus CuSn-Draht von 0,5 mm Dicke, wobei die
Drähte im Wesentlichen innerhalb des Entladungsgefäßes 10, in der Wandung 12 des
Endabschnittes 11 des Entladungsgefäßes 10 bzw. außerhalb des Entladungsgefäßes 10
verlaufen (siehe Fig. 2, wo das zweite 32A, 32B und das dritte Segment 33A, 33B mit
gestri
chelten Linien dargestellt sind). Die Lampe hat am Endabschnitt 11' einen gleichartigen
Aufbau.
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In der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 haben die Stromzuführleiter 30A,
30B; 30A', 30B' jeweils eine solche am Endabschnitt 11, 11' des Entladungsgefäßes 10 mit
Hilfsamalgam überzogene Zone 35A, 35B. Der Aufbau der Endabschnitte ist in Fig. 1 der
Deutlichkeit halber nicht im Detail abgebildet.
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Die Elektrode 20, 20' ist eine mit einer Elektronen emittierenden Substanz,
hier einer Mischung aus Oxiden von Barium, Calcium, und Strontium, überzogene Wendel
aus Wolfram. Die Wendel 20, 20' ist an beiden Enden 21A, 21B in einer Biegung 36A, 36B
eines jeweiligen Stromzuführleiters 30A, 30B eingeklemmt. Die Biegung 36A, 36B bildet
einen Winkel von ungefähr 180º.
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Die mit Hilfsamalgam bedeckte Zone 35A, 35B liegt einige Millimeter, hier
5 mm, von der Biegung 36A, 36B entfernt.
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Bei der Herstellung der Lampe können die Endabschnitte 11, 11' des
Entladungsgefäßes 10 nach dem Zusammenbau mit den Stromzuführleitern 30A, 30B; 30A',
30B' entlang einem Metallbad geführt werden, so dass die Stromzuführleiter über die Länge
der zu bedeckenden Zone in das Bad eingetaucht werden. Auch kann die Bedeckung aus
Amalgam oder Amalgambildner auf den Stromzuführleitern aufgebracht werden, bevor sie
mit dem Endabschnitt der Lampe zusammengebaut werden. Die Elektrode kann an den
Stromzuführleitern in üblicher Weise dadurch befestigt werden, dass die Stromzuführleiter
jeweils um ein Ende der Elektrode gebogen werden. Die Endabschnitte des
Entladungsgefäßes können anschließend mit dem röhrenförmigen Abschnitt des Entladungsgefäßes
verschmolzen werden, woraufhin das Entladungsgefäß gespült, gereinigt und durch ein
Pumprohr hindurch (nicht abgebildet) mit seiner Füllung versehen wird. Wenn die
Stromzuführleiter mit einem Amalgambildner bedeckt sind, können diese mit aus der Füllung
stammendem Quecksilber ein Amalgam bilden.
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In Fig. 3 haben Teile, die denen von Fig. 2 entsprechen, um 100 höhere
Bezugszeichen. In der Ausführungsform von Fig. 3 befinden sich die mit Amalgam bedeckten
Zonen 135A, 135B der Stromzuführleiter 130A, 130B in einem Abschnitt 117 des
Entladungsraums 116 zwischen dem Ende 118 des Entladungsgefäßes und dem Ort 119, wo die
Stromzuführleiter 130A, 130B in den Entladungsraum 116 treten.
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In Fig. 4 haben Teile, die denen von Fig. 2 entsprechen, um 200 höhere
Bezugszeichen. In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind die Stromzuführleiter
230A, 230B um einen Winkel von ungefähr 360º um die Enden 221A, 221B der Elektrode
220 gebogen, so dass die mit Amalgam bedeckten Zonen 235A, 235B vor der Elektrode
220 verlaufen. Das Amalgam auf den Zonen 235A, 235B kann beispielsweise aufgebracht
worden sein, nachdem die Elektrode an den Stromzuführleitern befestigt worden ist.
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Teile in Fig. 5, die denen von Fig. 2 entsprechen, haben um 300 höhere
Bezugszeichen. In der Ausführungsform von Fig. 5 sind die Zonen 335A, 335B
mäanderförmig gebogen, so dass sie innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Volumens eine
verhältnismäßig große Oberfläche haben. Die freien Enden 334A, 334B der Stromzuführleiter
330A, 330B sind frei von Amalgam.