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Elektrische Gliihlampe.
Von den sogenannten Halbwattlampen ist es bekannt, elektrische Glühlampen mit einem zu einer Schraubenlinie mit eng aneinanderliegenden Windungen verarbeiteten Wolframdraht als Glühkörper zu versehen und die Lampe mit einem inerten, möglichst schlecht leitenden Gase, insbesondere mit Stickstoff oder Argon, zu füllen. Durch diese Massnahmen wird ermöglicht, die Temperatur des Fadens und damit die Leuchtkraft wesentlich zu erhöhen und trotzdem die Gefahr der zu starken Verdampfung des Glühfadenmaterials hintanzuhalten.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, aus dem, wie oben erwähnt, schraubenlinienartig gewundenen Draht selbst wieder eine Schraubenlinie von grösserer oder geringerer Länge zu bilden und sie als Glühkörper in elektrischen Glühlampen zu verwenden.
Von der Beobachtung ausgehend, dass der Wärmeverlust der glühenden Spirale durch Konvektion um so geringer und demzufolge die Ökonomie der Lampe um so grösser ist, je grösser der Durchmesser der Spirale in bezug auf ihre Länge ist, gelangte der Erfinder dazu, einen Gluhkorper zu konstruieren, der aus einem ein oder mehrmals nach einer Schraubenlinie gewundenem (spiralisiertem) Gebilde aus zum mindesten zwei miteinander nach einer Schraubenlinie gewundenen (spiralisierten) und selbst schraubenlinienförmigen Drähten besteht.
Es ist gelungen, mit derartigen Glühkörpern eine Ökonomie von etwa 0-3 Watt pro H. K. und sogar darunter zu erreichen. In der zur Erläuterung der Erfindung dienenden Zeichnung zeigt Fig. 1 eine beispielweise Ausführungsform einer fertigen Glühlampe gemäss der Erfindung. In Fig. 2 ist der Glühkörper und in Fig. 3 der Gluhkorper nebst einer besonderen Ausführungsform des Glühkörperträgers ersichtlich gemacht. Fig. 4 zeigt eine besondere Ausführungsform des Halses der Glühbirne.
Zur Herstellung des Glühkörpers werden mindestens zwei nach einer Schraubenlinie gewundene Drähte, sogenannte Drahtspiralen, umeinander nach einer Schraubenlinie gewickelt (spiralisiert), sodass wieder eine Drahtspirale entsteht. Zwei oder mehrere dieser so gewonnenen zusammengesetzten Spiralen können nun weiters miteinander in der Spiralisiermaschine wieder zu einer Spirale verarbeitet werden. Es ist klar, dass bei diesem Verfahren auch von mehr als zwei Spiralen ausgegangen werden kann.
Man kann aber auch, statt von einer Anzahl von nach einer Schraubenlinie gewundenen Drähten (Spiralen) von einem einzigen entsprechend langen Spiraldraht ausgehen, der durch wiederholtes Abbiegen in Zick-Zackform gebracht wird, worauf die so'erhaltenen Äste miteinander im Sinne obiger Ausführungen nach einer Schraubenlinie zusammengedreht werden.
Die Windungen, sowie die Steigung der einzelnen Windungen müssen nicht notwendigerweise untereinander gleich sein.
Zur Herstellung der Spiralen gemäss der Erfindung empfiehlt es sich, zunächst den Spiraldralit, von dem ausgegangen wird, über einer Seele aus Kupfer oder einem andern biegsamen Stoff zu wickeln. Diese Elementarspiralen werden dann über einer Seele aus dem genannten Material miteinander nochmals zu einer Spirale gewickelt usf. In Fig. 2 ist der aus Spiralen zusammengedrehte Glühkörper mit 14 bezeichnet, die bei der Spiralbildung benutzte Seele mit 15.
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Nach erfolgter Bildung des Spiralgebildes wird es zweckmässigerweise in einer Wasserstoff-oder einer andern inerten Atmosphäre oder im Vakuum geglüht, damit es seine endgültige Form behält. Hierauf werden die Seelen durch Mittel entfernt, die den Glühdraht. der vorzugsweise aus Wolfram besteht, nicht angreifen, also z. B. wenn Kupfer verwendet wird, durch eine Säure.
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erleichtern, ist nicht unbedingt erforderlich ; sie kann durch jede Art von Massnahme ersetzt werden, die die Wicklung der Spiralen erleichtert. Wie weggehend die durch die vorliegende Erfindung ermöglichte Verkleinerung des Glühkörpers ist, geht z. B. daraus hervor, dass. während z.
B. die Länge eines einfach gewickelten Spiraldrahtes für eine Wolframlampe von 1000 H. K. bei 110 volt 740 mm ist, die Länge der aus mehreren Spiraldrähten gewickelten Spirale für dieselbe Kerzenstärke nur etwa 18, nm beträgt, wobei natürlich der Durchmesser des Glühkörpers entsprechend grosser ist. Die hieraus folgende starke Verkleinerung der Oberfläche macht die grosse mit dem Glühkörper erzielbare Ökonomie erklärlich.
Es hat sich ferner als zweckmässig erwiesen, das Spiralengebilde über einen Träger aus auch in der Hitze nichtleitendem hitzebeständigem Stoff, z. B. durch Herumwickeln aufzuziehen.
Als Trägermaterial kann ein hochfeuerfestes Oxyd, wie Zirkoniumoxyd, oder auch ein Gemenge solcher Oxyde verwendet werden. Um das Abrutschen des Spiralkörpers zu verhindern, können an den beiden Enden des Trägerstäbchens Knöpfchen aus hitzebeständigem, nichtleitendem Material angebracht werden.
Das Aufbringen des Spiralkörpers auf den Träger kann vor oder nach dem Entfernen der Seele vorgenommen werden. Die Verbindung des Glühkörpers mit den Stromzuführungs- drähten erfolgt in der üblichen Weise. Zur Erzielung einer gleichmässigen Lichtemission ist es zweckmässig, den Glühkörper derart zu formen, dass je eine Hälfte der Spirale zur andern Hälfte in einem Winkel von zirka 60 (siehe Fig. 3) gebogen wird, was natürlich auch eine Biegung des Trägerstäbchens im gleichen Winkel bedingt, wobei die Biegungsstelle des Trägerstäbchens von einer am Füsseheu der Lampe oder dessen Stäbchen befestigten, am vorteilhaftesten aus Molybdän-oder Wolframdraht hergestellten Stütze getragen werden kann (Flg. 3,18).
Die gemäss der Erfindung gebaute Glühlampe kann mit einem Gase, wie Stickstoff oder Argon, gefüllt werden : sie kann aber auch nur evakuiert werden und als Vakuumlampe brennen. Infolge der hohen Temperatur, die der Glühkörper erreicht, und der Gaszirkulation, die in der Lampe auftritt, wenn sie mit Gasfüllung gebrannt wird, erhitzen sich die Teile des
Glaskörpers, die von den aufsteigenden heissen Gasen getroffen werden, und dies ist ins- besondere der Lampenfuss, so dass es sich empfiehlt, dem an dem Glühkörper nach aufwärts streichenden Gase einen Weg vorzuschreiben, auf dem es seine Hitze abgeben kann. ohne dass die Lebensdauer der Lampe beeinträchtigt wird.
Zu diesem Zwecke ist ein zylindrischer oder glockenförmiger Körper (S) aus einem durchsichtigen Stoff, wie Glas oder Glimmer, vor- gesehen, der an seiner unteren, dem Glühkorper 1 zugekehrten Grundfläche offen, an seiner oberen, der Einführungsstelle der Stromleiter zugekehrten Grundfläche 9 jedoch geschlossen ist und an seiner Mantelfläche in der Nähe der oberen Grundfläche mit Öffnungen 10 ver- sehen ist. Der Durchmesser des Zylinders ist vorteilhafterweise so bemessen, dass sein Qner- schnitt beiläufig gleich ist dem Querschnitt des zwischen seiner Mantelfläche und der inneren
Wand des Halses verbleibenden konzentrischen Ringraumes.
Bei der dargestellten Aus- führungsfbrm stellt der zylindrische Hohlkörper eine Art Zugglas dar, das an dem Glasstäbehen 7 angeschmolzen ist, das seinerseits an dem Einbau 5, durch den die Stromeinführungen treten, angeschmolzen ist. Die Stromzuführungsdrähte, 2 durchsetzen die obere Grundfläche des Zylinders und können in der Mitte des Zylinders durch Halterungen 11 festgehalten werden.
Das heisse Gas streicht von dem Glühkörper 1 nach aufwärts durch den Zylinder 8 und tritt bei 10 nach seitwärts aus, kühlt sich an der Wand des Lampenhalses ab und fällt in dem Raume zwischen dieser Wand und der äusseren Mantelfläche des Zylinders 8 nach abwärts. Hiedurch wird nicht nur der Wärme des Glühkörpers die möglichkeit benommen. die Einführungsstelle der Stromzuleitungsdrähte und den Lampenfuss zu schädigen, sondern es wird auch das verdampfte Metall des Glühkörpers gezwungen, sich im oberen Teil der Lampe niederzuschlagen. so dass der untere Teil der Lampe rein bleibt und ihre Gebrauchsdauer erhöht wird.
Wie oben auseinandergesetzt, findet die Kühlung des zirkulierenden Gases in erster
Linie an der Innenwand des Halses der Lampe statt. Es hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, dem Halse der Glühlampe eine besonders grosse Oberfläche zu geben. Zu diesem
Zwecke wird das Glas an dieser Stelle vorzugsweise mit Wellungen 12 versehen ; es kann
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zu Rippen erzielt werden. Die Wellen 12 können beliebig gestaltet sein und eventuell durch warzen-oder buckelförmige Gebilde ersetzt sein. Wie ersichtlich, wird die Länge des Halses der Lampe durch die Wellung verkürzt, was einen Vorteil dieser Lampe gegenüber der Halb- wattlampe bedeutet.
Ausser dem oben auseinandergesetzten Vorteil geringen Energiebedarfes von nur etwa 0-3 Watt pro H. K. hat die Lampe gemäss der Erfindung noch den weiteren Vorzug, dass der Glasballon infolge des kleineren Volumens des Glühkörpers kleiner sein kann, als bei den sogenannten Halbwattlampen, wodurch eine wesentliche Herabminderung der Erzeugungskosten bewirkt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Glühlampe mit Glühkörper in Schraubenform mit oder ohne Gasfüllung, dadurch gekennzeichnet. dass der Glühkörper aus einem Gebilde aus zum mindesten zwei miteinander nach einer Schraubenlinie gewundenen (spiralisierten) und selbst schraubenlinienförmigen Drähten besteht, das nochmals ein oder mehrmals nach einer Schraubenlinie gewunden sein kann.