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Kohlenfadenglühlampe mit Gasfüllung. Als Gasfüllung für elektrische
Glühlampen mit Kohlenfaden werden gemäß vorliegender Erfindung Edelgase verwendet,
die so vollkommen wie möglich von fremden Beimengungen befreit sind.
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Daß die Lebensdauer des Kohlenfadens in elektrischen Glühlampen durch
geeignete Gasfüllungen wesentlich verlängert werden kann, war schon seit Jahrzehnten
bekannt. Man verwandte insbesondere beispielsweise Stickstoff oder Kohlensäure als
Füllgas und konnte bei genügendem Gasdruck die Verdampfung des Kohlenfadens wesentlich
zurückhalten. Stickstoff und andere Gase verhielten sich dabei praktisch inaktiv.
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Gab man die längere Lebensdauer des Fadens preis, so konnte man statt
dessen die Belastung des Kohlenfadens erhöhen, also die Ökonomie der Lampe steigern.
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Verwendete man an Stelle von reinem Stickstoff sogenannte Edelgase,
so war ein erheblicher Unterschied im Verhalten des Kohlenfadens zunächst nicht
zu bemerken. Im einen wie im anderen Fall kam man an eine gewisse Grenze, bei der
die Verdampfung der Kohle und die Zerstörung des Fadens durch Gasfüllungen der praktisch
in Betracht kommenden Drucke nicht mehr genügend zurückgehalten werden konnte. In
Verbindung mit einer sogenannten konzentrierten Fadenanordnung ergaben sich allerdings
in anderer Beziehung ganz erhebliche Fortschritte. Man konnte bei Zugrundelegung
eines Stromverba auchs von etwa r.1/2 Watt pro Kerze beispielsweise Lampen mit einer
Lebensdauer von mehreren Hunderten von Stunden erzielen und erhielt bei sehr geringer
Fadenlänge äußerst günstige mechanische Eigenschaften der Lampe. Das ging zwar weit
über das Maß dessen hinaus, was man vordem von Kohlenstoff zu erwarten berechtigt
war, aber die Schranke, die durch die Natur des Kohlenstoffs selbst, durch seine
Dampfspannung, seine natürliche Zerstäubbarkeit o. dgl. gesetzt ist, schien damit
auch endgültig erreicht zu sein.
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Die Edelgase, die man verwandte, waren stets in geringeren Mengen
mit Stickstoff oder anderen Stoffen gemischt. Es gab keine Methoden, um solche Beimengungen
ganz zu beseitigen, und es machte auch für das Endergebnis wenig oder gar nichts
aus, ob z. B. der Gehalt an Stickstoff etwas größer oder etwas kleiner war.
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Das Bild änderte sich nun mit einem Schlag, als es gelang, die Edelgase,
insbesondere das Argon, in technisch verwendbaren Mengen in fast vollkommener Reinheit
zu gewinnen. Die Beseitigung der Reste von Stickstoff und anderen Gasen bis auf
Spuren, die spektroskopisch mit den gewöhnlichen Hilfsmitteln nicht mehr nachweisbar
sind, ergab ein Füllgas, das ein gänzlich anderes Verhalten der Kohle erkennen ließ.
Die Lebensdauer wird ganz bedeutend gesteigert und die Belastbarkeit des Fadens
unter sonst gleichen Voraussetzungen wesentlich erhöht.
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Worauf diese Erscheinung beruht, mag dahingestellt bleiben, vermutlich
wirken zwei Umstände zusammen, über die man sich bisher ganz im unklaren war. Einesteils
scheint die natürliche Dampfspannung des Kohlenstoffs,
in welcher
Vorm er auch vorliegen möge, sehr viel niedriger zu sein, als man nach den früheren
Erfahrungen annehmen konnte, ändernteils'aber scheint der bei etwas niedrigeren
Temperaturen praktisch fast inaktive Stickstoff beim Überschreiten einer gewissen
Temperaturgrenze eine außerordentliche Steigerung seiner Affinität zum Kohlenstoff
zu erfahren, so daß selbst sehr geringe Mengen von Stickstoff bei solchen Temperaturen
schon äußerst schädlich wirken, und zwar um so mehr, weil die Wirkung sich weniger
dadurch geltend macht, daß die geringen Mengen Stickstoff mit dem Kohlenstoff eine
Verbindung eingehen, als vielmehr dadurch, daß diese Verbindungen immer wieder unter.
Ablagerung von Kohlenstoff an anderen Stellen zersetzt werden, so daß dieselbe geringe
Menge von Stickstoff ihre Wirkung an neuem beginnt.
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Mischt man dem von Stickstoffresten befreiten Argon zu irgendwelchen
Zwecken andere Stoffe bei, die keine ähnlichen Wirkungen haben wie Stickstoff, fügt
man beispielsweise eine gewisse Menge Quecksilberdampf hinzu, so wird dadurch die
sonstige gute Wirkung der reinen Argonfüllung natürlich nicht beeinträchtigt.