-
Aus einer 1Vletalldrahtflachwendel bestehender Leuchtkörper für elektrische
Glühlampen Bei hochkerzigen elektrischen Projektions-oder Scheinwerferlampen kommt
es darauf an, daß die Leuchtdichte pro Flächeneinheit möglichst groß und möglichst
gleichmäßig verteilt ist.
-
Bei den üblichen elektrischen Proj ektionsglühlampen mit in V-Form
nebeneinander angeordneten Drahtwendeln, die durch Bewickeln eines konischen Dorns
entstanden sind, ist die Lichtverteilung bzw. Lichtausbeute schlecht, da bei ihnen
das Verhältnis zwischen mittlerer sphärischerLichtstärke und der senkrecht zur Leuchtkörperebene
ausgestrahlten Lichtstärke nur i : 1,27 beträgt. Dadurch geht sehr viel Licht für
die Projektion verloren. Man hat daher vorgeschlagen, die Wendeln parallel zueinander
und nahe nebeneinander anzuordnen, um die Form des Leuchtkörpers einer ebenen Fläche
anzunähern. Die Ausstrahlung einer ebenen Fläche (Folie) ist in der Projektionsrichtung
doppelt so groß wie ihre mittlere sphärische Lichtstärke. Bei so hergestellten Leuchtkörpern
ist es, besonders wenn sie für normale Spannungen bestimmt sind, notwendig; zwischen
ihren einzelnen schraubenförmigen Windungen einige Millimeter Abstand einzuhalten,
um eine gegenseitige Berührung im' glübenden Zustande zu verhindern. Das
Verhältnis zwischen mittlerer sphärischer Lichtstärke und horizontaler Lichtstärke
ergab sich dabei auf i : 45- Indem man dazu überging, den Wendeln anstatt der rundzylindrischen
eine abgeflachte Form durch Wickeln über einen sogenannten Flachdorn zu geben, erreichte
man eine Steigerung des Ver= hältnisses zwischen mittlerer sphärischer und horizontaler
Lichtstärke von i : i,8. In letzter Zeit ging man weiter dazu über, den Glühdraht
in rundzylindrischen Drahtschrauben oder doppelt gewundenen Drahtschrauben in zwei
parallelen Ebenen so hintereinander gestellt anzuordnen, daß die hinteren Drahtschrauben
in die Zwischenräume der vorderen Reihe der Drahtschrauben treten und dadurch in
der Projektion eine geschlossene Fläche herstellen.
-
Es ist ohne weiteres klar, daß das Verhältnis zwischen mittlerer räumlicher
Lichtstärke und horizontaler Lichtstärke weiter verbessert werden kann, wenn es
gelingt, sowohl bei der Flachwendel wie auch bei der kreiszylindrischen Wendel die
Dunkel- und Schattenräume zu beseitigen, die durch den notwendigen Abstand zwischen
den einzelnen Windungen und durch Überdeckung in der Projektion entstehen und naturgemäß
bei dicken Drähten verhältnismäßig groß sind.
-
Zur:'#@Klarstellung, was unter Dunkel- und Schattenräumen zu verstehen
ist, möge Abb. 7 der Zeichnung dienen, die eine zylindrische Drahtschraube oder
auch eine sogenannte Flachwendel an sich bekannter Art darstellt.
-
Die Steigung dieser Drahtschraube ist etwa
gleich
dem doppelten Durchmesser des Drahtes i. Die zwischen den einzelnen Drahtwindungen
liegenden Räume 2 bilden die sogenannten Dunkelräume, -die der Deutlichkeit halber
schraffiert sind. Mit 3 werden die Schattenräume bezeichnet, die durch das Überdecken
der einzelnen Windungen entstehen und deren Größe von dem Grad der Steigung der
Schraubenwicklung abhängt. Bei kleiner Steigung der Drahtschraube nehmen infolgedessen
die Dunkelräume ab und die Schattenräume dagegen zu. Bei großer Steigung der Drahtwicklung
tritt der umgekehrte Fall ein.
-
Wie aus dieser Abbildung zu erkennen ist, verhindern die Dunkel- und
Schattenräume eine gleichmäßige und maximale horizontale Lichtausstrahlung des Leuchtkörpers.
-
Die Erfindung bezweckt, den Wendelleuchtkörper so auszubilden, daß
die Dunkel- und Schattenräume beseitigt werden, wozu sich erfindungsgemäß besonders
ein aus Flachwendeln hergestellter Leuchtkörper eignet.
-
Die Erfindung besteht darin, daß die Steigung der einzelnen Windungen
des gewendelten Leuchtkörpers auf dessen beide Schmalseiten derart gelegt ist, daß
die die beiden Breitseiten des Leuchtkörpers bildenden Teile der einzelnen Drahtwindungen
parallel zueinander laufen und die horizontale Projektion der vorderen und hinteren
Breitseite des Leuchtkörpers ohne Dunkel- und Schattenräume eine vollständig gleichmäßige
Leuchtfläche bildet. Dadurch ist erreicht, daß das Verhältnis zwischen mittlerer
räumlicher und horizontaler Lichtstärke sich auf x : 2,2 erhöht.
-
Zweckmäßig können mehrere dieser. Flachwendeln in an sich bekannter
Weise in zwei Ebenen derart gegeneinander versetzt angeordnet werden, daß die Wendeln
der hinteren Reihe in die Zwischenräume der vorderen Wendelreihe, diese ausfüllend,
treten. Mit in dieser Weise hergestellten Leuchtkörpern für iio Volt und 5
000 Watt wird eine mittlere räumliche Lichtstärke von etwa io ooo HK und
eine horizontale Lichtstärke von etwa 22 ooo HK erreicht. Die Fläche dieser untersuchten
Leuchtkörper betrug 30 X 30 mm, so daß sich eine Leuchtdichte von
z 450 HK je .Quadratzentimeter ergab. Die Nutzbrenndauer betrug 8oo Stunden. Bei
Überlastung auf 117 Volt stieg die Lichtdichte je Quadratzentimeter auf 3 i5o HK.
-
In Abb. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Leuchtkörpers
gemäß der Erfindung in Seitenansicht, in Abb. 2 im Grundriß dargestellt.
-
Die Drahtwindungen der einzelnen Flachwendeln i liegen parallel übereinander
und weisen in der Projektion keine Unterbrechung auf, denn die Steigung befindet
sich erfindungsgemäß auf den beiden Schmalseiten der-Flachwendeln. Die Flachwendeln.
sind in an sich bekannter Weise in zwei hintereinanderliegenden Reihen derart versetzt
gegeneinander angeordnet, daß die in der vorderen Reihe befindlichen Flachwendeln
die Zwischenräume der hinteren Reihe der Flachwendeln abdecken, wodurch eine gleichmäßig
leuchtende Fläche entsteht.
-
Aus den Abb. 3 und q. ist das Wickelverfahren der einzelnen Flachwendeln
zu ersehen. 7 ist der Wickeldorn, der erfindungsgemäß auf seinen beiden Breitseiten
je eine dem Durchmesser des Leuchtdrahtes io angepaßte Verzahnung g aufweist, bei
der die Breite der Zähne und ihr gegenseitiger Abstand einander gleich sind. Die
parallelen Zahnflanken liegen senkrecht zu den beiden Schmalseiten des Leuchtkörpers
und sind auf beiden Seiten so gegeneinander versetzt, daß stets je ein Zahn auf
der einen Breitseite einer Zahnlücke auf der anderen Breitseite gegenüberliegt.
Beim Aufwickeln des Leuchtdrahtes auf diesen Wickeldorn liegt die Steigung der Schraubenwicklung
auf seinen beiden Schmalseiten, während der Abstand der an den beiden Breitseiten
parallel liegenden Teile der einzelnen Windungen gleich dem Durchmesser des Leuchtdrahtes
ist, wie dies insbesondere die Abb. 5 und 6 erkennen lassen, die die vom Dorn durch
das bekannte Wegbeizen befreite Wendel in Aufsicht- und Vorderansicht zeigen.
-
Bei einer so hergestellten Flachwendel sind schon bei Drähten kleinen
Durchmessers nur geringe Verluste durch Wärmeleitung und Konvektion vorhanden, da
die Wendel als ein dickes gewelltes Band wirkt, dessen Dicke dem doppelten Drahtdurchmesser
plus der Dorndicke entspricht. Wie die vorerwähnten Versuche mit dem neuen Leuchtkörper
in einer Lampe für iio Volt und 5 ooo Watt, bei der die Dicke der Wendel etwa 2,8
mm beträgt, ergeben haben, haben sich wesentliche Verluste durch Konvektion und
Wärmeleitung nicht gezeigt.
-
Die neue Wendel bietet auch gegen gegenseitige Berührungen der einzelnen
Windungen einen besseren Schutz als die bekannte Flachwendel oder eine runde Wendel.
-
Ein weiterer Vorteil der neuen Flachwendel liegt in der größeren Stromersparnis.
Es ist festgestellt worden, daß bei derselben horizontalen Lichtstärke die Stromersparnis
zwischen einer Lampe mit _ gewöhnlicher Flachwendel und runder Wendel bereits 33
°/a zugunsten der Flachwendel beträgt, zwischen der runden Wendel und der neuen
Flachwendel aber auf ungefähr 45 % steigt.