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Verfahren zum Herstellen nicht durchhängender polikristalliner Schraubendrähte
aus hochschmelzendem 1Vletali Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
nicht durchhängender polikristalliner Schraubendrähte aus hochschmelzendem Metall.
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In der Glühlampentechnik ist es üblich, Wolframdrähte schraubenlinienförmig
auf einen Kern, z. B. aus Stahldraht, zu winden. Nach dem Aufwinden wird dieser
Kern dann auf chemischem Wege, z. B. mit Hilfe von Salzsäure, entfernt. Die auf
diesem Wege erhaltenen Drahtschraubenkörper werden in bekannter Weise auf Ösen eines
Traggestells gewickelt und darauf in eine Glühlampenglocke eingebaut. Glühlampen,
innerhalb deren wie vorstehend bargestallte Wolframschrauben angebracht sind, haben
den Nachteil, daß, wenn die Lampen einige Zeit -im Betrieb gewesen sind, die Schraubendrähte
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufhängestellen durchhängen, wodurch die Schraubenwindungen
gestreckt werden und der Wirkungsgrad der Lampen vermindert wird.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das diese Schwierigkeit
vermeidet und mit dem Schraubendrähte hergestellt werden können, die, auch wenn
sie während längerer Zeit in Glühlampen gebrannt haben, nicht durchhängen, sondern
die Form behalten, die sie beim Einbringen in die Lampen hatten. Es hat sich ergeben,
daß das Durchhängen der Schraubendrähte, wie sie bisher in Glühlampen üblich sind,
auf einen Rekristallisierungsvorgang zurückzuführen ist, der sich im wesentlichen
während der ersten Stunden, in denen die Glühlampe brennt, abspielt. Sorgt man dafür,
daß dieser Rekristallisierungsvorgang nahezu oder ganz zu Ende geführt ist, bevor
der Schraubendralit;auf jdie Ösen gewickelt und in dem Lampenkörper angegebracht
wird, so wird während des Betriebes der Lampe ein Durchhängen der Schraube nahezu
oder ganz unterbleiben. Als Maß für das Durchhängen eines Schraubenkörpers soll
im nachfolgenden die in Prozenten der Sehne des Segments ausgedrückte Pfeilhöhe
des von dem nicht durchhängenden und dem durchhängenden Schraubenkörper gebildeten
Segmentbogens benutzt werden.
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Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung nicht durchhängender
Schraubenkörper aus hochschmelzendem Metall für Glühlampen, thermionische Vorrichtungen
o. dgl. darin, daß die Schraubenkörper vor dem Anbringen in der Glühlampe oder der
thermionischen Vorrichtung einem Rekristallisierungsverfahren unterworfen werden.
Vorzugsweise wird Wolfram als Material für die Schraubenkörper benutzt; da die Rekristallisierungstemperatur
von
Wolfram annähernd bei i 5oo° C liegt, müssen erfindungsgemäß
ZVolframschraubenkörper auf eine Temperatur über i5oo° C erhitzt-werden, was z.
B. in- -einem Wolframofen erfolgen kann. Sehr günstige Ergebnisse können erzielt
werden, wenn von einem Metalldraht ausgegangen wird, der auf einen Kern gewickelt
wird, welcher aus einem Material besteht, das in festem Zustande auf eine über der
Rekristallisierungstemperatur des Metalldrahtes liegende Temperatur erhitzt werden
kann. Der, wie vorstehend, schraubenförmig gewundene Metalldraht 'wird auf eine
üben seinelr Rekristallisierungstemperatur liegende Temperaturerhitzt, und der Kerndraht
wird hierauf entfernt. Es ist ersichtlich, daß bei diesem Verfahren der bisher übliche
Stahldraht nicht als Kern benutzt werden kann, da ein solcher Kern nicht über i
5oo° erhitzt werden kann., ohne daß Schmelzung eintritt. Als geeignetes Material
für den Kern kann Molybdän, Tantal, Zirkonium oder andere hochschmelzende Metalle
oder deren Legierungen benutzt werden; auch hochschmelzende, einen nicht zu großen
Prozentsatz Wolfram enthaltende Legierungen können sehr günstige Ergebnisse geben.
Selbstverständlich muß die Bedingung erfüllt sein, daß der Kern in irgendeiner Weise,
z. B. auf chemischem Wege, aus der Schraube entfernt werden kann- Besteht der Kerndraht
aus Molybdän oder aus einer Legierung von Molybdän mit nicht zuviel Wolfram, -so
kann er nach dem Ausglühen der Schraube mit Hilfe eines Gemisches konzentrierter
Schwefelsäure und starker Salpetersäure oder mit Hilfe von Selenoxychlorid chemisch
entfernt werden. Besteht der Kerndraht aus Tantal oder Zirkonium, so kann er nach
Ausglühen der Schraube mit Hilfe von Fluorwasserstoffsäure chemisch entfernt werden.
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Ebenso wie nach den bisher üblichen. Verfahren hergestellte Schraubendrähte
weniger durchhängen, je gröber ihre Kristallstruktur und somit je gröber die durchschnittlichen
Abmessungen der Kristalle sind, so wird auch das Durchhängen von Schraubendrähten
nach dem hier beschriebenen Verfahren von den durchschnittlichen Abmessungen der
Kristalle abhängen. Wenn man die in wem gewissen Drahtstück vorhandenen Kristalle
nach ihrer Abmessung in der Richtung der Drahtachse zählt, so kann man eine Frequenzkurve
konstruieren, die für eine gewisse Kristallabmessung einen Höchstwert aufweisen
wird. Diese Kristallabmessung ist die im Draht am meisten vorhandener sie soll im
nachfolgenden der Kürze halber als die wahrscheinliche Größe der Kristalle bezeichnet
werden. Unter Lampen sollen verstanden werden: Elektrische Glühlampen, tliermionische
Vorrichtungen, wie Röntgenröhren, Entladungsröhren für drahtlose Telegraphie und
Telephonie, Glühkathodengleichrichter und ähnliche Vorrichtungen, die einen Glühdraht
enthalten. Zweckmäßig werden Schraubenkörper benutzt, die aus Kristallen bestehen,
deren wahrscheinlichste Größe kleiner ist als o,o5 mm und die nach beendeter Rekristallisierung
bei der Betriebstemperatur der Lampe eine Durchhängung von weniger als ioQ/o aufweisen.
Ebenso können Schraubenkörper mit Kristallen benutzt werden, deren wahrscheinlichste
Größe zwischen o,o5 und i mm liegt; solche Schraubenkörper zeigen nach beendeter
Rekristallisierung bei der Betriebstemperatur der Lampe eine Durchhängung von weniger
als 5Q/o. B eispiel Man windet einen Wolframdraht schraubenförmig auf einen Kern
aus Molybdändraht mit Hilfe einer zu diesem Zweck üblichen Maschine. Hierauf führt
man die Schraube und den Kern durch eine Zone von über i Soo° liegender Temperatur
und trägt dafür Sorge, daß, die erhitzten Teile mit einer indifferenten Gasatmosphäre
umgeben sind, die aus einem Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff bestehen kann.
Den Schraubendraht, in dem der Kerndraht daher noch vorhanden ist, schneidet man
nun auf die zur Herstellung von beispielsweise Glühlampen einer gewissen Gattung
erforderliche Länge ab. Hierauf bringt man die abgeschnittenen Schraubendrahtstücke
in ein Gemisch gleicher Teile konzentrierter Schwefelsäure und starker Salpetersäure
(z. B. vom spezifischen Gewicht i,4), wodurch der Molybdänkern chemisch umgewandelt
wird und die Wolframschraube unverändert bleibt. Setzt man eine wie vorstehend erhaltene
Wolframschraube nach Reinigung in einen Lampenkörper, so zeigt sich, daß auch nach
geraumer Brenndauer die Schraube die Form behält, die sie beim Einschmelzen in den
Lampenkörper besaß, und daß ein Durchhängen der Schraube nahezu nicht festgestellt
werden kann.
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Lampen, innerhalb deren nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte
Schraubendrähte angebracht sind, haben eine sehr lange Lebensdauer, während welcher
ihr Wirkungsgrad weniger zurückgeht als bei anderen Lampen.