DE273432C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— M 273432 KLASSE 4 h. GRUPPE

PETER COOPER HEWITT in RINGWOOD MANOR, New Jersey, V. St. A.

Elektrischer Beleuchtungskörper. Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. April 1912 ab.

Die Erfindung besteht in einem elektrischen

Beleuchtungskörper, der so ausgebildet ist, daß das Licht ein^rjinienformigen Lichtquelle,

wie z. BT des Glühfadens einer elektrischen . Lampe, ohne wesentlichen Verlust gleichmäßig ' über das zu beleuchtende Gebiet zerstreut wird, so daß die für das Auge unangenehme blendende' "Wirkung und" die scharfen Unterschiede von Licht und Schatten, die bei gewöhnlichen Lampen auftreten, vermieden werden.

Zu diesem Zwecke ist die dünnwandige Glasumhüllung bzw. die Birne mit engen, dicht nebeneinander liegenden Furchen versehen, die ungefähr in der Richtung der linearen Lichtquelle verlaufen. Dadurch entsteht eine Reihe von linsenförmigen Brechungskörpern, durch die das Licht jedes Fadens in die Breite gezogen wird, so daß besonders bei Lampen mit mehreren parallelen leuchtenden Fäden die [Lampe das Aussehen eines gleichmäßigen, breiigen; leuchtenden Bandes erhält.
' Bisher hat man bei Glühlampen, also bei fadenförmigen Lichtquellen, zur Vermeidung der Blendung nur die Mattierung verwendet, bei der aber viel Licht verschluckt, die Leuchtwirkung also wesentlich verschlechtert wird. Nur bei Bogenlampen hat man schon geripptes Glas verwendet, wobei aber die Rippen immer auf einem Glaskörper oder auf zwei miteinander vereinigten Körpern in verschiedenen, einander kreuzenden Richtungen angeordnet sind oder neben der Riefelung auch noch das Glas mattiert ist.

Bei der auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eine Reihe von parallelen Furchen vorgesehen, welche an der Außenfläche der Birne einer gewöhnlichen Metallfadenglühlampe gebildet sind. Die Furchen verlaufen ungefähr parallel zu den hauptsächlich das Licht aussendenden Fadenteilen und bilden eine große Anzahl von linearen, konkaven Linsen, die in der Längsrichtung der Birne verlaufen. Die linearen Linsen sind im Gegensatz zu den Riefen der bekannten Bogenlampenglocken vorzugsweise durch Einätzen auf der äußeren Fläche der Birne einer gewöhnlichen Glüh- ■ lampe erzeugt. Dabei kann eine im wesentlichen polierte Oberfläche erhalten werden, die auf Wunsch leicht noch weiter poliert werden kann, da die Furchen oder Rippen parallel zueinander verlaufen.

Durch diese Ausbildung wird unmittelbar auf der Oberfläche der Lampe eine zerstreuende Fläche von hohem Lichtausstrahlungsvermögen geschaffen, welche, da sie ganz oder im wesentlichen poliert und nur in einer Richtung gefurcht ist, eine leichte Entfernung von Staub und Schmutz gestattet, deren Ansammlung auch bei mattierten Lampen beträchtliche Lichtverluste verursacht. Nach der Erfindung' wird die Zerstreuung des Lichts fast vollständig durch Brechung durch die polierten Flächen der langgestreckten Linsen erzeugt, und es entsteht nur sehr wenig oder gar keine Erhöhung des Widerstandes für den Durchgang des Lichts gegenüber dem Widerstand bei einer gewöhnlichen glatten Birne.

In der Zeichnung ist Fig. 1 eine Ansicht einer Metallfadenglühlampe nach der Erfindung.

Fig. 2 ist ein teilweiser Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 und Fig. 3 stark vergrößert ein teilweiser Querschnitt, an dem die optische Wirkung erläutert werden soll.
Fig. ι zeigt die bekannte Lampe mit einer linienförmigen Lichtquelle, die aus einem Glühfaden besteht, welcher in zickzackförmigen Längen 1, 1 über Arme 2, 2 geführt ist. Die Arme sitzen an einem in der Mitte angeordneten isolierten Träger 3, der durch eine Stütze 4 getragen wird. Die Stütze 4 enthält die Zuführungsdrähte. Der Faden ist in eine hochevakuierte Glasbirne 5 eingeschlossen. Die Hauptteile des Fadens verlaufen etwa in der Längsrichtung der Birne 5, und dementsprechend sind auf der äußeren Fläche der Birne Rippen und Furchen vorgesehen, die sich in der Längsrichtung erstrecken und lichtbrechende Flächen oder langgestreckte Linsen 6 bilden.

Die Form der Furchen, welche die Linsen 6 bilden, soll so sein, daß der Winkel zwischen irgendeinem Teil der äußeren, lichtaussendenden Oberfläche und der entsprechenden inneren, lichtaufnehmenden Fläche der Birne mehr brechend als reflektierend wirkt. Es sollen demnach in der Praxis die Linsen keinen sehr großen Winkel besitzen und flach sein, im Verhältnis zu ihrer Breite. Ihre Form und ■ Anordnung soll ferner derart sein, daß der Faden oder der zu beleuchtende Gegenstand oder beide außerhalb des Brennpunktes liegen, • doch ist es nicht wesentlich, daß die Linsen einen scharf bestimmten Brennpunkt oder eine ■,Brennpunktlinie besitzen.

; Zur Herstellung der Furchen wird zweckmäßig die äußere Oberfläche der Birne 5 mit einer dünnen Schicht von Wachs, Asphalt oder einem ähnlichen säurefesten Material überzogen, dann die Schicht geritzt, zum Zwecke, die Oberfläche des Glases auf Linien von entsprechender Breite freizulegen. Hierauf wird die Birne in Flußsäure eingetaucht oder der Einwirkung von Flußsäuregas unterworfen; es wird eine Einwirkung von ungefähr 10 Minuten erforderlich sein. Bei einer gewöhnlichen »Wolframlampe sollen die Linien, nach denen I die Birne eingeätzt wird, von Mitte zu Mitte I einen Abstand von weniger als 0,5 mm, etwa \o,25 bis 0,1 mm besitzen,'je nach" der Größe

lund der Form der Birne, der Wandstärke und 'der zulässigen Tiefe, auf welche die Birne eingeätzt werden darf.

Die Größe der Furchen wird mehr nach praktischen als nach theoretischen Überlegungen bestimmt, doch ist der kleinere Querschnitt im allgemeinen vorzuziehen. Die lichtaussendende Oberfläche jeder Linse wird dabei von einer konkaven Fläche gebildet, die so gekrümmt ist, daß sie ungefähr ein Drittel der Oberfläche eines Zylinders darstellt.

Es könnten vielleicht nach anderen Verfahren genauer gekrümmte Flächen und in genauerem Abstand verlaufende Furchen erzeugt werden, aber für die Praxis ist diese größere Genauigkeit nicht notwendig, und das oben beschriebene Ätzverfahren ist billig und praktisch und ergibt sehr geringen Bruch bei der Herstellung.

Die Rippen, die zwischen den einzelnen Furchen stehen bleiben, werden durch die Einwirkung der Säure ebenfalls etwas abgerundet; ihre Breite soll ein Zehntel bis zu einem Viertel der Breite der Linsen betragen, wobei sie die optische Wirkung der konkaven, das Licht zerstreuenden Flächen der Birne nicht wesentlieh beeinflussen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Furchen so eng sind, und so geringen Abstand von einander haben, daß, wenn man sie von gewöhnlicher Entfernung sieht, die Strahlen einer gegebenen Fadenlänge, die einzeln von den einzelnen Linsen seitlich zerstreut werden, in dem zu beleuchtenden Gebiet zusammentreffen. Hierbei ergibt sich die Wirkung, daß jede einzelne Länge des Fadens das Aussehen eines breiten Bandes oder einer in der Querrichtung zusammenhängenden Lichtfläche annimmt, deren Breite unabhängig ist von dem Durchmesser des Fadens und nur von der Zahl der zu der Wirkung beitragenden furchenartigen Einkerbungen abhängt. J3ei Lampen^ der dargestellten Art überlagern sich die Bilder der verschiedenen Fadenlängen, und es entsteht für das Auge des Beobachters die Wirkung einer einzelnen, im wesentlichen zusammenhängenden, lichtgebenden Oberfläche oder 'Flamme mit ziemlich gleichmäßiger Helligkeit, die einen großen Teil der Oberfläche der Birne auf der dem Beschauer zugewandten Seite einnimmt. Die Furchen müssen zu diesem Zweck dicht beieinander liegen oder durch Abstände voneinander getrennt sein, die nicht größer sind als ein Zehntel der Breite der Furche. Die Furchen können auf der äußeren Wand der Birne erzeugt werden, nachdem diese in ihre Form geblasen ist, indem man sie auf eine Tiefe von zweckmäßig nicht mehr als einem Drittel der Wandstärke der Birne einätzt. Der gleichmäßige Lichtschein einer solchen fcä*mpe7~der .so erzeugt wird und gleichmäßig von fast der,110 ganzen zur Verfügung stehenden Oberfläche "der Birne ausgeht, besitzt eine Intensität,

'welche für das menschliche Auge bei direktem Ansehen noch angenehm ist. Ein Vorteil liegt auch noch darin, daß die Birne ein geringeres Gewicht besitzt als die übliche Birne.

Fig. 3 zeigt schematisch die Wirkung der

langgestreckten konkaven Brechungsflächen oder Linsen 6. Der dargestellte Teil der Birne ist stark vergrößert; die Furchen sind genauer ausgebildet und der Abstand genauer eingehalten, als praktisch der Fall sein wird.

Claims (1)

1. Jede Linse zerstreut die von ihr ausgesandten Strahlen über einen weiten Raum, wie bei 9 dargestellt ist. Die Strahlen, die von einer der Linsen 6 in geraden Linien, wie z. B. nach den Linien a, b, c, d, e, f und g, ausgesandt werden, konvergieren zunächst und treffen sich in einem mehr oder weniger genau bestimmten Brennpunkt h, um dann in einen großen Winkel a, h, g zu divergieren. Die Lichtmenge, die von irgendeiner einzelnen Linse ausgeht und einen bestimmten Punkt a, b, c, d, e, f, g usw. trifft, wird entsprechend der Weite des Winkels verringert. Da nun jede einzelne Linse 6 das durch sie hindurchgehende Licht in der gleichen Weise zerstreut, treffen einige Strahlen von jeder benachbarten Linse auf derselben Seite der Birne mit den Strahlen von anderen" Linsen zusammen, wie es beispielsweise für den Punkt χ in Fig. 3 gezeigt ist. Die Linsen bei g^a', g^b', g^c', g^e', gf' und o/', die alle den Linsen bei 9 ähnlich sind, senden Strahlen aus, die zunächst konvergieren und dann in einem großen Winkel zerstreut werden, wie bei 9 roh angegeben ist; aber von jeder Linse werden Strahlen auf den Punkt χ zulaufen nach den geraden Linien a', b', c', d', e'', f und g', so daß ein Gegenstand oder das Auge des Beobachters bei χ Licht von einer großen Anzahl von sekundären Lichtquellen, von denen jede einzelne weniger hell ist als die ursprüngliche Lichtquelle, erhält; die Wirkung ist die, daß die gesamte Lichtmenge, die in irgendeinem Punkt empfangen wird, ungefähr der Lichtmenge entspricht, welche an diesem Punkte unmittelbar von der intensiven Lichtquelle aufgenommen würde, wenn diese die Strahlen durch eine durchsichtige Wand mit ebenen, polierten und parallelen Innen- und Außenflächen senden würde.

   Man erkennt, daß im allgemeinen ein weiter entfernter Punkt eine noch größere Zahl von weiter zerstreuten Strahlen empfangen würde, die von einer größeren Anzahl von Furchen gebrochen sind. Ebenso ist es selbstverständlich, daß innerhalb gewisser Grenzen, je weiter der Faden von der Fläche entfernt ist, durch die er gesehen wird, um so größer die Zahl der benachbarten Furchen 9 ist, welche wirksam dazu beitragen, die Strahlen des Fadens zu zerstreuen.

   Pa τ ε ν τ - A ν s ρ r tj c η :

   Elektrischer Beleuchtungskörper, gekennzeichnet durch die Vereinigung einer fadenförmigen Lichtquelle und einer dünnwandigen Glasumhüllung mit engen, konkaven Furchen von nicht mehr als Y₂ mm Abstand voneinander, die ungefähr in der Richtung der linienförmigen Lichtquelle verlaufen, wodurch die Lichtquelle das Aussehen eines gleichmäßigen breiten Bandes erhält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.