DE582249C - Verfahren zur Herstellung nicht durchhaengender schraubenfoermiger Kristalldrahtgluehkoerper fuer elektrische Gluehlampen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung nicht durchhängender schraubenförmiger Kristalldrahtglühkörper für elektrische Glühlampen Es ist bekannt, daß die aus gezogenem Wolframdraht hergestellten schraubenförmigen Glühkörper in elektrischen Glühlampen, Entladungsröhren oder ähnlichen Vorrichtungen während ihres Gebrauchs durchhängen. Da der Durchmesser desfreienRaumeszwischen den Schraubengängen eines solchen Glühkörpers in der Größenordnung von Hundertstelmillirnetern liegt, können sich zufolge dieses Durchhängens die Schraubengängeberühren. EinenweiterengroßenNachteil bedeutet, besonders für gasgefüllte Lampen, der Umstand, daß infolge der Vergrößerung der Kühlfläche der durch Hitze verursachte Energieverlust bedeutend anwächst und demzufolge der Wirkungsgrad niedriger wird.
• Es ist bereits früher festgestellt worden, daß die hier beschriebenen schädlichen Erscheinungen dann auftreten, wenn die Glühkörper in einem Zustande in Gebrauch genommen werden, in dem ihre endgültige Kristallstruktur noch nicht ausgebildet ist. Der gezogene und nachher gewickelte Wolframdraht weist nämlich eine mehr oder weniger faserige Struktur auf, welche sich zufolge der Erhitzung des Drahtes auf eine hohe Temperatur ändert. Dieser Vorgang erfolgt bei den bisher angewendeten Glühkörpern während der ersten Periode ihrer Benutzung und besteht im wesentlichen darin, daß einzelne Kristallkörner bei der Gebrauchstemperatur der Lampe auf Kosten der übrigen anwachsen, wobei sich zufolge gleichzeitiger Verminderung der inneren Spannungen die Lage der. Schraubengänge ändert.
• Zur Vermeidung dieser schädlichen Erscheinungen wurde bereits die Anwendung eines aua einem einzigen Kristall oder aus einander überlappenden Kristallstücken bestehenden Glühkörpers vorgeschlagen, in welchem die Kristalle erst nach dem Wickeln zur Schraube, und zwar dadurch ausgebildet werden, daß der schraubenförmige Draht vor seiner Verwendung auf höchste Weißglut erhitzt wird. Es steht auch. ein Wolframdraht, der beim ersten Glühen auf Gebrauchstemperatur einen aus großen sogenannten Einkristallen bestehenden Glühkörper ergibt, schon längst in Verwendung. Auch auf aus solchem Draht hergestellte Schrauben hat man dieses Ausglühen angewendet, ohne das Durchhängen mit Sicherheit vermeiden zu können. Die Erklärung hierfür liegt offenbar darin, daß die angewendete Hitzebehandlung zur Ausbildung der beim Gebrauch der Lampe sich nicht weiter ändernden Kristallstruktur -nicht geeignet ist.
• Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll als Glühkörper ein solcher schraubenförmiger Wolfraindraht verwendet werden, der seine Form während des Brennens nicht ändert, also ein nicht durchhängender Draht. Ein solcher Draht kann bekannterweise so hergestellt werden, daß bei der Erzeugung des Drahtes zu dem Ausgangsmaterial, z. B. zu der Wolframsäure, Alkali und Kieselsäureverbindungen zugemischt werden. In der aus solchem Metall hergestellten Schraube wird mittels der weiter unten beschriebenen Hitzebehandlung vor dem Einbringen des Glühkörpers in die Lampe die infolge Glühens sich nicht weiter ändernde Kristallstruktur ausgebildet.
• Das Verfahren zur Herstellung solcher schraubenförmiger Glühkörper besteht laut vorliegender Erfindung darin, daß der auf den üblichen Kern (aus Kupfer oder Stahl) aufgewickelte Draht vorerst zur Entfernung der infolge der Bearbeitung im Draht auftretenden Spannungen während einiger Minuten auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der sich die Kristallstruktur des Drahtes noch nicht ändert. Es wurde nämlich gefunden, daß die durch lang andauernde mechanische Bearbeitung und besonders durch das Wickeln verursachten Spannungen aus der Schraube vorerst entfernt werden müssen, und daß in diesem Falle die Ausbildung der endgültigen Kristallstruktur weitaus ungestörter vor sich geht. Die Temperatur dieser vorausgehenden Hitzebehandlung, ungefähr 8oo° C, wird auch vom Kerndraht ertragen. Nachher wird der Kern auf übliche Weise mittels Säureauslösung entfernt. Dann wird die vom Kern befreite Schraube mittels Hindurchleitung eines elektrischen Stromes auf die Temperatur erhitzt, bei welcher die Ausgestaltung der endgültigen Kristallstruktur rasch vor sich geht. Bei einer Temperatur von ungefähr 2ooo° C beträgt die Zeitdauer dieser Strukturänderung weniger als % Minute, Minute, falls ein im Ausgangsmetallpulver Alkali und Kieselsäure enthaltendes sogenanntes nicht durchhängendes Wolframmetall verwendet wird. Diese Hitzebehandlung kann am besten, wie bekannt, mittels ununterbrochenen Hindurchziehens der stromdurchflossenen Schraube zwischen zwei Kontakten in indifferenter Atmosphäre erfolgen, wobei dafür gesorgt werden muß, daß sich ein jeder zwischen die Kontakte gelangender Teil des Drahtes während einer zur Strukturänderung nötigen Zeitdauer auf der Temperatur von ungefähr 2ooo° C befindet.
• Durch dieses Verfahren gelingt es, das Durchhängen des Glühkörpers und hierdurch die Vergrößerung seiner Kühlfläche zu vermeiden. Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Kühlfläche des Glühkörpers und somit zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Lampe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Ganghöhe des schraubenförmigen Glühdrahtes auf ein Minimum vermindert wird. Hierzu muß ein Draht verwendet werden, der beim Glühen nach dem Wickeln nicht durchhängt. Der Herabminderung der Ganghöhe wird aber auch bei Verwendung eines solchen Wolframdrahtes durch die Arbeitsweise der Wickelmaschine eine Grenze gesetzt, indem eine gewisse Ganghöhe eingehalten werden muß, damit sich die Schraubengänge keinesfalls an irgendeiner Stelle berühren können. Es muß bei der Verwendung eines im Ausgangsmetallpulver Alkali und Kieselsäure enthaltenden nicht durchhängenden Wolframmaterials mit einer Ganghöhe von ungefähr 1,3 gearbeitet werden, d. h. es muß der Abstand zweier nebeneinanderliegender Schraubengänge ungefähr o,3 des Drahtdurchmessers ausmachen. Wenn mit der Ganghöhe von 1,3 auf 1,2 hinuntergegangen werden kann, wird bereits, besonders bei kleinen gasgefüllten Lampen (i5, 25; qo Watt), eine bedeutende Stromersparnis erzielt und die Ökonomie der Lampe erhöht.
• Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird der schraubenförmige Wolframdraht, der seine Kristallstruktur durch Glühen nicht ändert, besonders für solche kleinen gasgefüllten Lampen derart hergestellt, daß der Draht vor dem Wickeln mit einem leicht lösbaren Metallüberzugversehen und dann mit einer minimalen Ganghöhe, ungefähri,i, gewickeltwird. Wenn dannderleichtlösbare Metallüberzug, dessen Stärke höchstens 5 °/o der Stärke des Wolframdrahtes ausmacht, vom W olframdraht abgelöst wird, so wird eine Drahtschraube erhalten, deren Schraubengänge sich zufolge der herausgelösten Schicht nicht berühren können.
• Es ist an und für sich bekannt, die Gänge -von schraubenförmigen Glühkörpern dadurch einander stark angenähert herzustellen, daß der Glühdraht vor seinem Wickeln mit einem Überzug versehen wird, der nachher entfernt wird. Dieses Verfahren konnte aber nicht verwendet werden, da die Schrauben, die derart hergestellt wurden, einen Durchhang aufwiesen, wodurch die sehr eng gewickelten Gänge sich berührten. Der gewünschte technische Effekt ist nur erreichbar, wenn diese Art des WickeIns in Kombination mit dem oben angegebenen Verfahren verwendet wird, wodurch das Durchhängen der Schraube unbedingt vermieden wird.
• Die Herstellung einer Wolframdrahtschraube i mit der kleinstmöglichen Ganghöhe kann z. B. auf folgende Weise vor sich gehen: Ein gezogener Wolframdraht von o,oi2 mm Durchmesser wird elektrolytisch mit einer Kupferschicht von o,ooo5 mm versehen, so daß der Durch- i messer des überzogenen Drahtes 0,013 mm wird. Der Draht wird dann mit einer Ganghöhe von i,i auf einen Kupferkerndraht aufgewickelt. Nachher wird die Schraube in ununterbrochenem Gang durch eine elektrische Heizvorrich- i tung hindurchgeführt, zwischen deren beiden Kontakten der Draht =,2 Minuten lang auf eine Temperatur von 8oo° C erhitzt wird. Dann wird die Schraube in Salpetersäure vom spezifischen Gewicht =,2 gelegt, wodurch der Kerndraht sowie der Kupferbelag sehr rasch herausgelöst werden. Die so erhaltene Schraube wird nach ihrem Abspülen und Trocknen durch eine andere elektrische Heizvorrichtung derart in ununterbrochenem Gange hindurchgeführt, daß der stromdurchflossene Teil der Schraube sich während einer halben Minute auf einer Temperatur von 2ooo° befindet. Die so hergestellten Glühkörper werden in der Lampe auf übliche Weise auf Halterdrähte aufgebracht. Da sie nicht durchhängen und in dem kleinstmöglichen Raum angeordnet sind, gewährleisten sie den besten Wirkungsgrad der Lampe.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung nicht durchhängender schraubenförmiger Kristalldrahtglühkörper für elektrische Glühlampen durch Aufwickeln eines Wolframdrahtes auf einen später aus der Drahtschraube zu entfernenden Wickelkern aus Draht und unter Erhitzung der Drahtschraube vor ihrem Einbringen in die Glühlampe, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kerndraht aufgewickelte Drahtschraube zunächst durch einige Minuten lang erfolgendes Erhitzen auf etwa 8oo° ausgeglüht wird, daß darauf der Kerndraht entfernt und schließlich die Drahtschraube zur Ausbildung ihrer endgültigen Kristallstruktur auf etwa 2ooo° erhitzt wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung nicht durchhängender schraubenförmiger Kristalldrahtglühköiper nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial zum Wickeln der Drahtschraube ein mit einem verhältnismäßig niedrigschmelzenden Metall überzogener Wolframdraht verwendet wird, und daß der Metallüberzug des Wolframdrahtes später gleichzeitig- mit dem Metallkern der Drahtschraube entfernt wird.