DE15602C - Neuerungen an elektrischen Lampen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

' KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. April 1880 ab.

Die vorliegenden Neuerungen beziehen sich auf solche elektrische Lampen, in denen ein weifsglühender Körper von grofsem Widerstände in einer hermetisch verschlossenen Glaskugel enthalfen ist.

Bei diesen Lampen hat sich erfahrungsgemäfs die grofse Schwierigkeit herausgestellt, die Glaskugel unter Herstellung eines Vacuums so zu verschliefsen, dafs alle Theile vollkommen fest beisammen und dicht bleiben und die Gefahr des Undichtwerdens und Auseinandergehens vermieden wird. Unter, gewöhnlichen Umständen kann ein dichter Abschlufs erzielt werden, der sich auf lange Zeit bewährt; unter dem Einflufs der Hitze und den in einer elektrischen Lampe gegebenen Vorbedingungen wird man bei sehr genauer Untersuchung jedoch sehr bald eine Grenze finden, wo sich der Abschlufs bewährt.

Ein Theil der vorliegenden Erfindung bezieht sich daher auf die Art der Anfertigung elektrischer Lampen, in denen das Vacuum constant bleibt. Zu diesem Zwecke wird die Glaskugel mit einem langen, dünnen Rohr versehen, durch welches die Kugel mit der Luftpumpe verbunden wird; das Rohr wird vorzugsweise in gebogener Form angebracht, so dafs mehrere Röhren gleichzeitig mit einer Pumpe in Verbindung gesetzt werden können. ■

Auf der dem Rohre entgegengesetzten Seite wird die Kugel zu einem Ansatz in cylindrischer Form verlängert, und ist dieser Ansatz genügend grofs, so dafs der Kohlenbügel durch ihn hindurch in die Kugel eingeführt werden kann.

Sodann wird ein Stück Glasrohr oben zu einem runden Kopf gestaltet, in dem die Leitungsdrähte nach dem Kohlenbügel Aufnahme finden. Unterhalb dieses Kopfes erweitert sich das Rohr zu der Dicke des oben erwähnten Ansatzes. Ein Theil des Glaskopfes, durch den die Piatinadrähte hindurchgehen, kann aus weifsem Emailleglas bestehen, das gröfsere Leitungsfähigkeit für Hitze besitzt.

Das Glas, durch welches die Piatinadrähte gehen, wird dicht um dieselben herum geschmolzen,, wobei man das Glas an dieser Stelle über die übrige Oberfläche des Kopfes etwas hervortreten läfst. Die Piatinadrähte schliefsen sich an Kupfer- oder Aluminiumdrähte, die aus dem unteren Ende des Rohres heraustreten. .

An dem oberen Ende der Piatinadrähte werden die Klemmen befestigt, durch die der weifs^ glühende Leiter gehalten wird. Der Glaskopf wird dann in den Ansatz der Glaskugel eingeschoben, bis der untere Rand des Ansatzes und die Erweiterung des Rohres unterhalb des Glaskopfes zusammenstößen, worauf dann beide durch Schmelzen vereinigt werden. Die Lampe ist dann zum Aussaugen der Luft fertig und zu diesem Zwecke durch das oben erwähnte enge Rohr mit einer Luftpumpe in Verbindung gesetzt.

Nach Herstellung des genügenden Vacuums wird das enge Rohr am Verbindungspunkte mit der Pumpe zugeschmolzen und die Lampe von der Pumpe entfernt. Das Rohr wird dann durch Schmelzen in der Nähe der Kugeloberfläche nochmals geschlossen, wobei sich also auf jeder Seite des letzten Verschlusses das gleiche Vacuum befindet. Das Vacuum im Rohr wird nun zerstört und das Rohr nochmals dicht über dem Verschlufs an der Kugeloberfläche geschlossen.

Das Vacuum in der Glaskugel ist nun durch zwei Abdichtungen gesichert, eine ist im Vacuum, die andere an der Luft hergestellt.

Erfinder hat gefunden, dafs durch diesen doppelten Abschlufs eine vollkommene Verbindung der Theile erzielt wird und somit ein dauerndes Vacuum erhalten bleibt.

Bei Anfertigung dieser Lampen benutzt Erfinder in der Vacuumkugel nur solche Materialien, welche, wenn sie in der Kugel den Einwirkungen, die durch die Lichterzeugung hervorgerufen werden, ausgesetzt sind, die Lichterzeugung nicht beeinträchtigen.

So verflüchtigt sich z. B. Eisen oder Stahl unter dem Einflüsse der Hitze im Vacuum in geringem Grade und bildet Kohleneisen, während Platin in seinem gewöhnlichen Zustande immer etwas Luft enthält. Es ist deshalb zu empfehlen, Platin oder Metalle dieser Gruppe, das nach Erfinders früher- angegebenem Verfahren durch Hitze im Vacuum behandelt worden ist, anzuwenden, oder auch für die Klemmen und für alle metallischen Theile in der Kugel Aluminium.

Wenn eine bestimmte Gröfse lichtstrahlender Oberfläche auf eine bestimmte Temperatur gebracht wird, so ist ein bestimmtes Lichtquantum das Resultat, wozu ein bestimmtes Mafs elektrischer Kraft erforderlich ist, wobei die Hauptleitung allen diesen Bedingungen entsprechen mufs. .

Erfinder hat bemerkt, dafs, wenn der Widerstand des lichtgebenden Körpers bei gleichbleibender ausstrahlender Oberfläche vermehrt wird, das gleiche Lichtquantum producirt wird, wobei aber die Leiter im Verhältnifs der Vermehrung des Widerstandes in den Dimensionen verringert werden können, dafs dagegen im Verhältnifs ein viel geringeres Mafs elektrischer Kraft erforderlich wird.

Wenn z. B. alle Lampen einer Stromleitung weifsglühende Leiter von je ioo Ohms Widerstand haben, so müssen iooo Pfd., also 500 kg, Kupferleitung in den Hauptleitungen verwendet werden, und 100 Volts werden zur Aufrechterhaltung der Lichter gebraucht.

Wenn nun die ausstrahlende Oberfläche einer jeden Lampe vergröfsert wird, der Widerstand einer jeden aber auf 200 Ohms vermehrt wird, so genügen 250 kg Kupfer für die Hauptleitung. Da jedoch 140 Volts erforderlich werden, um die Lichter in derselben Leuchtkraft zu erhalten, so werden durch Verdoppelung des Widerstandes die ersten Anschaffungskosten der Hälfte der Leitung erspart und der Betrag der aufgewendeten Kraft bleibt derselbe, indem ungefähr 3000 Fufspfund in dem einen wie in dem anderen Falle erforderlich werden, um das Licht brennend zu erhalten, welches gänzlich unabhängig vom Widerstand ist.

Die Erfindung bezieht sich deshalb auch auf die Nutzbarmachung dieser Entdeckung, indem das Verhältnifs der ausstrahlenden Oberfläche, der Widerstände und der Stromstärke so zu einander geregelt wird, dafs grofse Ersparnifs an Leitungsmaterial erzielt wird.

In der einen Ausführung vermehrt Erfinder den Widerstand, indem er Kohlenfaser von solcher Länge nimmt, dafs sie das Zweifache des gewöhnlichen Widerstandes darbietet, und biegt die Kohlenfaser um, dergestalt, dafs er die beiden Oberflächen elektrisch getrennt hält; in diesem Falle geben die einander gegenüberliegenden Seiten nur wenig Licht, da die eine die' andere verdunkelt; es wird jedoch der nöfhige Widerstand gewonnen, der die Anwendung kleinerer Leiter gestattet.

Es kann eine Anzahl Bögen zusammenhängend in einer Lampe mit einander verbunden werden, in welchem Falle eine Vermehrung des Widerstandes (entsprechend der verwendeten Anzahl) stattfindet, und es bedingen die ausstrahlenden Oberflächen einen verhältnifsmäfsig geringeren Betrag von erforderlichem Leitungsmaterial.

Eine nothwendige Vorbedingung eines praktischen Systemes elektrischer Beleuchtung für den Hausbedarf ist, dafs die elektrischen Lampen einfach in Construction und in sich selbst vollständig sind, und es keiner besonderen Fachkenntnifs bedarf, sie aufzustellen und in Betrieb zu , setzen. Zu diesem Zwecke wird an dem unteren Ende des Ansatzes der Lampe ein isolirter Ring befestigt, und an den gegenüberliegenden Seiten dieses Ringes werden zwei Contactfedern angebracht, an welche die Leiter, welche zu dem lichtgebenden Körper führen, sich anschliefsen.

Ein hohlgeformter Halter aus isolirendem Material, beliebig verziert, wird mit seinem unteren Ende so gestaltet, dafs er auf irgend einen Wandarm oder eine Girandole aufgesteckt werden kann. Der Hohlraum des Halters wird so gestaltet, dafs er den Ansatz der Lampe aufnehmen kann; in dem Innern des Halters sind zwei gegenüberliegende, aber gegen einander isolirte Platten angebracht; an eine derselben ist der von derElektricitätsquelle kommende Leitungsdraht angeschlossen; auf der Aufsenseite des Halters ist eine metallische Mutter eingelassen, welche mit dem anderen Leitungsdraht verbunden ist; durch diese Mutter geht eine Schraube hindurch, die durch Anschrauben die Mutter und die eine innere Platte in elektrischen Contact setzt.

Die Hauptleitungsdrähte können durch gewöhnliche Gas- oder andere Röhren und durch den Wandarm oder die Girandole an den Halter geleitet werden. Hieraus geht hervor, dafs der Lampenhalter so eingerichtet ist, dafs die Lampe ohne weitere Umstände und ohne besondere Fachkenntnifs eingesetzt oder herausgenommen werden kann und dafs zur An- und Abstellung des Stromes behufs Lichterzeugung oder zum

Abdrehen nur die Drehung der Schraube gegen die Platte oder von derselben ab erforderlich ist. Selbstverständlich kann der in die Halterhöhlung einzusteckende Ansatz der Lampe rund, viereckig oder polygonal geformt und mit Feder,, Splint oder Keil versehen sein, wobei dann der Halter mit der entsprechenden Aushöhlung versehen sein mufs. Es kann die Form des Halters und des Ansatzes eine solche sein, dafs der Ansatz über den Halter anstatt in denselben hineinzustecken ist.

Erfinder hat beobachtet, dafs ein weifsglühender Leiter mit einem im Verhältnifs zu der ausstrahlenden Oberfläche sehr hohen Widerstände aus solchem natürlichen Faserstoff her-. gestellt werden kann, der der Verkohlung fähig ist. Vorzugsweise hat sich die Faser von gebleichtem Manillahanf als geeignet erwiesen, obgleich irgend welche länge runde Faser, deren Structur keine Zellenbildung zeigt, angewendet werden kann. ■

Bei Anwendung solcher Faser wird dieselbe an den Enden mit Seidenpapier umwunden und dann carbonisirt, wobei die Seidenpapierumhüllung vergröfserte Enden zum besseren Erfassen in den Klemmen abgiebt.

In den Fig. i, 2, 3, 4 und 5 ist die Art der Herstellung der oben beschriebenen Lampen dargestellt, wie dieselbe schrittweise erfolgt.

Aus einem Glasrohr im Durchmesser von c wird die Kugel b ausgeblasen, deren oberer Theil in ein gebogenes Rohr h ausgezogen wird, so dafs mehrere Röhren gleichzeitig an eine Luftpumpe angesetzt werden können. Der Theil c, welcher den »Ansatz« bildet, wird auf Linie x-x abgeschnitten, so dafs die Form Fig. 2 entsteht, f, Fig. 3, ist ein Glasrohr von etwas geringerem Durchmesser wie Ansatz c; auf demselben wird der Kopf d mit den beiden Verschlufsstellenp ρ für die Drähte gebildet. Unterhalb d wird die Ausweitung e im Rohr/ ausgeblasen, deren innerer Durchmesser mit demjenigen von c übereinstimmen kann. Die an , die Leitungsdrähte 1, 2 angeschlossenen Platindrähte n> werden dann durch die Oeffnungen in den Vorsprüngen ρ ρ gesteckt, welche letztere sodann durch Schmelzen um die Drähte w W luftdicht verschlossen werden. An den Drähten ww werden Klemmen Zz¹Zz¹ befestigt, welche den weifsglühenden Körper halten. Der Bügel α und der Glaskopf d werden dann in den Ansatz c eingeführt, bis dessen Randxx auf der Ausweitung e aufliegt, worauf diese Theile durch Schmelzen . an diesem Punkt verbunden werden. Nachdem nun durch irgend eine zweckentsprechende Saugeinrichtung das Vacuum in der Kugel hergestellt ist, wird das Rohr Zz durch Zuschmelzen bei i geschlossen und von der Pumpe entfernt; hierauf wird bei / ein zweiter Verschlufs im Rohr Zz unmittelbar über der Kugel b hergestellt. Dieser zweite Verschlufs wird vollständig im Vacuum hergestellt, da dasselbe in b und h das nämliche ist.

Erfinder hat jedoch gefunden, dafs ein vollkommener und dauerhafter Abschlufs dann nur hergestellt werden kann, wenn alle Theile des Glases, die zur Bildung des Verschlusses sich vereinigen, sich während der Bildung des Verschlusses im Vacuum befinden; deshalb macht sich Verschlufs i am Ende von h nothwendig. Oberhalb Z sollte das Rohr Zz noch durch Schmelzen bei m geschlossen werden, oder es kann bei m abgebrochen und ein Tropfen geschmolzenen Glases hineingegossen . und die Theile dann. zur Bildung des Verschlusses zusammengeschmolzen werden. Der Verschlufs Z-¹, Fig. 5, ist demnach das Resultat von zwei Abdichtungen, bei / im Vacuum und bei m in der Luft.

Erfinder hat gefunden, dafs ein so hergestellter Verschlufs sich unter allen Umständen bewährt und dafs das Vacuum vollständig aufrecht erhalten bleibt.

Die Drähte 1 und 2, die sich an die Stromleitung anschliefsen, gehen unten aus Rohr f heraus und werden zur Vermeidung von Verschlingung und Verschiebung durch einen Pfropfen η aus Kork oder anderem isolirenden Material am Ende des Rohres / festgehalten.

In den Fig. 6, 7, 8, 9, 10 und 11 sind Modifikationen dargestellt, durch die der Widerstand des weifsglühenden Bogehs vermehrt wird.

In Fig. 6 ist b die einschliefsende Kugel; mehrere weifsglühende Leiter a\ jeder von einem gewissen Widerstand, sind mit ihren Enden durch leitende Klemmen k zu einer Reihe verbunden; die Schlufsenden der ganzen Reihe stehen mit den Klemmen Zz¹Zz¹ in Verbindung, an die sich die Drähte»'»'anschliefsen. Die ganze Reihe -wird in Ringform auf dem Glaskopf durch die Drahtstützen 3, 3 getragen.

Bei dieser Anordnung tritt der Strom bei 1 ein, geht durch einen Kohlenkörper hindurch, tritt durch die Klemmen k in den nächsten Kohlenkörper über und so fort durch den ganzen Ring bis zum Leiter 2; es sind fünf von solchen Kohlenkörpern in Fig. 6 und 7 gezeigt.

Da jeder in Weifsglut versetzte Theil a einen gewissen Widerstand besitzt und ein gewisses Licht giebt, so ist der Zweck dieser Einrichtung, eine Anzahl solcher Lichter zu gruppiren und eine viel gröfsere leuchtende Fläche zu erhalten, als dies durch ein Licht möglich ist; gleichzeitig kann aber, da die Summe des Widerstandes in der Lampe im Verhältnifs vermehrt wird, die Stärke der Hauptleitung im Verhältnifs verringert werden.

In den Fig. 9, 10 und 11 ist die Anwendung eines Streifens carbonisirten Materials dargestellt, das auf gegebene Länge einen gewissen Widerstand bietet; es wird jedoch in doppelter Länge durch Umbiegen angewendet. Am Wendepunkt

wird ein isolirender Block ο eingeschoben, so dafs die beiden Längen des carbonisirten Streifens aus einander gehalten werden.

An die Enden dieses doppelten Streifens werden die Klemmen h¹ h¹ und die Leiter w w angeschlossen. Die beiden inneren sich gegenüberliegenden Flächen decken sich gegenseitig, so dafs die Aufsenflächen den lichtausstrahlenden Theil bilden, welche zusammen die Gesammtoberfläche eines gewöhnlichen oder nicht doppelten Kohlenkörpers bilden; die Vermehrung in der Länge verdoppelt jedoch den Widerstand; es ergiebt sich also doppelter Widerstand mit geringer Veränderung in der ausstrahlenden Fläche. Dieser doppelte Widerstand gestattet jedoch, einen schwächeren Leitungsdraht zu benutzen, und es wird der Metallaufwand in diesem Falle sich auf die Hälfte reduciren.

In den Fig. 12 und 13 ist die oben beschriebene vervollkommnete Lampe dargestellt, die einen für sich selbstständigen und auf einem beliebigen passenden Träger anzubringenden Gegenstand bildet. Um den unteren Theil des Ansatzes c ist ein aus zweckdienlichem isolirenden Material angefertigter Cylinder q angebracht, der an entgegengesetzten Seiten mit den metallischen Contactfedern 13, 14 ausgestattet ist. Von den Klemmen to ¹Zz¹, welche den weifsglühenden Bogen α tragen, sind die Leitungsdrähte 1, 2 an diese Contactfedern 13, 14 geführt, durch welche die Stromleitung geschlossen wird, wenn die Lampe in den weiter unten zu beschreibenden Halter eingefügt wird. Diese Construction bildet eine separate elektrische Lampe, die in den Halter eingesetzt oder herausgenommen werden kann. Das Einsetzen der Lampen vervollständigt ohne genaues Einstellen oder besondere Aufmerksamkeit die nöthige Stromverbindung nach dem lichtgebenden Körper hin.

r ist der Halter für die Lampe aus isolirendem Material; er kann unten so gestaltet sein, dafs er in einen Gasarm oder sonstigen Träger eingesetzt oder eingeschraubt werden kann.

Auf der Innenfläche des Halters sind die beiden gegen einander isolirten metallischen Flächen u ν angebracht. Auf der Aufsenseite des Halters ist dagegen die metallische Mutter s angebracht, in der die metallische Schraube y steckt. Leitungsdraht 5 führt an die Platte u und Leitungsdraht 6 an die Mutter s. Durch Drehen der Schraube^ wird je nach der Drehungsrichtung die elektrische Verbindung zwischen Platte ν und Mutter 5 entweder hergestellt oder unterbrochen.

Aus dem Vorstehenden, und durch Fig. 12 geht hervor, dafs, wenn die Lampe in den Halter eingesetzt ist, die Feder 13 gegen Platte u und Feder 14 gegen Platte ν anliegt. Wenn Schraube^ fest gegen Platte ν angeschraubt wird, so ist die Stromleitung durch Draht 5, Platte u, Feder 13, Draht 2, den weifsglühenden Körper a, Draht 1, Feder 14, Platte v, Schraube y,- Mutter s und Draht 6 hindurch geschlossen.

Es wird durch Einstellen der Schraube^ fest oder mit geringem Contact gegen Platte ν oder aufser Contact mit derselben entweder volles Licht oder schwaches Licht eingestellt, oder die Lichterzeugung ganz aufgehoben.

Anstatt die Contactfedern auf dem Cylinder q und die Contactplatten auf der Innenfläche des Halters anzubringen, können die Platten auf dem Cylinder und die Contactfedern im Halter angebracht werden.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Die Herstellung von Lampen für elektrische Beleuchtung, darin bestehend, dafs die Glaskugel und der Glaskopf, welcher den weifsglühenden Körper trägt, getrennt von einander hergestellt werden, die Leitungsdrähte und der weifsglühende Körper an den Glaskopf angeschlossen und dann erst Glaskugel und Glaskopf vor der Herstellung des Vacuums in der ersteren hermetisch mit einander verbunden werden.
2. 2. Die beschriebene Methode des hermetischen Verschliefsens einer Vacuumglaskugel, darin bestehend, dafs der erste Abschlufs im Vacuum und der zweite Abschlufs an der Luft vorgenommen wird.
3. 3. Ein weifsglühender Leiter, der aus mehreren einzelnen hinter einander gefügten Leitern zusammengesetzt ist.
4. 4. Ein weifsglühender Leiter, dessen Körper aus einer einzelnen Faser mit vergröfserten Enden besteht, die aus Seidenpapier bestehen, welche um die Faserenden gewickelt und carbonisirt ist.
5. 5. Eine ein selbstständiges Ganze bildende elektrische Lampe, die auf oder in einen zweckentsprechenden Halter eingesetzt oder aus demselben herausgenommen werden kann, in der beschriebenen und durch die Fig. 12 und 13 dargestellten Construction.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.