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Schraubenförmige WolframleuchtMrper für elektrische Glühlampen und Verfahren zu
Die Glühlampentechnik hat aus verschiedenen Gründen ein Interesse daran, Leuchtkörper von besonders zusammengedrängter Form herzustellen. Bei diesen wird nämlich die Halterung vereinfacht, das Licht konzentriert und bei gasgefüllten Glühlampen der Wirkungsgrad erhöht.
Aus diesem Grunde ist es üblich, überall da, wo es auf eine Verkürzung des Leuchtkörpers ankommt, wie z. B. bei gasgefüllten Lampen, den Leuchtdraht schraubenförmig aufzuwickeln und den Kern der Schraube so gross zu wählen, als die Formbeständigkeit des Drahtes es gestattet. Besonders wichtig ist diese Verkürzung, d. h. das Verhältnis der eigentlichen Länge des gestreckten Leuchtdrahtes zu der in Erscheinung tretenden Länge des Schrauben körpers, also zur Längserstreckung der den Schraubenkörper umhüllenden Zylinderfläche (Hüllkörperlänge) bei dünndrähtigen Leuchtkörpern, da hier die Wärmeabgabe an das umgebende Gas vergleichsweise hohe Werte annimmt. Als besonders formbeständig haben sich solche schraubenförmige Wolframleuchtkörper erwiesen, die aus unverbogenen langen Kristallen bestehen.
Jedoch kann auch bei diesen Leuchtkörpern der Kerndurchmesser nur in beschränktem Masse gesteigert werden. Dies gilt insbesondere für dünndrähtige Schraubenleuchtkörper, beispielsweise solche, deren Drahtdurchmesser weniger als etwa 0, 025 MM beträgt ; bei ihnen liess sich bisher der Kerndurchmesser mit gutem Erfolg nur auf etwa das fünffache des Drahtdureh- messers steigern, da bei weiterer Vergrösserung des Kernes die Schraubenleuchtkörper unstabil werden und zum Durchhängen neigen.
Bei dem Leuchtkörper nach der Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Ursache der auftretenden Störungen darin zu suchen ist, dass die Ausbildung der unverbogenen langen Kristalle durch die bekannte Hitzebehandlung sich nicht mit genügender Sicherheit vollzieht, wenn der Kerndurchmesser des Schraubenleuchtkörpers zu gross gewählt ist.
Nach der Erfindung lässt sich ein weit grösserer Kerndurchmesser anwenden, ohne dass die Fähigkeit zur Ausbildung der unverbogenen langen Kristalle darunter leidet, sofern man bei der Formgebung des Leuchtkörpers dafür sorgt, dass der Leuchtdraht in kurzen Abständen Deformationsstellen aufweist, die beispielsweise durch Schlag-oder Druckwirkung erzeugt sein können. Zweckmässig bestehen die Deformationsstellen aus Stellen stärkerer Krümmung, die mit solchen schwächeren Krümmung, abwechseln. Die Deformationsstellen bzw. Stellen stärkerer Krümmung wirken bei der Hitzebehandlung des fertig geformten Schraubenleuchtkörpers als Keimstellen und begünstigen so den Eintritt der Kristallumwandlung, die sich in die benachbarten nicht oder ungenügend deformierten bzw. schwächer gekrümmten Stellen fortpflanzt.
Die Anordnung der Keimstellen in genügend kurzen Abständen bewirkt, dass die Entstehung der langen Kristalle mit Sicherheit über den ganzen Leuchtkörper erfolgt. Dabei erstrecken sich die einzelnen lückenlos aneinandergefügten Kristalle meist über eine grössere Anzahl von Keimstellen, bzw. über mehrere Schraubenwindungen, wie durch Anätzung und mikroskopische Betrachtung feststellbar ist,
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Zur Herstellung von Leuchtkörpern nach der Erfindung geht man zweckmässig von einem gezogenen, vorzugsweise mit dem üblichen Zusatz schwer schmelzbarer Oxyde wie Thoroxyd versehenen Wolframdraht aus, der vorerst in bekannter Weise bis zum beginnenden Zerfall der Faserstruktur fortlaufend erhitzt und darauf, wie ebenfalls bekannt, ein bis zwei Ziehstufe heruntergezogen worden ist.
In diesem Ausgangsdraht werden darauf erfindungsgemäss in kurzen
Abständen Deformationsstellen erzeugt, etwa dadurch, dass man über den Draht eine Riffel- walze laufen lässt oder dass man ihn durch ein kleines Schlagwerk hindurchbewegt. Der Draht wird alsdann auf einen zylindrischen Kern von z. B. 8-bis lOfachem Drahtdurchmesser auf- 7ewickelt. Die Deformationsstellen können aber auch während oder nach dem Wickeln des
Schraubenkörpers im Draht erzeugt werden.
Nach einer andern besonders zweckmässigen Ausführungsform wird der Ausgangsdraht auf einem solchen Kern aufgewickelt, durch den in den Drahtwindungen zwischen Stellen schwächerer Krümmung Stellen stärkerer Krümmung als Deformationsstellen erzeugt werden, beispielsweise, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, auf einen vierkantigen oder sechskantigen
Kern. Er legt sich hiebei um die Kanten des Kernes mit scharfer Krümmung, um die
Flächen desselben dagegen mit ganz geringer Krümmung oder sogar gradlinig herum. Der Kern kann aber auch eine andere Form erhalten, er kann z. B., wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, nur an einer Stelle eine schärfere Krümmung aufweisen und in seinem übrigen Teil einen nahezu halbkreisförmigen Umfang haben.
An Stelle derartiger Profilkerne kann jedoch der
Kern auch, wie die Fig. 5-7 zeigen, aus zwei oder mehreren Drähten von gleichem oder verschiedenem Durchmesser bestehen. Gegebenenfalls können die den Kern bildenden Drähte auch, wie Fig. 8 zeigt, miteinander verdrillt sein.
Um in den Drahtwindungen miteinander abwechselnde Stellen stärkerer und schwächerer
Krümmung zu erzeugen, kann man auch den Ausgangsdraht zunächst auf einen runden Kern aufwickeln und die so entstandene Schraube nachträglich mit oder ohne Kern flachdrücken.
Nach der Formgebung wird der Leuchtkörper der bekannten, sich auf weit über 20000 C erstreckenden Hitzebehandlung unterworfen, durch die die lückenlos aneinandergefügten langen
Kristalle erzeugt werden. Letztere sind in ihrem kristallographischen Aufbau unverbogen, und zwar auch an deformierten Stellen, da die Kristalle unbeeinflusst durch die geometrische
Form des Körpers wachsen. Die Erhitzung des Leuchtkörpers kann sowohl durch einen hin- durchgeleiteten elektrischen Strom, als auch von aussen her, z. B. in einem geeigneten Rohr. ofen erfolgen.
Besteht der Kern aus Stahl oder Messing, so kann er vor Beginn der Hitzebehandlung entweder herausgezogen oder auch herausgeätzt werden. Findet dagegen ein Kern aus hitze- beständigem Material, etwa Wolfram Anwendung, so kann er auch nach der Hitzebehandlung aus der Schraube herausgezogen werden. Es ist auch möglich, den Leuchtkörper zusammen mit dem hitzebeständigen Kern nur etwa auf 1900 bis 20000 C zu erhitzen, den Kern sodann herauszuziehen und den Leuchtkörper schliesslich ohne Kern auf die Endtemperatur zu bringen.
Die Erhitzung des Leuchtkörpers nach Herausziehung des Kernes kann gegebenenfalls nach
Aufbringen des Leuchtkörpers auf das Fussgestell der Glühlampe vorgenommen werden, wo- durch eine Hilfshalterung bei der Hocherhitzung bzw. die Vorsehung eines besonderen Ofens erspart wird.
Wird ein profilierter Kern vor Erhitzung des Leuchtkörpers entfernt, z. B. herausgeätzt, - in diesem Fall verwendet man zweckmässig Messing-oder Stahldraht-so dreht sich die
Schraube, sobald sie nicht mehr vom Kern gehalten wird, ein wenig zurück, so dass die Zahl der Windungen nach der Entfernung des Kerns geringer wird. So wurde z. B. bei einer
Schraube, deren Kern, wie in Fig. 5 dargestellt, aus zwei aneinander gelegten Messingdrähten bestand (Drahtdurchmesser 0-023 MM, Durchmesser der Kerndrähte 0-09.'MM), beobachtet, dass die Zahl der Windungen sich um verringerte und dass an jeder Windung vorhandenen Krümmungsstellen gegen die entsprechenden Krümmungsstellen ihrer Nachbarwindungen um den vierzehnten Teil eines Kreisumfanges versetzt waren.
Dieses auffällige Verhalten ist aber für die Fertigstellung und die Verwendung des Leuchtkörpers ohne wesentliche Bedeutung.
Da bei der Herstellung der neuen Leuchtkörper der Kerndurchmesser der Schraube ganz beträchtlich erhöht werden kann, ohne dass die Kristallisationsfähigkeit des Drahtmaterials beeinträchtigt wird, so lässt sich die Hüllkörperlänge der schraubenförmigen Leuchtkörper, also deren in die Erscheinung tretende Länge beispielsweise auf den dritten Teil des bisher üblichen und sogar noch weiter herabsetzen.
PATENT-ANSPRÜCHE.
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