DE140143C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung eines Glühstrumpfes, durch welchen die Nachteile bisheriger Glühstrümpfe, bestehend in der großen Zerbrechlichkeit und Weichheit sowie in dem Zusammenschrumpfen der Strümpfe bei längerem Gebrauch und dem fortwährenden Verlust von Ceriumoxyd oder anderer bei der Herstellung der Strümpfe zur Verwendung gelangender Chemikalien, vermieden werden.

Diese Übelstände sind selbst bei den besten bis jetzt bestehenden Glühstrümpfen vorhanden und verursachen nicht nur einen schnelleren Verbrauch derselben, sondern auch eine große Abnahme der Leuchtkraft nach längerem Gebrauch derselben, eine Abnahme, welche zeitweise bis zu 30 Prozent nach nur 100 stündigem Gebrauch der Strümpfe beträgt.

Diesem Übelstande wird durch den Gegenstand vorliegender Erfindung in der Weise abgeholfen, daß an Stelle des reinen Thoriumoxydes, welches den Grundstoff der besten jetzt in Gebrauch befindlichen Glühstrümpfe bildet, eine Mischung von Thoriumoxyd und Zinkoxyd angewendet wird.

Aus dem eigenartigen Verhalten der Glühstrümpfe in der Flamme ist wohl zu schließen, daß diese beiden Oxyde durch den Herstellungsprozeß der Strümpfe sich vereinigen, wodurch die neuen Eigenschaften der Strümpfe entstehen. Zinkoxyd an und für sich ist vollständig ungeeignet zur Herstellung von Glühstrümpfen, jedoch liefert es mit Thoriumoxyd, in der unten beschriebenen Weise angewendet, einen starken widerstandsfähigen Glühstrumpf, der auch im Kalten bedeutend weniger zerbrechlich ist.

Vorteilhafterweise wird noch eine kleine Menge katalytischer Substanz, z. B. Ceriumoxyd, hinzugefügt, wodurch ein Glühstrumpf entsteht, welcher an Leuchtkraft den besten Thorium- und Ceriumstrümpfen, welche bisher hergestellt worden sind, gleichkommt und sich von denselben dadurch unterscheidet, daß er seine Leuchtkraft bedeutend länger beibehält, so daß Glühstrümpfe 900 bis 1000 Stunden brennen können, ohne daß sie wesentlich an Leuchtkraft verlieren.

Die Herstellungsweise der. Strümpfe bis zu dem Punkte, wo dieselben der Flamme ausgesetzt und verascht werden, unterscheidet sich nicht von der bisher angewendeten, ausgenommen natürlich, daß an Stelle des Thoriumsalzes eine Mischung von Thorium- und Zinksalz angewendet wird. Das Mischungsverhältnis der beiden Bestandteile, welches sich am zweckdienlichsten erwiesen hat, entspricht dem Molekulargewicht der beiden Metalloxyde, verhält sich mithin wie 3,28 zu 1. Es ist jedoch nicht notwendig, sich streng an diese Zahlen zu halten, um in mehr oder minder hohem Maße die Vorteile des Verfahrens zu erzielen. Sogar eine Mischung von 10 Prozent Zinkoxyd mit 90 Prozent Thoriumoxyd ergibt noch einen Strumpf, welcher die oben beschriebenen Vorteile gegenüber den bisher bekannten Strümpfen deutlich aufweist. Wenn die angewendete Zinkoxydmenge zu groß ge-

wählt wird, wird der Strumpf leicht spröde und zerspringt beim Ausglühen.

Die Anwendung des Zinks bringt jedoch eine Schwierigkeit bei dem Ausglühen der Strümpfe mit sich, welche bei der Anwendung von Thoriumoxyd nicht vorhanden ist. Das Zinkoxyd wird nämlich, falls dasselbe einer reduzierenden Flamme ausgesetzt wird, in metallisches Zink verwandelt und verflüchtigt als

ίο solches. Dies ist leicht wahrzunehmen, wenn man einen mit salpetersaurem Zink getränkten Strumpf so in eine Gasflamme hält, daß ein Teil desselben in die reduzierende Flamme hineinragt. Es entstehen alsdann weiße Dämpfe, welche durch das aufsteigende, infolge Verflüchtigung des Zinks entstehende Zinkoxyd gebildet werden.

Bei der Anwendung einer Mischung von Thorium- und Zinkoxyd kann jedoch durch eine besondere Art des Ausglühens der Strümpfe eine Substanz erhalten werden, welche durch keine Art von Flammen reduziert wird und dem Glühstrumpf die oben erwähnte Eigenschaft gibt.

Das Herstellungsverfahren soll im folgenden beschrieben werden unter der Annahme, daß die bisher gebräuchliche Art der Herstellung angewendet werden soll, d. h. daß die Strümpfe in eine Salzlösung eingetaucht werden, und zwar ist dieses Verfahren gewählt, weil es das einfachste in der Ausführungsweise ist. Jedoch muß erwähnt werden, daß die Herstellung auch auf andere Weise bewirkt werden kann.

Der Strumpf wird in bekannter Weise mit der Lösung getränkt, getrocknet und abgebrannt. Alsdann wird er der Wirkung einer oxydierenden Flamme ausgesetzt, bis die beiden Ingredienzien sich innig miteinander vereinigt haben. Alsdann wird der Strumpf einer starken, reduzierenden Flamme ausgesetzt.

Durch dieses Verfahren verbindet sich das Zinkoxyd mit dem Thoriumoxyd, ohne daß das Zink bei dem späteren Einbringen des Strumpfes in die reduzierende Flamme sich verflüchtigt.

Zur praktischen Ausführung des Verfahrens wird vorteilhaft ein großer Bunsenbrenner angewendet, über welchen der Glühstrumpf derart gehalten wird, daß die innere, grüne Flamme des Brenners den Glühstrumpf nicht berührt und somit nur der oxydierende Teil der Flamme mit dem Glühstrumpf in Berührung kommt. Die Umbildung beginnt somit an dem unteren Teil des Strumpfes und schreitet langsam nach der Spitze fort. Das Fortschreiten des Prozesses kennzeichnet sich dadurch, daß der Strumpf, welcher zuerst matt und nicht leuchtend war, allmählich anfängt zu leuchten und in Weißglut übergeht. Wenn der untere Teil des Strumpfes genügend umgebildet ist, wird derselbe tiefer in die Flamme hineingebracht, weil alsdann der untere Teil, welcher vorher mit der oxydierenden Flamme in Berührung stand, so weit umgebildet ist, daß er der reduzierenden Flamme, d. h. der inneren, grünen Flamme des Brenners ausgesetzt werden kann, ohne daß das Zink sich verflüchtigt. Wenn die Umformung mit dem ganzen Strumpf vor sich gegangen ist, so wird derselbe einer starken, ausglühenden Flamme , ausgesetzt, wodurch derselbe seine endgültige Form erhält. Die verschiedenen Bestandteile sind alsdann so miteinander verbunden, daß die reduzierende Flamme keine nachteilige Wirkung auf den Strumpf auszuüben vermag.

Die oben beschriebene Anwendung einer Mischung von Thorium- und Zinkoxyd ergibt nun zwar einen ausgezeichneten, widerstandsfähigen, starken Glühstrumpf, welchem jedoch durch Hinzufügen von kleinen Mengen von Cerium eine bedeutend größere Leuchtkraft verliehen werden kann. Das Ceriumoxyd wird in Form eines löslichen Salzes angewendet, in welches der Strumpf eingetaucht wird. Auch kann dasselbe in irgend einer anderen Weise zur Anwendung gelangen. Der Zusatz von Cer und Zink kann in gewissen Grenzen schwanken. Im allgemeinen hat sich ein gewisses, annähernd konstantes Verhältnis zwisehen Cer und Zink als notwendig herausgestellt. Bei Einhaltung der obigen Proportionen (z. B. Thoroxyd zu Zinkoxyd = 3,28 : 1) hat ein Zusatz von 4 Prozent bereits einen bedeutenden Effekt. Ferner ergibt ein Zusatz von 2 Prozent Ceroxyd bei entsprechender Erhöhung des Zinkzusatzes einen besonders guten Strumpf. Selbst eine weitere Erhöhung des Cerzusatzes gibt unter den gleichen Voraussetzungen noch brauchbare Strümpfe.

Die Leuchtkraft des Glühstrumpfes richtet sich jedoch nicht allein nach der Menge des angewendeten Ceriumoxyds, sondern hängt auch in gewisser Weise von der Konzentration der angewendeten Lösung sowie von den Eigenschaften des verwendeten Garns ab. Die genaue Menge des erforderlichen Ceriums zur Erreichung der besten Leuchtkraft hängt ebenfalls in gewisser Weise von der Feinheit der bei der Anfertigung der Strümpfe benutzten Fäden ab, wie überhaupt die Menge des anzuwendenden Ceriums sich am besten durch Versuche in der Praxis ergibt.

Da sich bei der Herstellung der Strümpfe infolge etwaiger Mangel des Brenners immerhin noch geringe Mengen von Zink verflüchtigen könnten, indem die reduzierende Flamme den Strumpf berührt, ehe die Wirkung der oxydierenden Flamme beendigt ist, ist es vorteilhaft, etwas mehr Zink zuzusetzen, als zur Bildung des erforderlichen Zinkoxydes notwendig ist.

Claims (3)

1. Der technische Effekt des Verfahrens besteht im folgenden:

   Die gewöhnlichen Thorstrümpfe verlieren insbesondere in intensiven Brennern, wie sie beispielsweise die Kernbrenner darstellen, sehr schnell ihre ursprüngliche Leuchtkraft, und zwar teils infolge von Formänderungen, insofern als in der intensiven Hitze einer derartigen Flamme die Strümpfe sich sehr stark verkürzen, teils, wie es nach neueren Untersuchungen doch der Fall zu sein scheint, infolge von Verlusten an Ceroxyd. Das letztere ist daraus zu schließen, daß die Farbe des Lichtes von dem glänzenden Goldton in den Kernbrennern sehr bald in das fahle Grün des cerarmen Strumpfes übergeht.

   Dies tritt bei den nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Strümpfen nicht ein, und zwar scheint der Grund dafür der zu sein, daß die Verbindung von Zink und Cer im Strumpf die Eigenschaft zu haben scheint, das Ceroxyd in irgend einer Form festgebunden zu halten ,und damit eine Verflüchtigung desselben zu verhindern.

   Dazu kommt aber noch, daß die Strümpfe, wenn sie transportfähig gemacht sind, nach dem Wiederabbrennen des Kollodiums fest und elastisch bleiben, während diese Prozedur die gewöhnlichen Strümpfe immerhin etwas in

   ihrem Zusammenhange schädigt. Überhaupt zeigen die Strümpfe nach dem Verfahren der Erfindung eine außerordentliche Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Erschütterungen. Diese Vorzüge der Strümpfe gegenüber den gewöhnlichen Strümpfen zeigen sich in erster Linie zwar bei ihrer Verwendung auf Brennern mit hoher Flammentemperatur (Intensivrapidbrennern), sie kommen aber durch eine erheblich längere Lebensdauer und gleichmäßigere Leuchtkraft auch auf Brennern gewöhnlicher Art zum Ausdruck.

   Patent-A ν Sprüche:

   ι . Verfahren zur Herstellung von Glüh-Strümpfen, dadurch gekennzeichnet, daß als Tränkungssubstanz ein Lösungsgemisch von Thorium- und solchen Zinksalzen gewählt wird, welche beim Veraschen das entsprechende Oxyd zurücklassen, wobei das Verhältnis zwischen Thoriumoxyd und Zinkoxyd etwa dem Molekulargewicht dieser Substanzen am besten entspricht, der Zinkgehalt aber nicht unter 10 Prozent des Thoriumgehaltes herabgehen soll.
2. 2. Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 die Anwendung eines Ceriumoxydzusatzes zwecks Erhöhung der Leuchtkraft.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der, mit den Salzen nach Anspruch ι getränkte Glühstrumpf nach dem Veraschen zuerst der Wirkung einer oxydierenden Flamme ausgesetzt wird, zum Zweck, eine innige Vereinigung des Thoriumoxydes mit dem Zinkoxyd zu erreichen, worauf der Strumpf in bekannter Weise ausgeglüht wird.