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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fäden für elektrische Glühlampen.
Bei den meisten Verfahren zur Herstellung metallischer Fäden für elektrische Glühlampen wird an letzter Stelle der Faden durch den elektrischen Strom in einer reduzierenden, eventuell verdünnten Atmosphäre erhitzt, um ein Zusammensintern dieses Fadens zu bewirken und ihm genügende Festigkeit zu verleihen. Wenn lange Fäden gebildet werden sollen, welche auf besonderen Trägern aufgewickelt sind, die ein Unterbringen des Fadens in kleinem Raum gestatten, werden kleine elektrische Ofen gebraucht, welche einen grossen Stromverbrauch verursachen (dieser Verbrauch kann je nach der Dicke des Fadens bis über 1 Kilowatt betragen).
Diese Konzentration der Hitze kann leicht, ausgenommen in dem Fall, wenn bei starker Verdünnung gearbeitet wird, Beschädigungen des Trägers und der Ofenteile durch Schmelzen zur Folge haben.
Abgesehen von Schwierigkeiten anderer Art war der oben beschriebene Umstand Ursache. dass die Herstellung von einzelnen oder mehrfachen, aber in einer Operation erzeugten Fäden für elektrische Lampen, welche mit einem Strom von 110 Volt und darüber gespeist werden sollten, eine sehr unpraktische war.
Vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Erhitzen des Fadens zum Gegenstand, gemäss
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zu gelangen, wenn sie vom Strom durchflossen sind. Dank seiner relativ sehr kleinen Masse wird der Faden fast augenblicklich zum Glühen gebracht (einige Sekunden bezw. Bruchteile von Sekunden können als Maximum fül die dazu nötige Zeit angenommen werden). Der Träger
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Stroms (Gleichstrom oder Wechselstrom), dessen Wirkungsdauer einige 10 Sekunden bis einige
Minuten betragen kann, einen Strom verwendet, der, je nach einigen Sekunden Wirkungsdauer abgeschwächt bezw. unterbrochen wird, so kann sich der Träger nicht stark erwärmen.
Es können zweckmässig bei den Kontaktstellen, bei welchen der Strom in den Träger ein-bezw. von demselben abgeführt, wird, Kohlostücke eingeschaltet werden, um einerseits ein Anlöten zu vermeiden und andererseits das Abnehmen des Fadens von seinem Träger zu erleichtern. Bei den Kontaktstellen des Fadens mit den Aufhängehaken ist ein Anlöten hingegen von Vorteil, sobald der Faden von seinem Träger nicht mehr abgenommen zu werden braucht. Es kann dieses Anlöten sogar dadurch unterstützt worden, dass man mit Hilfe der Galvanoplastik oder auf andere Weise das sehr feuer- beständige Metall des Fadens mit einer dünnen Schicht leichter schmelzbaren Metalls, beispiels- weise Nickel, Kupfer, Silber und so weiter überzieht.
Je nachdem man die Dauer der Unterbrechungen bezw. der Abschwächungen des Stromes mehr oder weniger verlängert, wird der Träger jedesmal wieder mehr oder weniger ab- gekühlt. Wenn ausserdem im Ofen eine Zirkulation der Gase eingeleitet wird, und zwar ent weder in der Art, dass die Gase den Ofen selbst durchströmen oder in der Art, dass der Ofen zwei konzentrische Wände besitzt, zwischen welchen die Gase durchströmen, wobei ein natürlicher Zug. der von der vom glühenden Faden ausgestrahlten Wärme hervorgerufen wird, die Zirkulation zu Stande bringt.. ist es nun möglich, das Einschmelzen, ja sogar ein zu starkes und infolge-
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diese Art wenig technisch ist.
Man kann zweckmässiger einen rotierenden bezw. oszillierenden Unterbrecher anwenden, der zwischen der Dynamo und dem Ofen in dem Stromkreis eingeschaltet ist und den Strom entweder für sämtliche Ofen zugleich oder nur für bestimmte Gruppen dieser Ofen auf einmal reguliert.
Bei dieser Vorrichtung braucht der Faden während der ganzen zur Entkohlung nötigen
Zeit nicht sehr stark erhitzt zu werden.
Es genügt, wenn während dieser Periode der Faden bei der Temperatur der Rotglu, thitze erhalten wird, was für nur sehr leicht schmelzbare Träger eine Gefahr bedeuten kann. Es ist jedoch vorteilhafter, zur Bildung der Träger feuerbeständige Substanzen zu verwenden und während der Entkohlung den elektrischen Strom unterbrochen durch den Faden fliessen zu lassen, um
Zeit zu gewinnen. Man verwendet periodisch unterbrochenen, bezw. abgeschwächten Strom, erst gegen das Ende der Operation, d. h. wenn die Intensität des Stromes bedeutend gesteigert werden muss. Es kann dieses Resultat mit Leichtigkeit erreicht werden, indem man jeden Ofen mit einem zweckentsprechend gebauten Unterbrecher, bezw. Abschwächer versieht.
Solche Unterbrecher oder Abschwächer können so gebaut werden, dass sie zugleich auch als Stromwender dienen und den Strom abwechselnd in der einen und in der anderen Richtung durch den Faden senden. Ein langsamer Wechsel im Richtungssinne des Bildungsstromes ist von Einfluss auf die Qualität des Fadens (der übliche Wechselstrom hingegen mit grosser Perioden- zahl hat einen schädlichen Einfluss). Es können sehr verschiedene Typen von Apparaten konstruiert werden, deren Arbeitsweise den oben angeführten Bedingungen entsprechen. Da es sich jedoch um Ströme handelt, die eine relativ hohe Spannung besitzen (ungefähr l (M Volt), so ist es vorteil- haft, Apparate zu gebrauchen, welche eine rasche Unterbrechung unter öl bewirken.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Apparates gemäss vor- liegender Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist ein Schnitt nach Linie A-A von Fig. 2, wobei die hauptsächlichsten Bestandteile des Apparates sichtbar gemacht worden sind ; Fig. 2 ist eine Seitenansicht desselben und Fig. 3 ist eine Vorderansicht des Rheostaten.
Der Apparat besteht im wesentlichen aus einem federnden Kontakt a, welcher mit dem einen
Pol der Maschine verbunden ist und an welchen, zum Schliessen des Stromkreises, das Ende b eines Hebels c angedrückt wird, dessen anderes Ende von zwei Nockenscheiben y und y betätigt wird, welche beide, aber mit verschiedenen Geschwindigkeiten um die Achse h rotieren. Eine
Feder i wirkt auf den Hebel ein und hat das Bestreben, den Unterbrecher zu öffnen, sobald und so lange es die Nocken auf den Scheiben f und g gestatten. Diese Scheiben werden von einem Uhrwerk j angetrieben, welches selbst als Treibkraft eine aufgezogene Feder oder ein Gewicht besitzt.
Wird dieses Uhrwerk ausserdem mit einem Pendel versehen, so kann mit
Leichtigkeit, durch Verlängerung oder Verkürzung dieses Pendels die Geschwindigkeit reguliert werden.
Die eine der Nockenscheiben, beim vorliegenden Beispiel die Scheibe g, macht beispielsweise eine volle Umdrehung in der Zeit, die zur Bildung des Fadens notwendig ist und etwa 5 bis 10 Minuten beträgt. Diese Scheibe trägt einen Nocken k, welcher wahrend einer gewissen Zeit, z. B. während 2/3 einer vollen Umdrehung der Scheibe auf den Hebel b, c, d einwirkt und
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als die Nockenscheibe g/und kommt periodisch zur Wirkung, wobei sie den Hebel b, c, d verschiebt und dazu. bringt, den Kontakt a, b alternierend zu öffnen und zu schliessen, so dass der Strom entsprechend unterbrochen und wieder hergestellt wird.
Die relative Dauer der Unterbrechungen und der Wirkungen des Stromes wird bedingt von den Winkeln, welche die konzentrischen Teile der Zähne m bezw. der Lücken n einschliessen.
Wenn beispielsweise die Scheibe g eine volle Umdrehung in 10 Minuten ausführt und wenn das Verhältnis zwischen ihrer Geschwindigkeit und derjenigen der Scheibe ! 30 beträgt, so macht diese letztere eine Umdrehung in 20 Sekunden und. wenn sie 10 Zähne und 10 gleiche Lücken besitzt, so unterbricht sie den Strom am Anfang und stellt ihn wieder her am Ende jeder Sekunde
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oder umgekehrt. Ein verschiebbarer Anschlag 0, gegen welchen ein mit Scheibe g fest verbundener Hebelarm p anstossen kann, bringt die Vorrichtung zum Stillstand, sobald Scheibe g'eine volle Umdrehung ausgeführt hat.
Der Arm p trägt einen Federstift q, welcher im Kreise auf einer Scheibe r geführt wird, die eine gewisse Anzahl von festen, isolierten Kontaktstücken s (Fig. 3) aufweist, die durch Widerstände t miteinander verbunden sind. Der Arm p trägt einen zweiten Federstift u, weiche im Kreise auf einem Schleifring v geführt wird, der zur Einführung des Stromes in die Vorrichtung
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in Lücke l gefallen ist. Es werden sodann die Widerstände der Reihe nach durch die Bewegung von Stift q ausgeschaltet und es nimmt infolgedessen der Strom entsprechend im gleichen Masse zu, als sich die Scheibe dreht ; der Strom fliesst selbstverständlich nur dann, wenn die Zähne m des Rades j'oder der Nocken k des Rades g den Kontakt a, b schliessen.
Die so erzeugten intermittierenden Ströme können auch zum Erhitzen der Fäden beim Evakuieren der Birnen Verwendung finden, so lange nämlich noch keine genügende Leere vor
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brechen oder nur abgeschwächt wird, gegebenenfalls seine Richtung ändert und Träger und OH'n durch eine geeignete Zirkulation der im Ofen selbst oder zwischen dessen Wänden enthaltenenen Gase abgekühlt werden können, zum Zwecke, den Faden bei jedem Stromdurchgang auf die nötige Temperatur zu bringen, ohne dass dabei der Träger dieses Fadens und der zur Erhitzung benutzte Ofen Zeit finden, auf eine für sie gefährliche Temperatur gebracht zu werden.