DE1047938B - Gluehlampe - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Glühlampen mit einem normalerweise durchsichtigen Kolben, vorzugsweise einem Klarglaskolben, auf dem feinverteilter, lichtstreuender Stoff aufgetragen ist, der bei minimaler Lichtabsorption den Glühdraht der Lampe verdeckt.

Es wurde an anderer Stelle bereits vorgeschlagen, Glühlampen mit einem Belag aus feinverteilter Kieselsäure zu versehen, der als Feuchtigkeitsgetter wirkt und die Wirkungsweise der Lampe verbessert.

Die Glühlampe nach der Erfindung besteht aus einem normalerweise durchsichtigen Kolben mit einem Überzug aus feinverteiltem, im wesentlichen weißem Stoff auf der Innenoberfläche dieses Kolbens, bei der die Schichtstärke des Überzuges mindestens 35 μ beträgt und das Verhältnis von Packungsdichte zu wahrer Stoffdichte zwischen 0,018 und 0,043 liegt, wobei das Produkt aus Überzugsstärke in μ und diesem Dichteverhältnis mindestens 0,9 ist.

Ein solcher Überzug wird vorzugsweise elektrostatisch aufgetragen und verdeckt den Glühdraht bei minimaler Lichtabsorption.

Die Erfindung wird klar aus den im folgenden beschriebenen Beispielen und den Zeichnungen. In letzteren stellen dar:

Fig. 1 eine Skizze einer brennenden Lampe mit einem kieselsäureüberzogenen Klarglaskolben, bei welcher der Kieselsäureüberzug durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat auf den Kolben aufgetragen wurde,

Fig. 2 eine Skizze einer brennenden Lampe mit einem Klarglaskolben und einem Titansäureüberzug auf diesem Kolben,

Fig. 3 eine Skizze einer brennenden Lampe mit einem Milchglaskolben,

Fig. 4 eine Skizze einer brennenden Lampe mit einem Klarglaskolben, auf dem locker gepackte Kieselsäure erfindungsgemäß nach einem elektrostatischen Verfahren aufgetragen ist,

Fig. 5 eine Aufnahme einer brennenden Lampe mit einem kieselsäureüberzogenen Klarglaskolben, auf dem die Kieselsäure durch ein elektrostatisches Verfahren niedergeschlagen wurde, nachdem sie durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat erzeugt worden war,

Fig. 6 ein Diagramm der Lichtabsorption in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der Kieselsäure für kieselsäureüberzogene Milchglasglühlampenkolben.

»Lichtdurchlässigkeit« bzw. »Lichtabsorption^ sind die Anteile des Lichtes, die beim Durchgang durch überzogene Kolben durchgelassen bzw. absorbiert werden; diese Anteile werden gewöhnlich mittels einer photometrischen Kugel gemessen. Ein »heißer Fleck« ist der runde, hell leuchtende Bereich im Zentrum dieser Lampe, der z. B. bei dem wohlbekannten, säuregeätzten Milchglaskolben auftritt. »Glühdrahtabdeckung«· ist die Fähigkeit eines Lampenkolbens, den Glühdraht als solchen zu Glühlampe

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 20. Januar 1956

George Meister, Newark, N. J.,

und Nicholas F. Cerulli, Caldwell, N. J. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

verbergen. Zum Beispiel ist in Milchglaslampen der Glühdraht selbst nicht erkennbar, der heiße Fleck ist aber in solchen Lampen sehr intensiv. In Klarglaslampen dagegen, in denen Äthyl-orthosilikat verbrannt wurde oder die mit Kieselsäure oder Titansäure gespült wurden, ist der heiße Fleck verhältnismäßig klein, aber der Glühdraht sehr wohl erkennbar, d. h., die Glühdrahtabdeckung ist ungenügend.

Die bekannten Milchglaslampenkolben sind mit Säure geätzt; durch eine solche Säureätzung werden die Glaskolben geschwächt, mit der Folge, daß sie sowohl bei der Herstellung als auch im Gebrauch leicht brechen. Auf eine solche nachteilige Säureätzung kann verzichtet werden, wenn man Kieselsäure auf Klarglaskolben elektrostatisch aufträgt. Lampen mit elektrostatisch aufgetragenem Kieselsäureüberzug haben einen verhältnismäßig kleinen heißen Fleck, zeigen gute Glühdrahtabdeckung und besitzen eine Lichtdurchlässigkeit, die besser ist als diejenige bisher bekannter kieselsäureüberzogener Lampen. Diese Verbesserungen erreicht man durch Verwendung locker gepackter Kieselsäureüberzüge, wie im folgenden aufgeführt werden wird.

Fig. 1 zeigt eine Skizze eines Klarglaskolbens, der durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat überzogen wurde. Wie die Skizze zeigt, ist der heiße Fleck sehr klein; der Glühdraht erscheint aber deutlich.

Der Klarglaskolben der Fig. 2 ist mit Titansäure überzogen. Auch in diesem Fall ist der heiße Fleck sehr klein; die Glühdrahtabdeckung ist aber schlecht, da der Glühdraht sehr wohl erkennbar ist.

809 727/^41

Fig. 3 stellt eine Skizze eines Milchglaslampenkolbens ohne zusätzlichen Überzug dar. Man stellt einen gut verdeckten Glühdraht, aber einen intensiven heißen Fleck fest.

Die Fig. 4 betrifft einen Klarglaskolben, der erfindungsgemäß mit locker gepackter Kieselsäure überzogen ist. Der Glühdraht ist in diesem Falle verdeckt, und der heiße Fleck ist sehr klein.

In Fig. 1 und 2 ist der Glühdraht als ein »Negativ« dargestellt, da es unmöglich ist, den Kontrast des durch den überzogenen Kolben scheinenden Glühdrahtes anders darzustellen.

Man findet eine Erklärung für die Vorteile eines locker gepackten Überzuges darin, daß man die Glühdrahtabdeckung in erster Linie der Lichtstreuung zuschreibt. Die Formel für die Lichtstreuung ist:

— I₀ e

wobei N = Zahl der Partikeln pro Volumeinheit, t = Schichtstärke des Überzuges,
r = Radius überzogener Teilchen,
K = eine komplizierte Funktion des Quotienten r/λ und des Brechungsindex
des Überzuges,

X = Wellenlänge des Lichtes.

Anmerkung: Eine ausführliche Behandlung der vorstehenden Formel findet man in National Bureau of Standards applied Mathematics, Series 4.

Durch dichtere Packung des Überzugsstoffes wird ersichtlich die effektive Teilchengröße (r) wesentlich größer

30 als die Wellenlänge des Lichtes. Damit werden die Streuwirkung und damit die Glühdrahtabdeckung bedeutend verschlechtert.

Eine andere Erklärung der wirksamen Glühdrahtabdeckung locker gepackter Überzüge ist darin zu suchen, daß bei geringer Dichte oder lockerer Packung mehr Zwischenflächen zwischen Überzugsteilchen und Gas vorliegen und dadurch die Streuwirkung erhöht wird. Wie auch immer die Erklärung sei, durch einen auf Klarglaskolben aufgebrachten Überzug geringer Dichte wird die Glühdrahtabdeckung ohne wesentlichen Verlust an durchgelassenem Licht sehr gut.

Die durchschnittliche Grundteilchengröße geht ersichtlich in die Glühdrahtabdeckung nicht ein; es wurden nämlich feinverteilte Stoffe mit durchschnittlicher Teilchengröße von 0,02 bis etwas über 1 μ erprobt, ohne daß die Glühdrahtabdeckung des Überzugsstoffes durch die Änderung der Grundteilchengröße wesentlich beeinflußt wurde. Um beste Ergebnisse im Hinblick auf eine gleichmäßige Erscheinung der Kolben zu erhalten, sollte man Teilchengrößen innerhalb der erwähnten Grenzen wählen; vorzugsweise sollte die Teilchengröße an der oberen Grenze des angegebenen Bereiches liegen, d. h. bei den größeren Teilchen, deren Größe mit der Wellenlänge des Lichtes annähernd vergleichbar ist.

Es folgt nun eine Tabelle I, in der die Packungsdichten für verschiedene Stoffe aufgeführt sind, die auf 100-Watt-Lampenkolben aufgetragen wurden. Zur Gewinnung der in der Tabelle aufgeführten Werte wurden die Lampen unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen (Zimmertemperatur und 10 bis 12% Feuchtigkeit) gebrochen, so daß die gewonnenen Werte zuverlässig sein dürften.

Tabelle I
(Die extremen Werte gelten für die Verschiedenheiten von Lampe zu Lampe)

Stoff

Packungsdichte (g/cm³)

Maximum Minimum Mittelwert

Dichteverhältnis

(Packungsdichte

geteilt durch Stoffdichte)

Maximum Minimum Mittelwert

Elektrostatisch aufgetragene Kieselsäure

Durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat aufgetragene Kieselsäure

Aquasol beigemischte Kieselsäure (große Kieselsäureteilchen)

Durch Spülung aufgetragene Kieselsäure

Elektrostatisch aufgetragene und später dampfbehandelte Kieselsäure

Elektrostatisch aufgetragene Titansäure

0,094
0,124

0,37
0,38

0,25
0,39

0,042
0,1

0,31
0,25

0,19
0,31

0,065
0,112

0,34
0,30

0,21
0,34

0,043
0,057

0,17
0,17

0,11
0,093

0,019
0,046

0,14
0,11

0,086
0,074

0,030
0,051

0,15
0,14

0,096
0,081

Anmerkung: Als wahre Kieselsäuredichte wurden der Berechnung 2,2 g/cm³ zugrunde gelegt; die wahre Dichte der Titansäure ist 4,2 g/cm³.

In der folgenden Tabelle II sind die minimalen Schichtstärken des Überzuges angegeben, die man bei der Untersuchung der Lampen zur Bestimmung der in Tabelle I angegebenen Dichte feststellte.

Die wichtigste Größe in der vorstehenden Tabelle I und nachstehenden Tabelle II ist das Dichteverhältnis, d. h. das Verhältnis Packungsdichte zu wahrer Stoffdichte. In diesem Verhältnis ist der Unterschied zwischen den wahren Stoffdichten eliminiert, z. B. der Unterschied zwischen den Stoffdichten von Kieselsäure und Titansäure, die sich ungefähr wie 2:1 verhalten; dieses Verhältnis 2:1 geht in die Packungsdichte des Überzugsstoffes in entsprechender Größe ein.

Es ist die Packungsdichte des Überzugsstoffes oder, anders ausgedrückt, das Dichteverhältnis, welches die bessere Glühdrahtabdeckung für Klarglaskolben bewirkt.

Zum Beispiel kann Kieselsäure auf Klarglaskolben elektrostatisch niedergeschlagen werden, so daß der Glühdraht bei minimaler Lichtabsorption gut abgedeckt ist. Diese kieselsäureüberzogenen Lampen werden dann mit Dampf behandelt, d. h., der Kieselsäureüberzug wird durch Befeuchtung mit einer Dampfwolke stark verdichtet (s. Tabelle I). Die in der Lampe vorhandene Kieselsäuremenge des Überzuges hat sich bei der Verdichtung nicht geändert, aber die Packungsdichte des Kieselsäurebelages hat sich nahezu vervierfacht. Das

Ergebnis ist, daß der Glühdraht durch den Überzug hindurch erscheint, ähnlich wie bei den Lampen, die durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat (s. Fig. 1) überzogen wurden. Natürlich können auch Lampen mit hohem Dichteverhältnis des Überzugsstoffes den Glüh-

draht verbergen, wenn der Überzug auf Klafglaskolben

aufgetragen wird. Zum Beispiel kann man auf Klarglas Kieselsäure genügend schwer auftragen, so daß der Glühdraht verdeckt ist; in solchen Lampen ist die Lichtabsorption gewöhnlich aber etwa 8%. Das gleiche gilt für Lampen, die durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat mit Kieselsäure überzogen wurden. Derartige schwere Überzüge können jedoch höchstens zu dekorativen Zwecken verwendet werden, bewähren sich jedoch nicht als konkurrenzfähiges Erzeugnis, da die erfindungsgemäßen Lampen mit elektrostatisch aufgetragenen Kieselsäureüberzügen weniger als die halbe Lichtabsorption dieser Lampen haben, wenn bei diesen Lampen auf Klarglaskolben eine Glühdrahtverdeckung erzeugt werden soll.

TabeUe II
(Die extremen Werte gelten für die Verschiedenheiten von Lampe zu Lampe)

Stoff

Überzugsgewicht (g/cma· 10- 5)	Minimum	Mittelwert	Überzugsstärke (in μ)	Minimum	Mittelwert
Maximum	22	36	Maximum	35	57
60	25	27	90	20	24
29	106	118	28	33	35
130	76	79	37	23	26
82	55	57	29	19	21
59	44	70	23	19	34
96	89	135	49	29	40
181	51

Elektrostatisch aufgetragene Kieselsäure

Durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat aufgetragene Kieselsäure

Aquasol beigemischte Kieselsäure (große Kieselsäureteilchen)

Durch Spülung auf einen Klar glaskolben aufgetragene Kieselsäure (sehr schwerer Überzug mit 8°/₀ Absorption) .,

Durch Spülung auf einen Milchglaskolben aufgetragene Kieselsäure (4,3 °/₀ Absorption)

Elektrostatisch aufgetragene und später dampfbehandelte Kieselsäure

Elektrostatisch aufgetragene Titansäure (als ein sehr schwerer Überzug mit hoher Absorption)

Die bevorzugte Dichte des Überzugsstoffes hegt im Falle von Kieselsäure etwa zwischen 0,055 und 0,075. Bei Dichten über 0,094 (Dichteverhältnis 0,043) wird das Gesamtgewicht des zur Abdeckung des Glühdrahtes notwendigen Pulvers verhältnismäßig groß, so daß die resultierende Lichtabsorption erheblich ist. Man hat auch Versuche mit Überzügen sehr geringer Dichte, lediglich bis zu Packungsdichten von 0,029 (Dichteverhältnis0,013) gemacht. Bei solchen niedrigen Dichteverhältnissen genügt eine sehr geringe Stoffmenge, um den Glühdraht wirksam abzudecken; aber die Lampe erhält das Aussehen einer Müchglaslampe durch die Ausbildung eines heißen Fleckes auch dann, wenn größere Mengen von Überzugsstoff verwendet werden. Auch bei Überzugsgewichten, die eine befriedigende Erscheinungsform des Lampenkolbens gewährleisten, muß der Überzugsstoff sehr dick aufgetragen werden und blättert sehr leicht ab. Damit der überzogene Klarglaskolben eine gute äußere Erscheinungsform behält, sollte das Dichteverhältnis des Uberzugsstoffes mindestens etwa 0,018 sein. Das bedeutet im Falle der Kieselsäure eine Packungsdichte von etwa 0,043.

Man hat ferner beobachtet, daß Glühdrahtabdeckung bei minimaler Lichtabsorption nicht allein durch ein Dichteverhältnis, das zwischen 0,043 und 0,018 liegt, erreicht wird, sondern daß außerdem die durchschnittliche Schichtstärke des Überzuges mindestens 35 μ betragen muß und vorzugsweise zwischen 45 und 70 μ liegt. Bei den geringsten Schichtstärken in der Gegend von 35 μ sollte das Dichteverhältnis des Überzugsstoffes an der oberen Grenze des für diese Größe zulässigen Bereiches liegen, damit der Glühdraht gut abgedeckt ist. Eine Schichtstärke des Überzuges von 35 μ und eine Packungsdichte von 0,048 (Dichteverhältnis 0,022) werden normalerweise keine wirksame Abdeckung des Glühdrahtes ergeben. Für die dünneren Überzüge, d. h. diejenigen, deren Stärke in der Gegend von 35 μ liegt, sollte das Produkt aus Überzugsstärke in μ und Dichteverhältnis mindestens 0,9 sein. Mit anderen Worten: Wenn die Überzugsstärke 40 μ ist, sollte das Dichteverhältnis des Überzuges mindestens 0,0225 sein, damit der Glühdraht im Falle von Klarglaskolben wirksam abgedeckt ist.

In der Praxis versucht man gewöhnlich, den Klarglaskolben mit einer verhältnismäßig geringen Menge an Überzugsstoff zu belegen. In manchen Fällen jedoch, wenn das Dichteverhältnis im Bereich zwischen 0,018 und 0,043 liegt, macht man die Schicht so stark wie möglieh. Dies hat zur Folge, daß das Licht stark absorbiert wird, außerdem aber, daß die Lampe ein sehr gleichmäßiges Aussehen erhält und in Dekorationslampen verwendet werden kann. In diesem Falle sind die Vorteile der sehr wirksamen Lichtstreuung infolge des geringen Dichteverhältnisses natürlich weiterhin gegeben, auch dann, wenn der Überzug sehr dick ist. Versuche haben ergeben, daß die Überzugsschicht bis 120 μ stark sein kann. Solche relativ dicken Überzüge blättern jedoch bei Stoßen, insbesondere bei der Herstellung, leicht ab.

Das beste Niederschlagsverfahren für lichtstreuenden Stoff auf Klarglaskolben in dieser geringen Packungsdichte ist ein elektrostatisches Verfahren, das schon früher beschrieben ist. Wenn Kieselsäure aufgetragen wird, kann der Kieselsäureüberzug als Feuchtigkeitsgetter wirken oder auch nicht, je nachdem, ob die Kieselsäure bei sehr hohen Temperaturen gebrannt worden ist oder nicht, bevor sie auf den Lampenkolben aufgetragen wurde. Normalerweise wird die Kieselsäure als Getter wirken, da das Brennen der Kieselsäure bei sehr hohen Temperaturen vor ihrer Auftragung nicht nur die Lumenqualität der Lampe verschlechtert, sondern auch ein sehr umständliches und zeitraubendes Verfahren ist.

Umgekehrt kann ein Kieselsäurebelag zwar als Feuchtigkeitsgetter wirken, nicht aber als Glühdrahtabdeckung, nämlich dann, wenn er auf einen Klarglaskolben in einer Menge aufgetragen ist, die Licht nur minimal absorbiert.

Ein solcher Belag kann etwa elektrostatisch aufgebracht und dann durch Dampfbehandlung verdichtet werden.

Zur Erzeugung eines Belages von geringer Packungs-

dichte ist normalerweise ein trockenes Überzugsverfahren

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erforderlich. Die elektrostatische Auftragung stellt ein sei noch darauf hingewiesen, daß der Überzugsstoff und neues Verfahren dar, bei dem der Träger des lichtstreu- damit also die überzogenen Lampen, wenn sie nicht geenden Stoffes Luft ist, im Gegensatz zu einer flüchtigen brannt werden, in reflektiertem Licht leicht bläulich Flüssigkeit, die bei Spülverfahren als Träger dient und erscheinen, wenn die durchschnittliche Grundteilchenbewirkt, daß der Überzugsstoff niedergeschlagen und 5 größe abnimmt. Diese Erscheinung ist auf einen der verdichtet wird. Selbst wenn Kieselsäure durch Ver- Rayleighstreuung ähnlichen Streueffekt zurückzuführen, brennung von Äthyl-orthosilikat niedergeschlagen wird, denn der Rayleighstreuung wird bekanntlich auch die sind die Verbrennungsprodukte Kieselsäure, Kohlen- blaue Farbe des Himmels zugeschrieben. Allerdings zeigt dioxyd und Wasser; letzteres dient offensichtlich der der Überzugsstoff in reflektiertem Licht eine solche Art Auftragung und Verdichtung des Kieselsäurebelages. Um io von Rayleighstreuung nur in sehr geringem Maße, und dies zu beweisen, wurde Äthyl-orthosilikat verbrannt, die die Farbtönung kann nicht mit der Himmelsfarbe verKieselsäure gesammelt, getrocknet und schließlich auf glichen werden. Außerdem ist zu bemerken, daß jeder einem Klarglaskolben elektrostatisch niedergeschlagen. feinverteilte, im wesentlichen jeder feinverteilte weiße Die in Fig. 5 gezeigte Skizze eines derartigen, mit elektro- Stoff seine weiße Farbe normalerweise der Tatsache verstatisch niedergeschlagener Kieselsäure überzogenen KoI- 15 dankt, daß er durchsichtig ist; die weiße Farbe ist auf die bens läßt erkennen, daß ein Kieselsäureüberzug geringer lichtstreuenden Eigenschaften des Zustandes der feinen Packungsdichte vorliegt, der Glühdrahtabdeckung be- Verteilung zurückzufuhren. Als Beispiel sei nur Eis erwirkt, während der gleiche Stoff keine wirksame Glüh- wähnt, das durchsichtig, in feinverteiltem Zustand dendrahtabdeckung darstellt, wenn er direkt auf Klarglas- noch weiß ist.
kolben durch Verbrennung aufgetragen wird (s. Fig. 1). 20 Ein weiterer Vorteil des elektrostatischen Verfahrens

Das elektrostatische Verfahren wird zwar zur Erzeu- sind seine geringen Kosten, da es beispielsweise viel gung von Überzügen geringer Dichte bevorzugt; es billiger ist, Kieselsäure elektrostatisch auf einen Lampenkönnen jedoch auch andere Verfahren zu diesem Zweck kolben aufzutragen als nach irgendeinem der älteren Verherangezogen werden, etwa das im USA.-Patent 2 336 946 fahren. Der Preis von Äthyl-orthosilikat ist z. B. grob veröffentlichte Zentrifugalkraftverfahren. Dieses Ver- 25 gerechnet viermal so hoch als derjenige von handelsfahren kann dazu verwendet werden, z. B. Kieselsäure üblicher Kieselsäure, und außerdem stehen nur 30 °/₀ der mit geringer Packungsdichte aufzutragen, wobei der organischen Silikate als Kieselsäure zur Verfügung. Der Kieselsäurebelag als Feuchtigkeitsgetter wirkt, je nach- Preis pro Pfund Kieselsäure, die durch die Verbrennung dem, wie die Kieselsäure vor ihrer Auftragung behandelt von Äthyl-orthosilikat gewonnen wurde, ist daher ungewurde. 30 fähr dreizehnmal so hoch als derjenige handelsüblicher

Neben der Kieselsäure können auch andere feinver- Kieselsäure. 0,45 kg (a pound) Kieselsäure reichen nach teilte, lichtstreuende Stoffe elektrostatisch auf normaler- dem elektrostatischen Verfahren annähernd für vierweise durchsichtige Kolben mit einem Dichteveihältnis tausend 100-Watt-Lampenkolben; die nicht verbrauchte aufgetragen werden, das Glühdrahtabdeckung bewirkt. Kieselsäure kann nach Wunsch wiedergewonnen werden. Man hat bisher aus hundertfünfzig verschiedenen fein- 35 Die elektrostatisch niedergeschlagene Kieselsäure kann verteilten, lichtstreuenden Stoffen Versuchsüberzüge her- im Hals der Lampe dampfbehandelt werden, damit ihr gestellt und festgestellt, daß neben Kieselsäure einige Haftvermögen am Glas des Kolbens an dieser Stelle er-Metalloxyde und Metallcarbonate die besten Ergebnisse höht wird, da Fehler im Überzug, die durch ungenügendes liefern. Von diesen Stoffen erreichen Zinkoxyd, Magne- Haftvermögen entstehen, meistens im Hals der Lampe siumoxyd und Aluminiumoxyd am ehesten die Eigen- 40 auftreten. Man wird daher den Kieselsäureüberzug am schäften der Kieselsäure, die aber dennoch bevorzugter Lampenhals verdichten, während man im übrigen Teil Überzugsstoff bleibt. Der Hauptnachteil all dieser Stoffe des Kolbens die geringe Packungsdichte beibehält, um ist ihre zu hohe Packungsdichte und daher ihre unzu- damit Glühdrahtabdeckung und maximale Diffusion bei reichende Fähigkeit, als Überzug auf durchsichtigen geringster Lichtabsorption zu bekommen. W^Tenn man die Kolben den Glühdraht zu verdecken; Titansäure ist ein 45 Überzugpackungsdichte berechnet für eine Lampe, deren Beispiel, wie Fig. 2 zeigt. Andere Stoffe, die auf elektro- Hals dampfbehandelt wird, braucht man nur diejenigen statischem Wege mit verhältnismäßig hoher Packungs- Teile des Kolbens zu berücksichtigen, die am stärksten dichte (und damit verhältnismäßig hohem Dichtever- Licht streuen, nämlich den gesamten Rest des Kolbens, hältnis) aufgetragen werden, sind die Erdalkalizirkonate, mit Ausnahme des dampfbehandelten Halses,
-titanate und -stannate. Wenn diese Stoffe mit geringem 50 Die Erklärung für die verbesserte Lichtdurchlässigkeit Dichteverhältnis aufgetragen werden könnten, wurden und den kleineren heißen Fleck bei elektrostatischer Aufsie den Glühdraht ebenfalls wirksam abdecken; bisher tragung der Kieselsäure kann man entweder auf der gebesteht jedoch keine experimentelle Möglichkeit, um ringen Packungsdichte des Kieselsäureüberzuges aufdies zu erreichen. bauen, wie dies oben geschah, oder aber auf die in dem

Neben Kieselsäure, die sich im Hinblick auf die Licht- 55 Kieselsäureüberzug enthaltene Feuchtigkeit zurückstreuung am besten bewährt hat, hat man folgende Stoffe führen, welche die Lichtstreuung erhöht und damit den als geeignet für das elektrostatische Niederschlagsver- heißen Fleck verringert. Betrachtet man die Wirkung fahren befunden: Erdalkali- und Magnesiumtitanate, von Feuchtigkeit auf die Lichtstreuung einer Kieselsäure- -stannate, -zirkonate; Oxyde; Carbonate und Silikate; schicht, wenn diese im wesentlichen wassergesättigt ist Erdalkalisulfate; Titansäure;] Zirkonerde; Zinkoxyd; 60 und etwa Dampf in den überzogenen Kolben eingeführt Aluminiumoxyd; Talk; Natrium- oder Calciumalumino- wird, so stellt man fest, daß die Kieselsäure verhältnissilikate sowie Zirkoniumsilikat. Natürlich müssen auch mäßig durchsichtig wird und daher weniger streut, da diese Stoffe fein verteilt sein (Größenordnung des durch- die Glasflächen zwischen den einzelnen Teilchen im schnittlichen Teilchendurchmessers 0,02 bis etwas mehr wesentlichen mit Wasser ausgefüllt sind. Es war daher als 1 μ), damit sie Licht wirksam streuen; auch müssen 65 ganz und gar nicht zu erwarten, daß eine geringe Feuchdiese Teilchen in reflektiertem Licht im wesentlichen tigkeitsmenge in dem Kieselsäurebelag dessen Streuweiß erscheinen, damit sie das Licht nicht zu stark ab- wirkung erhöhen würde. Um diese Erscheinung zu messen, sorbieren. Die Liste der aufgezählten Stoffe ist keineswegs hat man eine Lichtquelle und eine Photozelle einander vollständig, sondern zeigt nur die Vielzahl der Stoffe auf, gegenüberliegend an einer kieselsäureüberzogenen Lampe die elektrostatisch niedergeschlagen werden können. Es 70 aufgestellt und bei diesen Versuchsaufgaben an der

Photozelle den heißen Fleck oder die Diffusionseigenschaften als Integral über eine ziemlich große Fläche festgestellt. Hierauf hat man den Lampenkolben, ohne die Lampe in ihrer Stellung zur Lichtquelle und zur Photozelle zu verändern, an seinem Sockel gebrochen, so daß die Kieselsäure die Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen konnte (normale Zimmertemperatur und 35°/₀ Feuchtigkeit). Nach dem Bruch des Kolbens ging die Anzeige der Photozelle rasch von 46 auf 38 (willkürliche Lichtintensitätseinheiten) zurück, wenn die Kieselsäure Feuchtigkeit aus der Luft aufnahm. Die Differenz der Photozellenanzeige vor und nach der Öffnung der Lampe hing natürlich von dem Gewicht des Überzugsstoffes ab. Das heißt, je schwerer der Überzug war, um so geringer ist die Anfangsanzeige; aber die prozentuale Änderung der Photozellenanzeige war stets ungefähr die gleiche, wie in dem vorstehenden Beispiel angegeben. Da die Feuchtigkeit im wesentlichen durchsichtig ist, konnte der logische Schluß gezogen werden, daß durch die Feuchtigkeit die lichtstreuenden Eigenschaften der Kieselsäure zunehmen und damit das direkt durch die Lampe hindurchtretende Licht zurückging, so daß die Photozelle einen geringeren Lichteinfall anzeigte. In Fig. 6 sind letztere Ergebnisse dargestellt, und zwar ist die Photozellenanzeige in Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgehalt des Kieselsäurebelages aufgetragen. Wenn die Feuchtigkeit des Kieselsäurebelages von etwa 3 bis 9°/₀ verändert wurde, ging die Photozellenanzeige von etwa 46 auf 38 zurück. Ähnliche Versuche wurden mit aufgespülter Kieselsäure (die bei 900° C gebrannt worden war) und mit Kieselsäure, die durch Verbrennung von Äthyl-orthosilikat aufgetragen worden war, durchgeführt, ohne daß die Photozellenanzeige sich wesentlich veränderte, was ein weiterer Beweis für die Unwirksamkeit solcher im wesentlichen feuchtigkeitsfreier Stoffe als Feuchtigkeitsgetter ist. Die Wirkung verhältnismäßig hoher Mengen von Feuchtigkeit in Kieselsäurebelägen liegt also darin, daß bei gleichen anderen Bedingungen und bei gleichem heißem Fleck eine geringere Menge an Kieselsäureüberzug notwendig ist. Außerdem ist damit eine oder wenigstens eine teilweise Erklärung für die verbesserten Diffusions- und Lichtdurchlässigkeitseigenschaften der erfindungsgemäß mit Kieselsäure überzogenen Lampen geliefert.

Nach Vorstehendem ist es daher wünschenswert, daß der Kieselsäurebelag geringer Packungsdichte auch als Getter für mmdestens 0,4 Gewichtsprozent Feuchtigkeit wirkt, wie an sich bereits vorgeschlagen worden ist. Ein solcher Kieselsäurebelag enthält vorzugsweise 1,55 bis 4,8 °/o Feuchtigkeit und wird bei einer Temperatur von mindestens 200 und höchstens 625° C gebrannt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Glühlampe mit einem normalerweise durchsichtigen Kolben und einem Überzug aus feinverteiltem, im wesentlichen weißem Stoff auf der Innenfläche dieses Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des Überzuges mindestens 35 μ. beträgt, daß das Verhältnis von Packungsdichte zu wahrer Stoffdichte des Überzugsmaterials zwischen 0,018 und 0,043 liegt, wobei das Produkt aus Überzugsstärke in μ und diesem Dichteverhältnis mindestens 0,9 ist.

2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus feinverteilter, im wesentlichen amorpher Kieselsäure besteht.

3. Glühlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kieselsäureüberzug eine durchschnittliche Schichtstärke von etwa 45 bis 70 μ und eine Packungsdichte von zwischen 0,055 und 0,075 g/cm³ hat.

4. Glühlampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kieselsäureüberzug ein Getter für mindestens 0,4 Gewichtsprozent Feuchtigkeit bei den für normale Betriebsweise untersten Temperaturen darstellt.

5. Glühlampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kieselsäureüberzug zwischen 1,55 und 4,8 Gewichtsprozent Feuchtigkeit enthält.

6. Glühlampe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure des Überzuges bei einer Temperatur von mindestens 200 und höchstens 625° C gebrannt worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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