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Schraubenförmige WolframleuchtMrper für elektrische Glühlampen und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf schraubenförmige, aus langen Kristallen bestehende Wolframleuchtkörper für elektrische Glühlampen, die sich von bekannten derartigen Leuchtkörpern dadurch unterscheiden, dass der Leuchtkörper aus einem abermals in Schraubenlinienform aufgewundenen Schraubenkörper besteht und dass die diese Doppelschraube erfüllenden Kristalle in ihrem kristallographischen Aufbau unverbogen sind. Das Verfahren zur Herstellung von solchen aus unverbogenen langen Kristallen bestehenden Doppelschraubenleu. chtkörpem besteht im wesentlichen darin, dass ein Wolframdraht schraubenförmig aufgewickelt, diese Schraube dann in an sich bekannter Weise abermals schraubenförmig aufgewunden und dann erst durch geeignete Hitzebehandlung in die endgültige Kristallform übergeführt wird.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, einen in üblicher Weise durch mechanische Bearbeitung erzeugten Wolframdraht nach Aufwinden in Schraubenform abermals zu einer Schraube aufzuwinden, so dass also eine Schraube zweiter Ordnung entsteht, um hiedurch zu einem besonders zusammengedrängten Leuchtkörper zu gelangen. Solche Leuchtkörper haben sich aber nicht einbürgern können, weil es bisher nicht gelang, denselben die nötige Formbeständigkeit zu verleihen. Sie hingen vielmehr entweder sofort nach dem Einschalten des Sfromes stark durch oder verzerrten sich beim Gebrauch.
Diese Nachteile werden bei den Leuchtkörpern nach der Erfindung und dem Verfahren zu ihrer Herstellung vermieden, denn durch die erst nach der Herstellung der Schraube zweiter Ordnung angewendete Hitzebehandlung werden nicht nur den Gesamtleuchtkörper erfüllende, unverbogene Kristalle erzeugt, sondern es wird gleichzeitig auch der Doppelschraube die ihr innewohnende Federung genommen. Der so erzeugte Doppelschraubenleuchtkörper hat eine so überraschend weitgehende Formbeständigkeit, dass nicht nur jede Verzerrung, sondern auch jeglicher nennenswerte Durchhang des Leuchtkörpers selbst nach sehr langer Brenndauer verhindert wird.
Bei der Durchführung des Verfahrens muss dafür Sorge getragen werden, dass der Leuchtkörper, der seine Formbeständigkeit erst durch die Hitzebehandlung erhält, sich nicht schon während der Hitzebehandlung aushängt. Man verfährt deshalb zweckmässig in folgender Weise : Als Ausgangsdraht nimmt man einen gezogenen, vorzugsweise mit dem üblichen Zusatz schwer schmelzbarer Oxyde, wie Thoroxyd, versehenen Wolframdraht, der bis zum beginnenden Zerfall der Faserstruktur fortlaufend erhitzt und darauf ein bis zwei Ziehstufen heruntergezogen worden ist. Dieser Draht wird in üblicher Weise auf einen Kerndraht, der etwa aus Eisen oder Messing bestehen kann, schraubenförmig aufgewickelt.
Der Kerndraht wird darauf herausgezogen oder herausgeätzt (ein Eisenkerndraht beispielsweise mittels verdünnter Schwefelsäure und ein Messingkerndraht mittels verdünnter Salpetersäure). Die vom Kern befreite Schraube erster Ordnung wird dann ihrerseits auf einen zweiten Kern aus hitzebeständigem Material, z. B. aus
Wolfram, zu einer Schraube zweiter Ordnung aufgewunden und mit ihren Enden auf dem
Kern befestigt. Diese Schraube zweiter Ordnung wird darauf zusammen mit ihrem Kern bis weit über 20000 C erhitzt, bis sich unter Aufhebung der Federung des Körpers die endgül- tige Kristallform ausbildet, nämlich unverbogene lange Kristalle.
Die Erhitzung des Leuchtkörpers kann sowohl durch einen hindurchgeleiteten elektrischen
Strom, als auch von aussen her, z. B. in einem geeigneten Rohrofen, erfolgen. Nach Entfer- nung des Kerns, was in diesem Falle jedoch nur durch Herausziehen geschieht, ist dann der
Leuchtkörper fertig zum Einbau in die Lampe.
Bei der Enderhitzung kann es, insbesonders wenn es sich um lange Leuchtkörper handelt, vorkommen, dass die Windungen an einigen Stellen etwas am Kern anfritten. Die nachträg- liche Entfernung des Kernes bietet dann naturgemäss gewisse Schwierigkeiten, die jedoch ver- mieden werden können, wenn man die Schraube zweiter Ordnung zusammen mit dem Kern nur auf etwa 1900-2000 C erhitzt und den Leuchtkörper, dem hiedurch bereits die Fede- rung genommen ist, sodann ohne den herausgezogenen Kern auf die weit höhere Endtempe- ratur erhitzt.
Diese letzte Erhitzung des Leuchtkörpers nach Entfernung des Kerns kann gegebenen- falls bereits nach Aufbringen des Leuchtkörpers auf das Fussgestell der Glühlampe vorgenommen werden.
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Die Ausführung des Verfahrens beschränkt sich nicht auf diese beiden angegebenen Wege, es genügt vielmehr allgemein, dafür zu sorgen, dass während des Vorganges der Hitzebehandlung kein Aushängen des Leuchtkörpers stattfindet. Dies kann z. B. auch dadurch erreicht werden, dass man den Leuchtkörper auf eine rostartige Unterlage legt, die aus einer Anzahl quer zur Schraube ausgespannter Wolframdrähte besteht.
Es ist bei dem Verfahren nach der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, von einem Draht auszugehen, der bis nahe zum Zerfall der Faserstruktur erhitzt und darauf ein bis zwei Stufen heruntergezogen worden ist. Man kann vielmehr auch einen gewöhnlichen, zweckmässigerweise thoroxydhaitigen Wolframdraht ohne weiteres als Ansgangsmaterial verwenden, und zwar besonders dann, wenn man den Kern der Schraube erster Ordnung vergleichsweise klein hält. Die Erfahrung hat nämlich gelehrt, dass die Umbildung der Kristallform und das Wachsen langer Kristalle begünstigt wird und auch ohne besondere thermisch-mechanische Vorbehandlung erfolgt, wenn der Kerndurchmesser der Drahtschraube und damit deren'Seele klein ist, z. B. nur das zwei-bis dreifache des einfachen Drahtdurchmessers beträgt.
Bei den bisher üblichen, einfach schraubenförmigen Leuchtkörpern bringt die Anwendung eines so kleinen Kerndurchmessers den Nachteil einer grossen Leuehtkörperlänge mit sich. In dein vorliegenden Fall aber ist ein kleiner, die Kristallisation begünstigender Kerndurchmesser der Schraube erster Ordnung nicht schädlich, da die erforderliche Zusammendrängung und Verkürzung des Leuchtkörpers durch die Schraube zweiter Ordnung erfolgen kann. Es genügt, wenn der Seelendurchmesser der Schraube zweiter Ordnung das zehnfache des Drahtdurchmessers beträgt.
Alle gemäss den angegebenen Verfahren erzeugten Leuchtkörper bestehen in ihrer endgültigen Kristallform aus unverbogenen Kristallen bzw. Kristallstücken.
Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben : Leuchtkörper von ausserordentlich geringer Umhüllungslänge in elektrischen Glühlampen zu verwenden, wodurch es gelingt, bei gasgefüllten Lampen den Wirkungsgrad beträchtlich zu erhöhen. So lässt sich z. B. die Länge der Umhüllenden eines Leuchtkörpers nach der Erfindung für eine gasgefüllte Glühlampe von der Type 30 Watt 220 Volt bis auf etwa 10 bis 12 Mm verkürzen, während die Umhüllende der bisher üblichen einfach schraubenförmig gewundenen Leuchtkörper gleicher Type etwa 60 Ho lang ist.
Durch die Zusammendrängung ergibt sich hier eine Verbesserung des Wirkungsgrades von etwa 200poDie weitgehende Zusammendrängung des Leuchtkörpers bringt den weiteren auch für Vakuumlampen nutzbar zu machenden Vorteil, dass die Halterung des Leuchtkörpers vereinfacht wird, wodurch sich die Herstellung der Glühlampe beträchtlich verbilligt Die durch die Zusammendrängung des Leuchtkörpers erzielte Konzentration des Lichts gibt ferner, sowohl bei gasgefüllten als auch bei Vakuumlampen den Vorteil der unmittelbaren Verwendbarkeit für besondere Zwecke, wie z. B. als Projektionslampen, Scheinwerferlampen usw.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Schraubenförmiger, aus langen Kristallen bestehender Wolframleuchtkörper für elektrische Glühlampen, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem in an sich bekannter Weise abermals in Schraubenlinienform aufgewundenen Schraubenkörper besteht und dass die diese Doppelschraube erfüllenden Kristalle in ihrem kristallographischc. n Aufbau unverbogen sind.