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Bei der Herstellung stromleitender Verbindungen zwischen gewissen metallischen Glüh- fäden, insbesondere von solchen aus Wolfram- und Wolframlegierungen mit den Zuleitungs- drähten stösst man auf eigentümliche Schwierigkeiten.
Die Verfahren zur Verbindung von Glühfäden mit ihren Zuleitungsdrähten, welche bei der Erzeugung von Kohle-Glühlampen in Verwendung stehen, eignen sich für die Fabrikation von Lampen mit obgenannten Metallfäden nicht.
Das jetzt vorzugsweise in Verwendung stehende Verfahren, welches darin bestellt, dass
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aus flüssigen Kohlenwasserstoffen durch Kohlenstoffabscheidung ein Kittknoten erzeugt wird. ist bei Metallglühfäden, besonders bei Wolframfaden, aus dem Grunde nicht anwendbar, weil diese Fäden, insoferne sie nicht aus gezogenem Draht bestehen. nicht genügend elastisch sind.
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der gebräuchlichsten Kitte, der zur Herstellung von Kohleglühlampen verwendet wird, besteht aus Kohlenstoff und Karamelzucker, welche Körper unter Zusatz von wenig Wasser zu einer elastischen Masse verrieben und auf die Verbindungsstelle aufgetragen werden. Der so ent- standene Kittknoten wird sodann bei einer 150 C wenig übersteigenden Temperatur getrocknet.
Es ist ohne weiteres klar, dass ein derartig erzeugter Kittknoten keinesfalls aus reinem Kohlen- stoff besteht, sondern noch einen grossen Gehalt von Wasserstoff und Sauerstoff enthaltenden
Verbindungen des Kohlenstoffes auf weist, ein Umstand, der allerdings für den Zweck der An- wendung bei Kohleglühlampen nicht sonderlich ins Gewicht fällt.
Die Erscheinungen jedoch, welche bei der Verwendung solcher Kittknoten bei Glühlampen mit gewissen metallischen Glühfäden, insbesondere bei Wolframfäden, beobachtet wurden, haben die Erfinder zur Erkenntnis geführt, dass der Gehalt an den genannten Verbindungen bei Lampen dieser Art äusserst störend wirkt und die Verwendung derartiger Kittknoten vollständig aus- schliesst, während Kittknoten, welche die obenerwähnten vergasbarcn Verbindungen nicht ent- @ halten, für die Verbindung von Metallfäden, insbesondere von Wolframfäden, mit den Strom- zuleitungsdrähten mit gutem Erfolg verwendet werden können.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bilden demnach ein Verfahren zur Herstellung von
Kittknoten aus Kohlenstoff zur Verbindung von Metallglühfäden mit den Stromuleituugsdrähten. welche Knoten keine bei den in Frage kommenden Temperaturen vergasbare Verbindungen enthalten.
Bevor nun der Gegenstand der Erfindung eingehend dargestellt wird, sollen nachstehend jene Erscheinungen geschildert werden, durch welche die Erfinderin zu jener Erkenntnis gelangte,
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Wird ein Wolframfaden mittels der oben beschriebenen, aus Kohle und einem organischen Bindemittel, wie Karamelzucker oder Steinkohlenteer usw. bestehenden Masse in die Zuleitungs-
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erscheinung leicht nachzuweisen ist. Eine derartige geschwärzte und gaserfüllte Lampe hat naturgemäss nur eine kurze Lebensdauer und zeigt schon nach kurzer Zeit eine beträchtliche Lichtabnahme.
Die Erklärung dieser Erscheinung liegt darin, dass unter dem Einflusse des Vakuums und der Temperatur, welche an jenem Teile des Wolframfadens herrscht, der aus dem Kittknoten herausragt, die noch im Kittknoten enthaltenden Gase und vergasbaren Verbindungen, welche hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen bestehen, allmählich entweichen. Diese Kohlenwasserstoffe werden dann durch den in höchster Weissglut befindlichen Wolframfaden in ihre Elemente zerlegt. Der freigewordene Wasserstoff verschlechtert nun das Vakuum der Lampe, während der Kohlenstoff von dem glühenden Wolfram aufgenommen wird und zum Teil als Karbid-Kohlenstoff (Wolframkarbid) im Faden verbleibt, zum Teil aber infolge des Vakuums und der ungemein hohen Temperatur des Fadens verdampft, sich an der Glaswand niederschlägt und so deren Schwärzung bewirkt.
Das im Faden gebildete Wolframkarbid aber bewirkt, dass der Schmelzpunkt des Wolhamfadens herabgesetzt wird, wodurch der Faden in kurzer Zeit zugrunde geht.
Diese Erscheinungen berechtigen zu der bereits erwähnten und durch angestellte Versuche bestätigten Annahme, dass die Lösung des Problems in der Verwendung von Kohlenstoffkittknoten zu suchen ist, welche keine bei den in Frage kommenden Temperaturen vergasbaren Verbindlmgeu enthalten, wobei dieselben auch einen Zusatz von schwer schmelzbaren Metallen erhalten können.
Da nun die Verwendung von organischen Bindemitteln zum Zusammenkitten des verwendeten Kohlenstoffes nur schwer vermieden werden kann, diese aber bei höheren Temperaturen gasförmige Produkte liefern, kam die Erfindern auf den Gedanken, einen für die obenerwähnten Zwecke verwendbaren Kittknoten auf die Weise herzustellen, dass sie denselben in geeigneter Weise bis zur vollständigen Verflüchtigung bzw. Zersetzung der organischen Verbindungen erhitzte.
Eingehende Versuche haben nämlich gezeigt, dass ein Kittknoten, der aus in indifferenten oder reduzierenden Gasen ausgeglühtem Kohlenstoff besteht, beim Brennen der Lampe kein Gas mehr abgibt. Verwendet man daher einen derart ausgeglühten Kittknoten zur Verbindung von Wolframfäden oder dgl. mit den Zuleitungsdrähten, so erhält man Lampen, deren Glasbirnen sowohl während des Auspumpens, als auch während des späteren Brennens vollständig rein hleiben und eine grosse Lichtkonstanz und lange Lebensdauer aufweisen.
Man kann zum Einkitten der Wolframfäden auch einen Kittknoten aus Kohle mit einem Zusatz von Metallen verwenden, welcher in indifferenten oder reduzierenden Gasen stark ausgeglüht wurde. Doch eignen sich als Zusätze nur schwer schmelzbare und nicht flüchtige Metalle, wie Wolfram, Platin, Chrom usw. Die Herstellung derartiger metallhaltiger Kittknoten geschieht in bekannter Weise, so z. B. wird fein verteiltes Metallpulver, zweckmässig Wolframpulver mit Kohlenstoff (der am besten in Form von Russ zur Anwendung gelangt) und einem organischen Bindemittel, wie Steinkohlenteer, zu einer plastischen Masse verrieben, auf die Verbindungstellen des Wolframfadens oder dgl. mit den Zuleitungsdrähten aufgetragen und auf diese Weise ein Kittknoten gebildet.
Der Zusatz von Metallen ist aber nicht unbedingt notwendig, vielmehr erhält man auch gute Resultate, wenn man in bekannter Weise Kohlenstoff (Russ) allein mit f'inem Bindemittel, wie Steinkohlenteer, verreibt und aus dieser Masse die Kittknoten formt.
Uie Kittknoten. seien sie nun aus Kohlenstoff allein oder aus Kohlenstoff mit einem Zusatz von. Metallen hergestellt, lässt man zuerst bei gewöhnlicher, sodann bei höherer Temperatur, beiläufig bei 150-2000 C trocknen.
Nunmehr erfolgt die Operation des Ausglühens. Wie Versuche ergeben haben, muss dieses Ausglühen in indifferenter oder reduzierender Atmosphäre vorgenommen werden, um eine Oxydation des Wolframfadens zu verhindern. Das Ausglühen selbst kann in verschiedener Weise vorgenommen werden, z. B. indem man die Kittknoten in einer indifferenten oder reduzierenden Atmosphäre einer äusseren Wärmequelle, einem elektrischen Lichtbogen oder dgl. nähert oder dadurch, dass man dieselben in geeigneter Weise in einen Stromkreis einschaltet, so dass sie durch den hindurchgeschickten elektrischen Strom zum Glühen gebracht werden.
Vorteilhaft bedient man sich beim Ausglühen des Kittknotens folgenden Verfahrens : Man bringt den auf obige Weise eingekitteten Wolframfaden unter eine mit trockenen indifferenten oder reduzierenden Gasen (z. B. Wasserstoff) gefüllte Glasglocke, wobei es zweckmässig ist, bei
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und mit ihm die Kittknoten auf helle Rotglut gebracht sind. Nunmehr sind die Kittknoten ausgeglüht und entgast, worauf der eingekittete Faden zur fertigen Lampe weiter verarbeitet wird.
Die Bildung von Metallkarbiden ist bei dieser verhältnismässig niedrigen Temperatur ausgeschlossen und tritt nicht ein, wie dies bei Patent Nr. 27441 der Fall ist.
Anstatt das Ausglühen in einer Gasglocke vorzunehmen, kann man auch diese Operation bei bereits in ihre Glasbirnen eingeschmolzenen Fäden an der Pumpe vornehmen, doch ist es in diesem Falle zweckmässig, die Kittknoten vorher bei höherer Temperatur zu trocknen, damit die gasförmigen Produkte noch vor dem Ausglühen der Kittknoten zum grossen Teil entfernt werden. Hiezu genügt eine Temperatur von zirka 3000 C. Die Fäden werden nun mit den auf obige Weise getrockneten Kittknoten in ihre Glasbirne eingeschmolzen und an die Pumpe aufgesteckt, wo dann das Ausglühen der Kittknoten vorgenommen wird.
Man pumpt die Glasbirne leer, füllt sie hernach mit reinem (durch P2 Og getrockneten) Wasserstoff bis auf zirka 350mm Druck, schliesst den Strom, bringt die Kittknoten durch langsames Steigern des Stromes in lebhafte Rotglut und hält sie zirka eine halbe Minute in Glut. Sodann wird der Strom abgestellt und die Birne in üblicher Weise evakuiert. Die so hergestellten Wolframlampen zeigen beim Brennen überhaupt keine Schwärzung der Birne und bleiben im Lichte konstant.